Котельные установки

Состояние и перспективы развития энергетики России

Роль энергетики определяется местом в экономике. ТЭК России - круп­нейший инфраструктурный комплекс.

Электроэнергетика играет в ТЭК ключевую роль, является в ней интег­рирующей подсистемой. Она выступает как преобразователь практически всех видов первичных топливно-энергетических ресурсов (ТЭР). Электроэнергети­ка - это наиболее удобный и универсальный энергоноситель для удовлетворе­ния производственных, социальных, бытовых и других энергетических по­требностей общества. Мировые тенденции таковы, что доля электроэнергии в потреблении ТЭР неуклонно возрастает и будет возрастать в дальнейшем. В стратегическом плане электроэнергетика решающим образом влияет на фор­мирование условий для подъема экономики России и укрепление ее экономи­ческой безопасности. Все это определяет исключительно важное значение электроэнергетики, ее нормального функционирования и развития для обеспе­чения энергетической и национальной безопасности России и ее регионов в экономическом, научно-техническом, внешнеэкономическом и других аспек-

Основу производственного потенциала российской электроэнергетики в настоящее время составляют более 700 электростанций общей мощностью свыше 200 ГВт и линии электропередачи всех классов напряжений протяжен­ностью около 2,5 млн. км. Более 90 % этого потенциала сосредоточено в Еди­ной энергетической системе (ЕЭС) России, являющейся уникальным техниче­ским комплексом, обеспечивающим электроснабжение потребителей на боль­шей части обжитой территории страны.

Функционирование и развитие ЕЭС России обеспечено богатейшими то­пливно-энергетическими ресурсами природного газа, нефти, угля, ядерного топлива, гидроэнергией и другими возобновляемыми источниками энергии. Настоящий период характеризуется накоплением проблем в электроэнергети­ке, от решения которых будет зависеть не только энергетическая, но и нацио­нальная безопасность страны в первой четверти XXI века.

В последние годы в электроэнергетике России неуклонно обостряется проблема физического и морального старения оборудования электростанций, тепловых и электрических сетей.

Темпы воспроизводства основных фондов в электроэнергетике резко снизились.

Объем капитальных вложений в 2001 году по сравнению с 1990 годом уменьшился в 3,1 раза, а ввод мощностей снизился в 4,6 раза.

Если на начало 1991 г. доля генерирующего оборудования, проработав­шего более 30 лет, составляла 13,3 % от суммарной установленной мощности ЕЭС России, то на конец 2000 г. она выросла более чем в три раза и составила 46,1 %. При существующих темпах демонтажа старого оборудования и ввода новых мощностей к 2010 г. выработает свой ресурс более 70 % генерирующего оборудования. Аналогичную картину представляет износ основных фондов электросетевого оборудования. Оставшиеся мощности уже к 2006 году не смо­гут обеспечить электропотребление соответствующее уровню 1998 года.

Наметившаяся минимальная тенденция роста в 2002 году потребления (рис. 1.1) еще более приблизит появление дефицита энергии.

В ближайшее время требуется провести работы по реновации 450 турбоустановок высокого давления, 746 котлов с рабочим давлением бо­лее 100 атмосфер, паропроводов общим весом свыше 20 тыс. тонн.

Старение оборудования и низкие темпы его реновации послужили при­чиной возникновения ряда проблем.

Одна из них - накопление изношенного оборудования. Следствием этого являются:

• рост затрат на его ремонт (до 200 %);

• ухудшение технико-экономических показателей работы электропред­приятий (удельных расходов топлива, расходов электроэнергии на соб­ственные нужды, потерь электроэнергии в сетях). В результате предпри­ятия РАО ""ЕЭС России" недополучают более 4 млрд. рублей в год;

• низкая эффективность производства.

Другой проблемой является недостаточность существующих источников финансирования, требуемым объемам реновации.

На период 2000-2005 гг. ежегодная потребность в финансовых ресурсах для выполнения требуемых объемов реновации основных фондов составляет 50 млрд. рублей.

В настоящее время финансирование работ по реновации электрообору­дования от имеющихся источников (амортизация и прибыль на инвестиции) составляет всего 50 % потребности. Следствием этого являются:

• недостаточный объем работ по реновации основных фондов;

• сокращение, замораживание НИОКР в области технического пере­вооружения;

• отсутствие новых конструкционных материалов для современных энер­гоустановок;

• отсутствие готовых к серийному выпуску образцов современного энер­гооборудования для замещения вырабатывающего ресурс по значитель­ной части мощностного ряда.

Для обеспечения потребности в энергии отраслей экономики и населе­ния страны, реализации перспективы экспорта электроэнергии, повышения эффективности энергопроизводства необходима работа по воспроизводству основных производственных фондов электроэнергетики в объемах, обеспечи­вающих необходимую рабочую мощность.

Приоритетным направлением является техническое перевооружение, при котором стоимость 1 кВт вводимой мощности на 30-50 % ниже, чем при новом строительстве.

Учитывая, что наработка части турбоагрегатов позволяет продлить ре­сурс на 30-50 тыс. часов, а также то, что в настоящее время отсутствуют тех­нологически отработанные, доведенные до промышленного применения об­
разцы энергоустановок, в которых применяются современные технологии, предлагается следующая схема реновации энергооборудования.

На первом этапе (2000-2005 гг.):

• приоритет работам по продлению срока службы энергоагрегатов и замене отработавших ресурс энергоустановок на аналогичные (с улучшенными характеристиками);

• технологическая отработка головных образцов энергоустановок, в которых применяются современные технологии.

На втором этапе (2006-2010 гг.):

• преимущественное внедрение современных технологий;

• сокращение объемов замены на аналогичное оборудование.

Выработка и реализация единой технической политики в области ре­новации энергооборудования предусматривает:

1. Проведение необходимых научно-исследовательских, опытно - конструкторских и проектных работ в области реновации.

2. Организацию разработки и внедрения мер и перспективных технологий по продлению ресурса энергооборудования.

3. Организацию разработки и внедрения современного энергооборудова­ния для замещения выработавшего ресурс.

Для ТЭС, работающих на газообразном топливе: бинарный парогазо­вый цикл или газотурбинные надстройки паросиловых агрегатов.

Для ТЭС, работающих на твердом топливе: сжигание топлива в котлах с циркулирующим кипящим слоем.

Для ТЭС, сжигающих любой вид органического топлива: паросиловые блоки, работающие с ультрасверхкритическими параметрами пара (с перспективными системами подогрева питательной воды, с современными материалами котлов и турбин и другими усовершенствованиями).

Предлагаемые конструкции должны иметь КПД не менее 45 %.

4. Определение базовых электростанций для отработки головных образцов энергооборудования.

5. Разработка и промышленное освоение производства новых конструк­ционных материалов.

Для реализации проектов современных энергоустановок требуются но­вые материалы, применение которых позволит:

• повысить показатели и соответственно увеличить КПД;

• снизить материалоемкость конструкций;

• увеличить ресурс работы оборудования;

• снизить эксплуатационные расходы за счет снижения объемов контроля металла.

6. Создание системы инжинирингового обеспечения реновации.

Реализация комплекса необходимых мер позволит:

• обеспечить надежное энергоснабжение потребителей России;

• увеличить экспорт электроэнергии;

• повысить эффективность энергопроизводства.

Мы должны готовить себя к энергетической революции - может быть, в XXI веке в энергетику придут термоядерные электростанции. Путь от идеи до массового внедрения занимает в энергетике примерно полвека. Первые опыты по термоядерному синтезу проведены в пятидесятые годы XX столетия. Так, может быть, начало нового тысячелетия принесет нам новые, экологически чистые термоядерные электростанции? Будем надеяться на это. Но все же традиционные методы получения энергии будут занимать основное место в энергетическом балансе. Поэтому задача ученых - усовершенствова­ние этих традиционных технологий, превращение их в экологически более чистые, экономичные.

Ученые считают, что преобразование облика энергетики XXI века будет определяться такими достижениями научно-технического прогресса, как кера­мические двигатели, высокотемпературная сверхпроводимость, плазменные технологии, новые атомные реакторы, новые, более эффективные способы сжигания угля и, наконец, возобновляемые источники энергии. В этих облас­тях науки и техники огромное поле деятельности для будущих ученых и ин­женеров.

Российская электроэнергетика оснащена отечественным оборудованием, располагает значительным экспортным потенциалом, обладает развитым на - учно-техническим отраслевым комплексом, квалифицированными научными и инженерными кадрами, способными осуществлять разработку и внедрение но­вых технологий и поступательное развитие отрасли.