Диссертация (Повышение безопасности промышленных зданий на основе альтернативных компоновочных решений (на примере главных корпусов ТЭС)), страница 6

Из-за угрозы распространениябыл аварийно остановлен блок № 6. В это время, от термического воздействияобрушилось покрытие машинного отделения в осях 28–38 (соответственно надэнергоблоками № 6, 7). Что привело к разгерметизации выводов генератора № 6 спопаданием водорода в шинопроводы приведшее также к локальным взрывам споследующим возгоранием, в том числе и кабелей управления. Динамическиетолчки при обрушении ферм покрытия привели к отсоединению стеновых панелей35по ряду «А» машинного отделения, которые упали на токопровод резервногопитания и ячейки выключателей, что привело к отключению трансформаторарезервного питания, и потери электрических собственных нужд (в том числеотключению работавших пожарных насосов) 5-и энергоблоков.

Тем самымспровоцировав усиление аварии с обрушением покрытия над блоком № 4 (в осях 22–25). В результате пожара продолжавшегося около 5 часов из строя вышло 3 рабочихэнергоблока суммарной мощностью 1 500 МВт и один блок находившейся времонте. Прямой ущерб от аварии составил около 70 млн. р. (в ценах 1990 г.), общаянедовыработка электроэнергии – 566 000 тыс. кВт*ч, а простой в аварийном ремонтедля: энергоблока № 5 – 10 440 ч., № 6 – 2 653 ч., № 7 – 792 ч., № 4 – 288 ч.

[67]Рисунок 1.9. Вид на машинное отделение главного корпуса ЭкибастузскойГРЭС-1 после аварии 1990 года.Похожие события в 90-х годах XX века имели место на – Азербайджанской,Тахиаташской, Сырдарьинской ГРЭС и ряде других. Что привело к изменениюнормативной документации в части: использования горючих материалов в покрытиизданий,измененияпределовогнестойкостинесущихэлементов,атакженеобходимость монтажа автоматических систем пожаротушения. [68]Примечательно, что данные мероприятия так и не привели к желаемымрезультатам, о чем свидетельствуют, в частности, события 2006 года на РефтинскойГРЭС (4×500 МВт) (рисунок 1.10). Здесь вследствие разрушения бандажного кольца36ротора генератора из-за ошибок проектирования и изготовления была поврежденамаслосистема и лобовые части обмотки статора, что привело к внутреннемукороткому замыканию в турбогенераторе № 10. От возникшей электрической дугивоздушно-масляная смесь взорвалась.

Гидродинамическим ударом сорвало торцевойщит генератора со стороны контактных колец, это привело к выбросу масла и егозагоранию. Из-за температурного воздействия на металлоконструкции фермпокрытия в осях 19–20 произошло их обрушение. Так как фермы покрытия былиобъединены в жесткую конструкцию – блок, обрушилось перекрытие машзала в осях16–20. Из-за повреждения общих коммуникаций пришлось аварийно остановитьблок № 7. Пожар продолжался 6 ч, полностью разрушен турбоагрегат энергоблока №10, повреждено оборудования блока № 9, разморожен статор генератора № 7.

Ущербсоставил около 237 млн. р. (в ценах 2006 г.), простой для энергоблока № 10 – 11 712ч; № 9 – 2 160 ч; № 7 – 7 920. [62]Рисунок 1.10. Вид на машинное отделение главного корпуса Рефтинской ГРЭСпосле аварии 2006 года.Сплинклерная система пожаротушения ни как не повлияла на развитие аварии2012 года ТЭС Эребру (Швеция). Возгорание произошло на модернизированном в2011 г.

турбоагрегате (мощностью 100 МВт). Пожар с последующим взрывомводорода привел к полному уничтожению оборудования блока и сопутствующихсистем. Станция остановилась.Наибольшую опасность представляют крупные аварии на ТЭЦ особенно взимний период эксплуатации, так как нередко приводят к перерывам в37теплоснабжении потребителей, снижая безопасность жителей района.Характерным примером является, авария на ТЭЦ-1 (г.

Улан-Удэ) в 2008 г.Причиной является – короткое замыкание с последующим возгоранием силовыхкабелей в полуэтаже под турбиной № 7. Огонь перекинулся на маслобаки с запасов18-ти т турбинного масла. В результате автоматически отключились 6 оставшихсяагрегатов станции. Через 1 ч после начала пожара взорвался водород, обрушиласьчасть покрытия машинного отделения. На локализацию пожара ушло 3 ч, площадьвозгорания составила 1000 м2. Без тепловой энергии остались 168 тыс. чел., притемпературе окружающего воздуха около (-30 °С). В г. Улан-Удэ был введен режимЧрезвычайной ситуации. Полностью уничтожен турбоагрегат № 7 и № 6. Обрушенакровля машинного отделения на площади 300 м2.

Отключены все 7 энергоблоковстанции. Ущерб от недоотпуска тепловой энергии составил – 410 млн. руб.,электроэнергии – 250 млн. р., полный ущерб от аварии оценивается в 3 млрд. р. (вценах 2008 г.). Простой для 2-х энергоблоков составил – 24 ч, для аварийного –26 856 ч, с последующей модернизацией оборудования. Режим чрезвычайнойситуации снят через – 168 ч.Подобные аварии нередки и за рубежом. Одним из недавних примеров можетслужить крупная авария 2014 г. на ТЭС Ironbridge B (2×500 МВт) в Великобритании,в результате обрыва 12 лопаток 6-ой ступени цилиндра низкого давленияприведшего к дисбалансу ротора турбоагрегата № 1 с последующей вибрацией иразрушением подшипников привела к крупному пожару с обрушением покрытиямашинного отделения. Остановлены оба турбоагрегата, один из них полностьюуничтожен.

Прямой ущерб составил около – 32 млн. евро (цены 2014 г.).На ТЭС Boryeong (8×500 МВт) (Южная Корея) из-за аварии в 2012 г., былиповреждены турбоагрегаты энергоблоков № 1 и 2, а также на короткое времяостановлены энергоблоки № 3 и 4. Время простоя для энергоблоков № 1 и 2составило – 1 440 ч. Примечательно, что в момент ремонта энергоблоков, из-западения строительных лесов пострадало 13 человек из них погиб 1 погиб.38Пожар не единственная причина крупных аварий в машинных отделениях ТЭС.Имели место отказы строительных конструкций кровли.

Машинное отделениетепловой электростанции характеризуется значительным пролетом, который можетдостигать 54 м. В качестве несущих конструкций используются металлическиестропильные фермы. Металлоконструкции в отличие от железобетонных имеютотносительно небольшой запас прочности по нагрузке, поэтому любое превышениесверх расчетных значений может приводить к потере прочности или устойчивости. Вкачестве неучтенных нагрузок могут выступать льдообразование на отдельныхучасткахпокрытия,вызванноепродувкойдеаэраторов,илиотсутствиесистематической уборки снега с поверхности кровли.

Причинами обрушенияявляются также коррозионный износ элементов стропильных ферм, ошибки,допущенныеприпроектировании,изготовленииимонтажестроительныхконструкций.Такие аварии особенно опасны в зонах с суровым климатом и в зимний период,потому как приводят к снижению температуры в помещениях главного корпуса, чтоможет способствовать образованию тумана и привести к коротким замыканиям навысоковольтном оборудовании из-за чего его отключают. [69]Характерным примером является авария на Сургутской ГРЭС-2 (6×800 МВт) в2008 г. (рисунок 1.11), где обрушение покрытия машинного отделения надэнергоблоком № 6 вызванное избыточным давлением на конструкции, ошибокмонтажа и проекта привело к снижению температуры в главном корпусе иотключению (снижению мощности) блоков от сети. На момент аварии температураокружающего воздуха составляла (-35 °С).

В результате энергосистема потерялаоколо 2 000 МВт суммарной мощности. Возникла опасность веерного отключенияпотребителей, так как переток по контролируемому сечению ОЭС Урал-Тюменскоепревышал максимально допустимое значение на 363 МВт.39Рисунок 1.11. Вид на машинное отделение главного корпуса Сургутской ГРЭС2 после аварии 2008 года.Вторыми по значимости являются аварии в котельных отделениях. Данныесобытия в значительной степени связаны с системой топливоподачи: взрывыотложений угольной пыли на элементах строительных конструкций или в бункерахугля, механические повреждения мазутопроводов, взрывы топлива в топке котла ит.д.

Аварии такого типа в условиях полиблока могут также приводить кповреждению оборудования соседних энергоблоков и разрушению наружныхограждающих конструкций.Примером может служить авария 2016 г. на Березовской ГРЭС (рисунок 1.12),где пожар, возникший в результате орошения обмуровки котла мазутом через свищ втрубопроводе на участке его примыкания к горелкам, привел к: повреждениюметаллоконструкций котла, хребтового диска, колонн каркаса и временного торца.Отмечены деформации элементов покрытия в ячейке котельного отделения наплощади 300 м2, котел просел на 5,5 м и восстановлению не подлежит.Недополученная выручка по различным оценкам составила – 12,2 млрд.

р.Стоимость восстановления энергоблока – 25 млрд. р., а безвозвратные потери(оцененные в остаточной стоимости котла) – 15,0 млрд. р. (цены 2016 г.). Аварияпривела к росту цен на оптовом рынке Сибири более чем на 10 % (до 1067,6 р./МВт).Простой энергоблока уже составляет – 17 520 ч. Следует отметить, что по проекту в40главном корпусе планировалось установить 8 энергоблоков единичной мощностьюпо 800 МВт.Рисунок 1.12. Вид на хребтовые конструкции подвесного котла БерезовскойГРЭС после аварии 2016 года.Неполное срабатывание угольной пыли в бункере, а также халатные действияэксплуатационного персонала привели к взрыву на Западно-Сибирской ТЭЦ в 2014г.

(рисунок 1.13). Авария развивалась следующим образом: при производстверастопки котла № 9, был выполнен запуск дымососа и мельничного вентилятора дляпрогрева пылесистемы, включены в работу мельница и питатель сырого угля, припоступлении готового топлива с циклона в бункер пыли произошло взвихриваниетлеющей угольной пыли с хлопком и выбросом продуктов горения. Вылетевшаяугольная пыль, достигнув взрывоопасной концентрации в воздухе рабочей зоны,привела к взрыву.