Реконструкция Экибастузской ГРЭС-1

Труд избавляет человека от трех главных зол: скуки, порока и нужды.

 Вольтер

Поставка приводов для молотковых тангенциальных мельниц в рамках реконструкции Экибастузской ГРЭС-1 

Экибастузская ГРЭС-1 — крупнейшая в Казахстане тепловая электростанция в городе Экибастуз Павлодарской области Казахстана. Товарищество с ограниченной ответственностью «Экибастузская ГРЭС-1 имени Булата Нуржанова» представляет собой тепловую электрическую станцию конденсационного типа, осуществляющую производство и распределение электроэнергии, с установленной мощностью 4 000 МВт. Станцией ЭГРЭС-1 владеют на паритетной основе Фонд национального благосостояния «Самрук-Казына» и Группа Казахмыс. Основным топливом станции является каменный уголь Экибастузских месторождений. Большая часть произведенной на станции электроэнергии распределяется на энергетическом рынке Казахстана. 

Строительство первых объектов Экибастузской ГРЭС-1 берёт своё начало в январе 1974 года (Рис. 1). Электростанция расположена на северном берегу озера Женгельды, в 16 км севернее г. Экибастуза, Павлодарской области. Станция строилась в рамках проекта СССР по созданию Экибастузского Топливно Энергетического Комплекса (ЭТЭК). Местоположение станции определила её близость к основным угледобывающим разрезам Казахстана (в 25 км восточнее расположен крупнейший в мире разрез «Богатырь»). Источником водоснабжения станции является водохранилище, созданное в котловане озера Женгельды и заполняемое водой из канала «Иртыш-Караганда имени Сатпаева».

Рис. 1. Экибастузская ГРЭС-1 - в 80-х годах и в наши дни 

 В 2010 году компания КОТЭС выполнила проект восстановления восьмого энергоблока Экибастузской ГРЭС-1, а также разработала проект строительства третьего блока 525 МВт Экибастузской ГРЭС-2. Проект успешно прошел государственную экспертизу. В 2011 году КОТЭС приступил к разработке рабочей документации по реконструкции энергоблока 500 МВт ст. № 2 на Экибастузской ГРЭС-1. В настоящее время разработан и утвержден план работ по проведению обследований существующего оборудования и строительных конструкций, а также график выдачи проектно-сметной документации. 

Перед инженерами стоит задача проведения реконструкции и восстановления второго энергоблока ГРЭС-1 с учетом максимального использования мирового опыта и новых технических решений с привлечением ведущих производителей оборудования. Пуск восстановленного энергоблока в эксплуатацию запланирован на 2014 год.

Предполагается, что современные технические решения и оборудование, которые сегодня будут предложены при реконструкции второго энергоблока ГРЭС-1 и при строительстве третьего блока ГРЭС-2, должны быть унифицированы и могут быть использованы при дальнейшем восстановлении и строительстве новых генерирующих мощностей энергокомплекса. Этому будет способствовать использование 3D-модели энергоблоков 500 МВт, создаваемой с помощью программы трехмерного проектирования PDMS AVEVA (Рис 3).

Рис. 2. 3D-модель энергоблока 500 МВт Экибастузской ГРЭС-1 

На блоке будет установлен паровой котел Пп-1650 производства ОАО „Подольский машиностроительный завод“, паровая турбина К-540 производства ОАО „Турбоатом“ г. Харьков и генератор ТВВ-500 производства ОАО „Силовые машины“. Основным топливом станции станет экибастузский каменный уголь. 

В комплексе пылеприготовления будут применены молотковые тангенциальные мельницы ММТ 2600/2550/600К (производства ОАО «Тяжмаш», г. Сызрань). Они предназначены для размола до пылевидного состояния и одновременной подсушки каменного и бурого угля в системах пылеприготовления тепловых электростанций. Оборудование может работать как под разрежением, так и под давлением. Отличительной особенностью мельницы является интенсивная принудительная вентиляция в сочетании с повышенной окружной скоростью ротора, что дает высокое качество помола и хорошую сушку. Размалываемый материал и сушильный агент подаются в мельницу тангенциально. Размол производится за счет многократных ударов материала билами и о броню корпуса, а также путем истирания материала при движении в зазоре между броней корпуса и вращающимся ротором мельницы.

Рис. 3. 3D-модель молотковой мельницы

Размолотый уголь сушильно-вентилирующим агентом выносится из зоны размола в сепаратор, где крупные фракции отделяются и возвращаются на доизмельчение в мельницу. Готовая угольная пыль выносится по пылепроводам к горелкам котла. Производительность современных молотковых мельниц достигает 70 т/ч на буром угле и 50-60 т/ч на каменном угле. Современная молотковая мельница является одним из наиболее экономичных размольных устройств, предназначенных для размола угля. 

Выбор привода к мельницам – довольно непростая задача. Мельница ММТ 2600/2550/600К является «тяжелым» механизмом с точки зрения условий пуска (рис.4), динамических моментов и больших маховых масс, может служить источником вибрации, которая будет передаваться на электродвигатель, поэтому последний должен иметь достаточный «запас прочности», способность выдерживать частые, «тяжелые» пуски и адаптирован для дробильно-размольного оборудования. С другой стороны, любой приводной механизм можно описать языком формул, графиков и тогда подбор электродвигателя будет представлять чисто инженерную задачу.

Рис. 4. Зависимость момента сопротивления мельницы ММТ 2600/2550/600К от частоты вращения приводного электродвигателя при пуске 

В результате анализа вариантов приводов специалистами нашей компании были выбраны электродвигатели АДО-1250/600 У3 (рис.5) производства завода НПО «ЭЛСИБ» ОАО (г.Новосибирск), поскольку помимо точного соответствия вышеуказанным критериям, они имели несколько серьезных преимуществ перед своими конкурентами. 

Предлагаемые электродвигатели являются технически совершенными машинами, применяемыми для привода молотковых мельниц, дутьевых вентиляторов, дымососов и других механизмов собственных нужд электростанций. Они показали высокие эксплуатационные параметры, в том числе высокую надежность работы на многих объектах генерации России и стран бывшего СНГ. Этот тип электродвигателей положил начало целой серии подобных машин, для привода мельниц и тягодутьевых механизмов блоков электростанций (рис. 6). А существующая унификация этих двигателей с приводами мельниц других блоков и приводами дробилок типа СМД97А дает ремонтному персоналу станции большую свободу при планировании и проведении ремонтных работ на блоке.

Рис. 5. Электродвигатель серии АДО – заводка ротора в статор при сборке 

Кроме того, эти электродвигатели обладают следующими неочевидными на первый взгляд преимуществами: 

- имеют более высокий КПД; 

- имеют меньшую удельную массу при одинаковом коэффициенте мощности; 

- высокие максимальный и пусковой вращающие моменты; 

- большую теплоемкость обмотки ротора; 

- меньший нагрев обмотки ротора в процессе пуска; 

- большую надежность, подтвержденную ресурсными испытаниями натурных образцов и длительным опытом эксплуатации электродвигателей.

Рис. 6. Габаритный чертеж электродвигателя АДО-1250/600 У3 

Завод НПО «ЭЛСИБ» ОАО использует передовой опыт мировых производителей, выпуская электродвигатели АДО-1250/600 У3 с изоляцией обмоток класса «монолит 4». При этом первый текущий ремонт производится через 6 месяцев после ввода двигателя в эксплуатацию с частичной его разборкой без вывода ротора из статора. Периодичность проведения последующих текущих ремонтов устанавливается в зависимости от технического состояния, но не реже одного раза в год. 

Электродвигатель дополнительно оснащался вибропреобразователями ВК-310НС. Это устройство представляет собой пьезоэлектрический преобразователь со встроенным согласующим предусилителем и предназначено для измерения уровня вибрации узлов различного технологического оборудования. Вибропреобразователь подключается по двухпроводной схеме, на выходе формируется унифицированный сигнал постоянного тока диапазона 4 … 20 мА, пропорциональный размаху виброперемещения электродвигателя. Преобразователи защищены от проникновения твердых тел и воды и рассчитаны на 10-летний срок службы. 

С целью определения соответствия требованиям технических условий и конструкторской документации электродвигатели АДО-1250/600 У3 перед отгрузкой прошли обязательную процедуру приемо-сдаточных испытаний. По результатам проведенных испытаний с участием представителей сервисной службы ЗАО «ЭнергоФронт» и специалистов ОАО «Тяжмаш» все 8 электродвигателей показали полное соответствие требованиям ГОСТ Р, в том числе, низкие значения вибрации подшипниковых узлов. 

В настоящий момент электродвигатели отгружены на место монтажа и последующей эксплуатации. Специалисты ЗАО «ЭнергоФронт» выполнят весь комплекс сервисных услуг по организации и надзору за монтажными и пуско-наладочными работами.