Причини техногенных аварий и катастроф

Народы: русские, украинцы (славянская группа), хакасы (алтайская  семья; тюркская группа), немцы (германская группа).

2.2.2 История  постройки Гидроэлектростанции

О постройке в верховьях  Енисея мощной электростанции впервые начали задумываться еще в начале 30-х годов. Здесь, в конце так называемого Саянского коридора аккумулировались гигантские запасы энергии. Именно поэтому предполагалось соорудить на сибирской реке каскад из 12 гидростанций, общей мощностью в 18 млн. киловатт. К строительству планировалось приступить сразу после сдачи в эксплуатацию Днепрогэса. По всему бассейну реки активно велись изыскательские работы, имевшие целью найти наиболее удобное место для строительства первой электростанции на Енисее. Но ни в тридцатые годы, ни в последующие сороковые этим планам не было суждено сбыться – начавшаяся Отечественная война вынудила отложить все большие проекты «на потом». И только спустя три десятилетия, уже после начала строительства Красноярской ГЭС, изыскатели вновь вернулись в Саяны.

В 60-х годах прошлого века управление 7 экспедиции ленинградского института «Ленгидропроект» находилось в пос. Майна. Здесь 4 ноября 1961 года руководитель экспедиции Пётр Ерашов подписал приказ о начале изыскательских работ по выбору створа будущей Саянской ГЭС. Отсюда началась история Саяногорска.

За несколько лет, изыскателями было обследовано более 20 створов, на протяжении 600 километров от Абакана, до места слияния Большого и Малого Енисея. Все они по разным причинам были откинуты и, к более детальной разведке приступили на трех створах – Джойском, Карловском и Кибикском. Геологам пришлось тщательно обследовать дно Енисея на всех трех створах, — вес будущей плотины должен был составлять даже не тысячи, а многие миллионы тонн. Её размеры уже тогда с трудом поддавались воображению: высота более 240 метров, длина по гребню — километр.

Сейчас Гидроэлектростанция  опять находится в шатком состоянии. Что же может произойти, если хоть на секунду представить, что плотину  под напором льда прорвет?

Водосброс размывает  основание плотины (нигде в мире нет подобного, вода падает под углом 60 градусов с высоты 200 метров)

Этой зимой в горах  Хакасии (зона водосбора СШГЭС) скопилось  кол-во снега, равное годовой норме  осадков. Это может вызвать огромный паводок с притоком до 30-40 тысяч кубических метров в секунду, что неизбежно повлечет за собой разрушение плотины.

Прорыв СШ ГЭС вызовет  техногенное цунами, не имеющее аналогов в мировой истории. Скорость воды может достигать сотен миль в  час, высота волны будет достигать 200 метров. За несколько часов опорожнится 30 кубических километров воды Саяно-Шушенского водохранилища. Красноярская ГЭС, не рассчитанная на гидроудар, так же не выдержит нагрузки и обрушится. К лишним 30 кубическим километрам цунами добавится еще 70 км Красноярского водохранилища. Вода будет смывать города, поля, леса до скального основания. В некоторых местах будут смыты даже холмы и скалы. В зоне катастрофического цунами живет около 1.5 миллиона человек – это географический центр России.

Но помимо катастрофических последствий для России прорыв СШГЭС  станет глобальной экологической катастрофой  Арктики и всего мира и всех стран северного полушария Земли. На территории Красноярского края России, в зоне затопления-цунами находятся  несколько алюминиевых заводов, скотомогильники с сибирской язвой, химические захоронения, ядерные захоронения, а также очень опасный химический завод ГХК.

Вылившаяся в течение  нескольких суток из устья Енисея зараженная вода в кол-ве 100 куб.км сначала  попадает в западное течение вдоль северного побережья России, далее это течение поворачивает на север, потом на запад до Шпицбергена. У него поток Шпицбергенским течением выносит к северу Гренландии, а там попадает в Восточно-Гренландское течение, которое вынесет загрязненную воду в Атлантику и к побережью Канады и США.

Попадание такого кол-во воды в течение малого срока вызовет  необратимые последствия для  тонкой экосистемы Арктики, произойдет заражение рыбы, которое приведет к вымиранию некоторых видов  арктических млекопитающих, находящихся уже на грани вымирания. А через некоторое время поверхностные течения океана принесут все проблемы к восточному побережью Северной Америки. Чернобыль и Вьетнам покажутся просто шутками по сравнению с тем, что грозит произойти в ближайшее будущее.

Проведем небольшое  сравнение Саяно-Шушенской ГЭС  с плотиной Гувера:

Плотина Длина, м Ширина подошвы, м Ширина гребня, м Высота, м Гувера 379 200 15 221, СШ ГЭС 1074 105 25 245

Плоти́на Гу́вера - это  уникальное гидротехническое сооружение в США, бетонная плотина высотой 221 м и гидроэлектростанция, сооружённая в нижнем течении реки Колорадо. Расположена в Чёрном каньоне, на границе штатов Аризона и Невада, в 48 км к юго-востоку от Лас-Вегаса; образует озеро (водохранилище) Мид. Названа в честь Герберта Гувера, 31-го президента США, сыгравшего важную роль в её строительстве. Строительство дамбы началось в 1931 и закончилось в 1936, на два года раньше запланированного срока.

Саяно-Шушенская ГЭС  является (являлась?) самой мощной электростанцией в России, мощность — 6400 МВт. Рентабельность в 2,5 раза выше рентабельности тепловых электростанций.

Самый мощный источник покрытия пиковых  перепадов электроэнергии в Единой энергосистеме России и Сибири. 75 % электроэнергии ГЭС потребляет Саяногорский алюминиевый завод, в 2006 году для применения энергии станции, не используемой из за ограниченной мощности ЛЭП, в эксплуатацию введен Хакасский алюминиевый завод. В 8:13-8:30 местного времени 17 августа 2009 года на станции произошла авария на гидроагрегате № 2 с его разрушением и поступлением большого количества воды в помещение машинного зала. Также получили сильные повреждения агрегаты № 7 и № 9, здание машинного зала частично обрушилось, его конструкции завалили агрегаты № 3, № 4 и № 5. В результате аварии погибло 75 человек.

По оценкам главы МЧС России Сергея Шойгу, восстановление агрегатов  Саяно-Шушенской ГЭС после произошедшей 17 августа 2009 года аварии может занять годы.

По мнению Василия Зубакина, исполняющего обязанности генерального директора  РусГидро, на полное восстановление Саяно-Шушенской ГЭС может понадобиться порядка трех лет и 10 млрд. рублей. Валентин Стафиевский, член оперативного штаба по ликвидации последствий чрезвычайной ситуации, бывший главный инженер станции, выразил свое мнение по поводу случившегося: «У меня в гидроэнергетике стаж работы больше пятидесяти лет, я работал и участвовал в строительстве самых крупных в стране Красноярской и Саянской электростанций, вся жизнь моя здесь прошла, но приехал сюда в первый день и не мог поверить своим глазам, что такое вообще возможно. Это не авария, а трагедия. Уверяю вас, что подобных аварий ни в мире, ни у нас в стране не было. Она ни в какие сценарии аварийных ситуаций, прописанных нами до этого, не вписывается». Ростехнадзор сейчас считает основной версией причины аварии выход на запредельные режимы работы гидроагрегата № 2: не сработали автоматические системы торможения гидроагрегата и система автоматического закрытия задвижек, перекрывающих воду. Министр энергетики России Сергей Шматко заявил, что причины аварии остаются неясными. «Вес сорванной крышки турбины составляет 800 тонн, и мы не понимаем природу этого явления», сказал он [10].

По предварительным данным, к  аварии привели не ошибки персонала  или так называемый человеческий фактор. На станции было три степени автоматической защиты. Первый уровень должен был автоматически снизить обороты движения турбины. Второй предполагал поворот лопаток, ограничивающий — закрытие аварийных водоводов на поток воды из водовода к турбинам. Третий уровень верхнего бьефа (часть водоёма, примыкающая к плотине). Ни одна из этих автоматических систем не сработала, а затворы были закрыты вручную спустя десятки минут после начала аварии. В результате аварии были полностью или частично отключены от энергоснабжения ряд стратегических объектов региона: Саянский алюминиевый завод, Хакасский алюминиевый завод, Красноярский алюминиевый завод, Кузнецкий завод ферросплавов, Новокузнецкий алюминиевый завод, а также нарушено энергоснабжение в сибирских регионах: в Алтайском крае, Кемеровской области, Республике Хакасия и в Томске.

Если электролизеры застынут, то алюминиевое производство — дело сложное и отнюдь не быстрое. Восстанавливать  их крайне трудно.

Теперь же, в связи с тем, что  недовыработку энергии Саяно-Шушенской ГЭС придется компенсировать выработкой угольных ТЭС, включая дозагрузку низкоэффективных объектов, таких как Красноярская ГРЭС-2 и Назаровская ГРЭС, структура баланса первичных источников значительно скажется на тарифах на электроэнергию.

По сообщению директора по продажам «Русгидро» Евгения Десятова, компания предполагает переложить часть непредвиденных расходов на потребителей, увеличив тариф на 2010 г., и уже готовит новую заявку в Федеральную службу по тарифам.

В настоящее время  глава Ростехнадзора, заявил, что  работа автоматической системы управления гидроагрегата была некорректной, а  версии о гидроударе, а также версия о внешнем воздействии, которые  ранее рассматривались как возможные  причины аварии, в настоящее время не подтверждаются.

Давайте посмотрим глубже.

Ни для кого не секрет, что РАО «ЕС» практически не финансировало  организации, которые занимались диагностикой оборудования в отрасли. Техническое  управление в РАО «ЕЭС России»  было ликвидировано около семи лет назад, как и должности главных инженеров региональных энергосистем, при Чубайсе.

Специалисты давно предупреждали  об аварийном состоянии — смотрите на плотины Саяно-Шушенской ГЭС. Газета «Коммерсантъ» 11 апреля 1998 —  опубликовала статью под названием «Саяно-Шушенская ГЭС опасна», в этой статье Саяно-Шушенская ГЭС, со ссылкой на прогноз МЧС России, названа «потенциально опасным объектом»:

«Конструкции этой станции  претерпели опасные изменения. Последствия  прорыва плотины могут быть катастрофическими, в особенности для Красноярска. То, что плотина явно неблагополучна, признают все; расхождения касаются оценок степени опасности и сегодняшнего состояния ГЭС. РАО ЕЭС (хозяин станции) заявляет о полном контроле над ситуацией и считает, что необходим только текущий ремонт. Независимые специалисты, наоборот, говорят о необратимых изменениях плотины, которые грозят ее разрушением».

А вот книга 1999 года издания, «Из опыта создания и освоения Красноярской и Саяно-Шушенской  гидроэлектростанций» (Красноярск, Издательский дом «Суриков»). Написана бывшим гендиректором Саяно-Шушенской ГЭС Валентином Брызгаловым.

В книге, написанной еще  десять лет назад, Валентин Брызгалов  признает, что Саяно-Шушенская ГЭС  была экспериментальной по своей  сути (между прочим, госкомиссия официально приняла — как раз в это время Валентин Брызгалов станцию в эксплуатацию лишь в 2000 году покидал управление станцией). За годы ее работы произошло несколько десятков нарушений работы гидротурбин и повреждений их узлов.

В частности: «первые  четыре агрегата Саяно-Шушенской ГЭС (т. е. включая № 2) испытывали достаточно сильное вибрационное воздействие из-за работы с нерасчетными напорами. В результате на ряде узлов усталостная прочность оказалась недостаточной. Вместе с тем выявились дефекты, связанные с недостаточной предварительной натурной изученностью отдельных явлений и новых конструкторских разработок. В некоторых случаях сказалось бескомпромиссное стремление к снижению затрат металла на один киловатт установленной мощности».

А вот и конкретно:

«Исследование причин разрушений путем проведения натурных испытаний  показало, что для радиально-осевых гидротурбин неточность геометрии  при изготовлении рабочих колес  приводит к большему гидравлическому  дисбалансу. На основании опыта эксплуатации наиболее неблагополучного в этом отношении гидроагрегата № 2 со сменным рабочим колесом была признана возможность возникновения усилий на турбинный подшипник, превышающих расчетное значение…»

В своей книге Брызгалов  как раз отмечает повышенную вертикальную вибрацию крышки турбины гидроагрегата.

Катастрофу можно было предотвратить десять лет назад, но были четко — и аварии могло  бы и не быть.

По сообщению «Русгидро», гидроагрегат № 2 останавливали 14 января этого года для «проведения среднего ремонта с наплавкой рабочего колеса». После ремонта, который продолжался два месяца, гидроагрегат № 2 был введен в эксплуатацию.

Особенность ремонта: кроме  замены устройств технологической  автоматики, на гидроагрегате № 2 впервые  была заменена колонка управления в  системе регулирования.

Работу выполняли специалисты  ЗАО «Гидроэнергоремонт». Реконструкция  автоматизированных систем управления проводилась научно-производственным объединением «Ракурс» из Санкт-Петербурга. Замену колонки ЭГР проводили  специалисты Санкт-Петербургской  компании «Промавтоматика».

А вот и отрывки  с форума, на котором обсуждали  происшедшее местные жители, которые  работали на ГЭС. Цитаты:

«Весной 2009 года ГА-2 был  введен в эксплуатацию после капитального ремонта и, соответственно, в капремонт  пошел ГА-6. Практически сразу после ввода в эксплуатацию выяснилось, что агрегат неисправен. Агрегат необходимо снова останавливать и выводить в ремонт. А это потери денег и недополученная прибыль от сокращения выработки электроэнергии станцией. Агрегат продолжает работать с повышенными температурой и вибрацией» [9].

«Несколько месяцев  подряд (до катастрофы) писались служебные  записки о перегреве ГА-2».

«В воскресенье, 16 августа 2009 года, вибрации ГА-2 усиливаются до неприемлемых значений».

«… Колебания на два  миллиметра перед самым разрушением» (максимум допустимой нормы).

«Когда Шойгу назвал эту аварию уникальной, он даже не догадывался, насколько он прав. Потому что только в России могут несколько месяцев  сознательно эксплуатировать неисправный  гидроагрегат на высоконапорной ГЭС в угоду финансовым интересам отдельных людей…»