Парковый ресурс турбин и котлов ТЭС: как энергетика продлевает жизнь оборудованию

Российская тепловая генерация работает на оборудовании, значительная часть которого старше сорока лет. По оценкам, опубликованным в журнале «Энергетик», свыше 80% генерирующего оборудования тепловых электростанций было введено в эксплуатацию в 1960–1985 годах, и уже к середине 2010-х около 65% этого парка выработало парковый ресурс. С тех пор проблема только обострилась: новые вводы не успевают за старением.

Парковый ресурс — это наработка, до которой обеспечивается безаварийная работа однотипного оборудования при соблюдении условий эксплуатации. Его исчерпание не означает автоматический вывод из работы: дальше судьба каждой турбины и котла решается индивидуально — по результатам технического диагностирования. Индивидуальный подход экономически оправдан: однотипные машины к одинаковой наработке приходят в разном состоянии в зависимости от числа пусков, качества водно-химического режима и истории ремонтов, и усредненные сроки неизбежно либо перестраховывают, либо недооценивают риск.

Как продлевают ресурс энергооборудования

Решение о продлении срока эксплуатации принимается на основе контроля состояния металла ответственных элементов: роторов и цилиндров турбин, барабанов котлов, коллекторов, паропроводов, работающих в условиях ползучести и малоцикловой усталости. Типовой состав работ включает:

• неразрушающий контроль основного металла и сварных соединений в объеме типовых программ;
• исследование структуры металла методом реплик, измерение твердости, при необходимости — вырезки образцов;
• расчет индивидуального остаточного ресурса с учетом фактических режимов, пусков и температурной истории;
• заключение с назначением нового срока и условий эксплуатации: разрешенные параметры, объем последующего контроля.

Программа модернизации: замена вместо бесконечного продления

Системный ответ на старение генерации — программа модернизации ТЭС (КОММод), утвержденная Правительством в 2019 году. Ее цель — обновить порядка 45 ГВт мощностей до начала 2030-х, продлив парковый ресурс и улучшив экономичность станций. Модернизация турбоагрегата с заменой критических узлов увеличивает парковый ресурс на десятки лет: например, энергетики СГК оценивают эффект модернизации турбины Бийской ТЭЦ минимум в 30 лет дополнительной работы.

Реализация программы идет непросто: по данным «Энергетики и промышленности России», стоимость проектов выросла на десятки процентов, часть вводов перенесена из-за проблем с поставками оборудования. Это означает, что действующий парк будет работать дольше запланированного — и требования к его диагностированию только вырастут. Для станций, чьи проекты модернизации сдвинулись вправо, программы контроля металла фактически становятся мостом между «сегодня» и вводом обновленных блоков.

Что это значит для владельцев энергооборудования

1. Ведите учет наработки, пусков и температурных режимов по каждой единице оборудования — без этих данных расчет остаточного ресурса будет консервативным и дорогим.
2. Планируйте контроль металла заблаговременно: работы привязаны к капитальным ремонтам, а квалифицированных лабораторий на всех не хватает.
3. Не ограничивайтесь минимальным объемом контроля: выявленная на ранней стадии поврежденность металла — это управляемый ремонт, а не аварийный останов в отопительный сезон.
4. Для оборудования, подведомственного Ростехнадзору, оформляйте продление в установленном порядке — через диагностирование и экспертизу промышленной безопасности.