Котлы взрываются из-за людей

Электричества и тепла нужно всё больше. Уложиться к празднику и к ленточке требует шеф. Такие запуски энергоблоков к нужной дате энергетики называют "датскими". Плюс традиционная безалаберность и надежда на авось. Человеческий фактор – главная причина техногенных катастроф современности.

В 90-х годах нам, студентам Алматинского энергетического института, преподаватели на занятиях рассказывали с особым придыханием про Экибастузскую ГРЭС-1. Это был один из последних глобальных проектов почившего в бозе Советского Союза. Одна из крупнейших в мире (если верить "Самрук-Энерго") по текущей мощности – 3500 МВт, станция славится своими просто немыслимыми 330-метровыми трубами. Для сравнения: это 3 алматинских гостиницы "Казахстан", поставленные друг на дружку. С хвостиком. Вытягиваемая трубами в верхние слои атмосферы угольная пыль выпадала якобы даже на склонах Эвереста.

Но энергетикам СНГ Экибастузская ГРЭС-1 памятна не столько трубами и даже не циклопических размеров угольным разрезом "Богатырь" с его 50 млн тоннами угля в год (под который ЭГРЭС-1, а потом и вторая станция, собственно и строились). В своеобразном мартирологе взлетевших на воздух энергоблоков на постсоветском пространстве Экибастузская ГРЭС-1 упомянута трижды.

Однако ярких и красочных фото-отчётов с места событий, что заставляют сердце трепетать, в сети отыскать непросто. Закрытость энергетических объектов легко объяснима их стратегическим значением для страны: мол, терроризму не дадим ни шанса! Но эта же закрытость позволяет энергетикам удерживать любопытствующих и просто случайных свидетелей подальше от эпицентра разрушения в случае, "если что пойдёт не так". Поэтому катастрофы на энергообъектах, как правило, не влекут больших человеческих жертв, однако ущерб для экономики несут колоссальный. Исключения с Чернобылем и Саянами лишь подтверждают это правило.

Закрытость же позволяет энергокомплексу очень скромно и сухо рассказывать свету о своих катастрофах. Как правило, их называют просто "авариями".

Авария на 5-м энергоблоке Экибастузской ГРЭС-1 вывела из строя сразу три энергоблока в 1984 году. Пламя полыхало такое, что в циклопических размеров машинном отделении рухнула кровля сразу 10 пролётов. 5-й энергоблок встал на долгие 2 640 часов. Знали об этом немногие: только те, "кому положено". Да и увидеть это было затруднительно – чай, не крышу городского катка под снегом покорёжило.

Что такое авария на энергоблоке? Возьмём, к примеру, аварию на Экибастузской ГРЭС-1 в сентябре 1990 года. Ту, ущерб от которой составил 70 млн рублей (оценка была дана в ценах 1984 года – это около 88,5 млн долларов). Страна – тогда ещё СССР – потеряла 566 млн киловатт-часов недовыработанной электроэнергии.

В сентябре 1990 года здесь в турбоагрегате обрывает сразу 36 рабочих лопаток в цилиндре низкого давления. Турбина весом 240 тонн идёт вразнос. Cильная вибрация приводит к отключению турбины. Весь подогретый пар, который вращал до этого многотонный ротор, ищет себе выход. Параметры пара за котлом: +545 °C (то есть цинк уже плавится, алюминий ещё держится). Титаническая энергия прорывается наружу локальными взрывами. Воспламеняется масло. Водород вырывается на волю и уже вовсю полыхает вместе с маслом где-то под потолком: да так, что стальные и железобетонные конструкции плавятся как воск на свече и обрушиваются вниз, погребая под собой всё ("термическое обрушение ферм кровельного покрытия").

Среди причин аварии называли банальное чинопочитание: на 25 декабря 1990 года был запланирован запуск первого энергоблока Экибастузской ГРЭС-2. Ожидалось прибытие главы государства. Вот и перестарались к ленточке....

Давайте попробуем хоть бы даже и с солидным уменьшением смоделировать тот кошмар на станции. Авторы этого видео с Discovery Channel подчёркивают, что такие испытания обычно проходят исключительно в закрытом режиме (top secret). И впервые в своей истории компания Rolls-Royce публикует эти съёмки с краш-теста.

Итак, реактивный двигатель Rolls-Royce Trent 900 для "эйрбаса" Super Jumbo A-380. Разумеется, Super – он только для своего класса, для авиации.

На самом же деле этот двигатель почти в сорок раз легче той турбины К-500-240-2 на Экибастузской ГРЭС-1. Но даже и сорокакратное уменьшение катастрофического разрушения турбины позволяет оценить мощь потока воздуха.

Вырвав бракованную лопатку в турбине (её вставили специально для теста и маркировали цветом), воздух заставляет весь корпус вибрировать, потом разбалансирует его и наконец крушит шеститонную махину словно щепку. Просто воздух – и ничего больше.

Кстати, в 2003-м авария на энергоблоке №3 снова парализовала Экибастузскую ГРЭС-1. Трубы с питательной водой оборвало разом, словно осеннюю паутину смахнул великан со своего лика: это привело к резкому скачку давления, и паром выбило громадный колпак подогревателя высокого давления. Кровля машинного отделения рухнула. Полыхнул немыслимый пожар. Третий энергоблок оказался полностью выведенным из строя. Погиб один сотрудник ГРЭС-1. Цена последовавшей "модернизации" – 660 млн тенге.

Во всех трёх случаях энергосистема Казахстана лишалась разом 1500 МВт мощности. Потерять такую мощность – всё равно что обесточить весь многострадальный полуостров Крым или два острова Бали, смотря кому из читателей что ближе и более знакомо.

Попробуйте потолковать со знакомыми энергетиками: вам расскажут, как на ТЭС на тех самых "авариях" многотонный ротор штопором подлетает на многие метры вверх, словно он поролоновый. Когда же из-под контроля человека выходит уже не воздух, не пар, а атом, история энергетики записывает в свой мартиролог уже Чернобыль-1986. Когда человек утрачивает контроль над водой, происходят катастрофы масштаба Саяно-Шушенской-2009. На Саянах, на своём рабочем месте погибло 75 человек (из 300 человек персонала, спасавшегося кто как может). На графике от владельца ГЭС компании "РусГидро" выглядит это апокалиптическое действо, конечно же, завораживающе.

Однако истинный ужас покорителей водной стихии сохранили лишь камеры видеонаблюдения, коими вся ГЭС – как стратегический опять же объект – была утыкана.

Перечитывая подробности трагедии в Шахане, понимаешь, что Википедия, конечно же, врёт, когда сообщает на голубом глазу, что взрывы котлов происходят со второй половины ХХ века "очень редко".

Если только по казахстанской ленте новостей пробежаться, то вот тебе и Восточный Казахстан: отопительный котёл разнесло на погранзаставе, кочегар погиб. И Акмолинская область: в котельной потолочное перекрытие обрушилось. ДЧС Алматы этот сценарий и вовсе взял за основу для своих учений: при резком, мол, похолодании прекратилась подача холодной воды в систему теплоснабжения. От этого котёл и взорвался – разворачиваем спасательную операцию.

Да, у этих бытовых котлов мизерная мощность по сравнению с ТЭС. Но и тем, и другим нужен профессиональный подход и сервис.

Недаром у энергетиков есть даже норматив, который регулирует уровень риска на ТЭС (тепловых электростанциях). Частота возникновения крупных аварий (когда из строя выходит несколько энергоблоков сразу) не должна превышать 0,001 аварий/ (энергоблок)*(год). То есть ежегодно на тысячу энергоблоков допустима только одна авария. Фактическую же оценку дали в своей работе эксперты из Московского государственного строительного университета магистр В.В. Белов и к.т.н., профессор Б. К. Пергаменщик ("Компоновочные решения ТЭС как фактор снижения последствий крупных аварий", 2013 г.).

Количество аварий, когда выбивает сразу несколько энергоблоков, БОЛЕЕ ЧЕМ В ТРИ РАЗА превышает допустимый уровень риска: не 0,001, – а 0,0034. В Улан-Удэ даже режим чрезвычайного положения был объявлен после такой аварии.

Объясняется это банально и предсказуемо: проектировщики экономят и впихивают крупные мощности в один-единственный энергоблок. Там, где раньше бы стояло 10 турбин, теперь стоит одна: на 500 МВт. Как на Экибастузе, например. Гигант, конечно же, требует сложных производственных схем и колоссального давления пара. И, естественно, это увеличивает риск крупных аварий. А риски с ущербом от 500 млн рублей страховать не берутся. Спутник в космосе, барахолку в Алматы или итальянский круизный лайнер Costa Concordia, – пожалуйста, застрахуем. А вот электростанцию на Земле...

Стремление приручить мощную стихию только тогда конвертируется в безопасную энергию для потребителя, когда этим занимаются подготовленные технические кадры.

Кстати, именно культ образования и образованности был заложен легендарным Ли Кван Ю в основу успеха крошечного Сингапура. Помнится, именно он был для Казахстана обозначен как пример для подражания.