История развития и современное состояние теплоэнергетики Юга России

       Федеральное агентство по образованию РФ

ГОУ ВПО  «Кубанский государственный технологический университет»

       (КУбГТУ) 
 
 

       Кафедра электротехники и электрических машин 
 
 
 
 
 
 
 
 

       НАУЧНАЯ СТУДЕНЧЕСКАЯ РАБОТА

       на  тему: «История развития и современное

       состояние теплоэнергетики Юга России.» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                            Авторы : Зеленцова О. В. 3 курс,

                                                         группы 07-Н-ПТ1

                                                         Сова М. В. 3 курс,

                                                         группы 07-Н-ПТ1

                                                         Научный руководитель:

                                                         доцент Копелевич Л. Е.

                                                                              доцент Раченко К. А. 
 
 
 
 

Краснодар 2009 г.

                             Содержание:

Введение………………………………………………………………………………….3 

I История создания ОЭС Юга: 
1 Кубанская энергосистема.………………………………………………….…………4

 
2 Ростовская энергосистема…………………………………………...…………….…11

 
3 Ставропольская, Карачаево-Черкесская  и Кабардино-Балкарская энергосистемы……………………..……………………………………….………...…16 
 
4 Грозненская энергосистема…………………………………………….….…..….…21

 
5 Дагестанская энергосистема…………………………..……..…….……...……....…26 

6 Северо-Осетинская  энергосистема……………………………....………..…...……33 

II Результаты исследования………………………………………………………...….36 
 
Заключение……………………………………………………………………...…...….38 

Литература……………………………………………………………………………....40 
Введение

    В Санкт-Петербурге, в 1879 году была построена  одна из первых в Мире электростанция для освещения Литейного моста. Несколько позже в Москве была введена в работу электростанция для освещения Лубянского Пассажа. В 1887 г. сооружаются электростанции в Царском Селе и Одессе.

    Все эти электростанции были постоянного  тока и небольшой мощности и работали на дорогом привозном английском угле. В 1886 г. в России организовывается Акционерное Общество "Электрического освещения". Контрольный пакет акций находился у немецкой компании "Сименс и Гальске". В этом акционерном обществе работали такие видные энергетики как Кржижановский Г.М., Красин Л.Б., Классон Р.Э., Винтер А.В. и другие. Это общество просуществовало вплоть до Октябрьской революции. Кроме того, было создано А.О. "Электрическое освещение Южной России", контролируемое Бельгийским капиталом.

    Несмотря  на удаленность от таких крупных  культурных, научных и промышленных центров, как Москва и С.-Петербург, Северный Кавказ не отставал от них в первых шагах электрификации в России, а в ряде случаев даже опережал Центр.

    Так, первая в России электростанция 3-х  фазного тока появилась на Северном Кавказе (1893 г. Новороссийск) 

    Первая  в Мире и России энергосистема, состоящая из 2-х параллельно работающих электростанций Пятигорской "Тепловой" и ГЭС "Белый Уголь" также родилась на Северном Кавказе в городе Пятигорске.... 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    I История создания ОЭС Юга : 

    1 Кубанская энергосистема 

      Кубань по социально-экономическому развитию, на период начала формирования энергосистемы,  стояла намного выше, чем Ставропольская губерния, но в то же время отставала от Ростова по концентрации тяжелой промышленности и по диапазону промышленного развития в целом. Важнейшие отрасли промышленности  находились в руках иностранного капитала. Так, к примеру, только в 1911 году на Кубани было зарегистрировано 16 английских компаний по эксплуатации Майкопской нефти. Цементная промышленность также разделила эту участь. В 1913 году из 54 нефтепромыслов Кубани 36 принадлежали иностранным компаниям и только 18 - отечественным. Во владениях иностранных монополистов был крупный металлообрабатывающий завод "Кубаноль", в г. Краснодаре, также было монопольное право на электрификацию этого города и городской электрический трамвай.

         Первая Кубанская электростанция была построена на мельнице Волочаева в селе Федоровском. Начала действовать в 1890 г.Ее мощность составляла 16 л.с. и использовалась электростанция для освещения.

           В 1891 году в г. Екатеринодаре (Краснодар) на углу улиц Красной и Длинной (ныне ул. Клары Цеткин) был установлен аппарат для добывания электричества.

         В конце XIX века на многих из вновь сооружаемых электростанций был применен постоянный ток. Так, например, в России к 1900 году из 25-ти электростанций общественного пользования только 9 были на переменном токе. Спор между постоянным и переменным током разрешился в пользу последнего после блестящей демонстрации в 1891 г. Доливо-Добровольским на Всемирной электротехнической выставке во Франкфурте на Майне, разработанной им первой в Мире трехфазной системы передачи электроэнергии на расстояние 170 км. (Лауффен-Франкфурт).

      Ознакомившись с опубликованными в 1891-1892 гг. результатами эксплуатации трехфазной установки М.О.Доливо-Добровольского, русский инженер Щенснович А.Н. решил построить в Новороссийске на первом в России элеваторе электростанцию переменного тока, тогда как первоначальный проект предусматривал постоянный ток ( был как автором проекта элеватора, так и электростанции для него). 

      Новороссийская  электростанция, стартовавшая в 1893 году, была первой в России и Мире крупной промышленной установкой трехфазного тока, работающей только на производственные нужды элеватора. На сторону электроэнергия не отпускалась. Учитывая, что  Новороссийская электростанция уже была не первой, на которой применялся трехфазный ток, тем не менее она не  стала опытной, но стала первой в мировой практике промышленной установкой, предназначенной для снабжения промышленного предприятия. В этом заключалась ее важность.

      В 1895 году в Екатеринодаре была построена  водоэлектрическая электростанция. Особенность ее заключалась в том, что вода не имела к ней никакого отношения. Но водопровод во всех городах России был убыточным. Поэтому городские власти решают "пристегнуть" его к электростанции, которая всегда была рентабельна. Т.о. они рассчитывали покрыть убытки водопровода за счет электростанции. На водоэлектрической станции установили пять дизель генераторов и три парогенератора общей мощностью 1360 кВт. 

      Из-за строительства городского трамвая, в 1900 году была введена вторая по счету, трамвайная электростанция мощностью 800 кВт.

До революции  электрификация на Кубани получила достаточно широкое распространение. 

Таблица 1. 1. 1 Электрификация отделов Кубано-Черноморской Губернии на 1921 год

      В 1922 г. был организован "Водэльтрам" из предприятий городской управы и бельгийского акционерного общества, где были объединены городские и  коммунальные службы по водоснабжению, транспорту (трамвай) и электроснабжению.

      В1926/27 необходимо было приступить к строительству Краснодарской и Новороссийской электростанциям.

      Краснодарская районная станция была запроектирована  мощностью 10 тыс.кВт, а не 20, как было в плане ГОЭЛРО, который рассматривал ее как гидроэлектростанцию с использованием энергии р. Кубань. Вместо нее построили тепловую станцию, работающую на мазуте туапсинских нефтеперерабатывающих заводов. Она обеспечивала электроэнергией промышленности, культурно-бытовых нужд г. Краснодара и прилегающих сельскохозяйственных районов. Первый камень был заложен 8 ноября 1927 года (к 10-летнему юбилею Октября), а пуск электростанции был осуществлен - 1 мая 1931 года. Электростанция состояла из 2-х турбогенераторов мощностью по 5 тыс.кВт каждый.

      1 мая 1927 г. закладывается фундамент Новороссийской ГРЭС, которая вводится в эксплуатацию к 1 мая 1930 года.

      Для того времени мощность Новороссийской ГРЭС (20 тыс.кВт) была значительной и  ее хватало как для Новороссийска, так и для близлежащей сельской местности.

      Помимо  этого строились мелкие гидродизельные электростанции в сельской местности.

      До 1940 г. высшим напряжением в Краснодарском  крае было 6 кВ. Установленная мощность электростанций в г. Краснодаре составляла 15 МВт: на КРЭС - 10 МВт и 5 МВт на Краснодарском  масложиркомбинате. Протяженность  ВЛ 0,4 - 6 кВ - 210 км., кабелей 6 кВ - 30 км, трансформаторных пунктов – 86.

      В 1935 г. началось строительство Краснодарской  ТЭЦ, а в 1937 году было остановлено  из-за изменившихся перспектив промышленного  развития края, и было продолжено лишь в 1941 г., но в связи с начавшейся Отечественной войной вновь приостановлено.

      В 1943 году на КРЭС1 был смонтирован и включен в работу турбогенератор №1 мощностью 5 МВт. Этой мощности не хватало для покрытия нужд города, помимо этого, необходима была продолжительная остановка станции для ремонта первого генератора.

      На время проведения ремонта КРЭС1 городу Краснодар был выделен американский энергопоезд фирмы "Дженерал Электрик" мощностью 3000 кВт (ДЖИИ-3000), который установили рядом с КРЭС1, т.к. турбины должны были работать на паре, производимом котлами КРЭС1.Специально для этого пострили паропровод, длина которого превосходила 100 м. В конце 1944 года был осуществлен пуск энергопоезда .

      В 1946 году на КРЭС1 смонтировали и включили в работу второй турбогенератор мощностью 5 МВт. Установленная мощность достигла 10 МВт. Так как с пуском второго агрегата на КРЭС1 избыточного пара для работы энергопоезда стало недостаточно, то в 1947 году энергопоезд направили на новые нефтепромыслы Азербайджана.

      В целях скорого подъема разрушенного энергетического хозяйства и, приказом Наркома электростанций СССР от 14 марта 1944 г. №66 было организовано Краснодарское районное энергетическое управление "Краснодарэнерго". В 1944 году восстановили электростанцию в г. Новороссийске, в 1946 г. - Краснодарскую РЭС.

      В июне 1949 г. введена в эксплуатацию Краснополянская ГЭС на р. Мзымта для энергоснабжения Сочинского района. Ее мощность достигает 28,9 МВт. В 1950 г. была включена в работу Майкопская ГЭС.

В 1951 году возобновляется строительство Краснодарской ТЭЦ. 1 марта 1951 года был утвержден технический проект сооружения ТЭЦ, в котором была запланирована установка 2-х турбин по 25 МВт (ВПТ-25-3 и ВК-25) и 3-х котлов по 120 т./час пара. 30 октября 1954 года был пущен в эксплуатацию первый турбогенератор. ТЭЦ еще не набрала достаточной силы, так как оказалась, что 50 МВт крайне мало для обеспечения плодотворной работы. Поэтому первоначальный проект поступает на пересмотр, и уже 12.11.54 г. принимается решение по расширению Краснодарской ТЭЦ. К двум турбоагрегатам по 25 МВт добавляются 3 турбины по 50 МВт.

      В 1951 г. началось строительство Белореченской ГЭС мощностью 48 МВт и первой ВЛ 110 кВ Афипская-Краснодарская ТЭЦ и ВЛ 35 кВ Кр.ТЭЦ - ЦПП. В 1953 г. ВЛ 110 кВ Афипская-Кр.ТЭЦ была временно, до пуска 1-го агрегата Кр.ТЭЦ, включена на напряжение 35 кВ. В 1935 г. пустили в эксплуатацию первую подстанцию 35 кВ в г. Краснодаре. В 1953 г. начато строительство Армавирской ТЭЦ, которая ступила в строй 18 октября 1958 г. В 1954 г. стартовала Белореченская ГЭС.

      После ввода 1-го генератора мощность Краснодарской ТЭЦ в 1954 г. планомерно увеличивалась. В 1959 г. она составляла 150 МВт, а установленная мощность всей энергосистемы - 337 МВт (без учета дизельных установок и блокстанций).

      В 1972 году впервые в СССР на Краснодарской  ТЭЦ была установлена газотурбинная установка (ГТУ) мощностью 100 МВт, а в 1975 году вторая ГТУ-100. Общая мощность ТЭЦ, блочной части и 2-х ГТУ составила 959 МВт.

      Одновременно  с тем как установленная мощность Краснодарской ТЭЦ неуклонно возрастала, началось строительство ВЛ 110 и 220 кВ. В 60-е годы были построены магистральные линии электропередачи 220 кВ Краснодар-Брюховецкая-Каневская-Староминкая-Койсуг, Краснодар-Крымская, Краснодар-Тверская и подстанции в Брюховецкой, Каневской, Староминской, Крымской, Тихорецке, Усть-Лабинске. В 1964 г. был введен транзит 220 кВ Краснодар-Койсуг.  Т.о. Краснодарская энергосистема получила надежную электрическую связь с Ростовской энергосистемой. В 1957 г. была введена первая межсистемная линия электропередачи 110 кВ Ахали-Ахони-Хоста, которая объединила Грузэнерго и Краснодарэнерго. После ввода Армавирской ТЭЦ на полную мощность в 1958 г. была построена и введена в строй вторая межсистемная линия 110 кВ Армавирская ТЭЦ-Сенгилеевская ГЭС, связавшая Краснодарскую энергосистему со Ставропольской. К моменту организации ОДУ Северного Кавказа (1958 г.) “Краснодарэнерго” еще не была включена в единую энергосистему. 

Филиал  ОАО «ЮТК ТГК-8»  Кубанская генерация (Краснодарская  ТЭЦ)

Технико-экономические показатели :

Установленная мощность ГРЭС — 648 МВт

Вид топлива —  газ, мазут

Среднегодовая выработка — 5400 млн.кВт*ч

      Таблица 1. 1. 2 Турбины

Таблица 1. 1. 3 Котлоагрегаты

Таблица 1. 1. 4 Хронология развития Кубанской энергосистемы

      Разработана и построена Краснодарская ТЭЦ с целью покрытия электропотребления и тепла г. Краснодара и соседних районов. Она является одной из старейших электростанций на Северном Кавказе, а в Краснодарском крае к тому же единственной базовой электростанцией.

Принимая во внимание дефицит электроэнергии в Краснодарском крае и отсутствие средств для строительства новой ГРЭС, на Краснодарской ТЭЦ планируется демонтаж 2-х ГТУ и сооружение на их месте 2-х парогазовых установок (ПГУ) по 450 МВт каждая. Этот вариант более выгодней как по срокам ввода мощностей, так и по капитальным затратам, чем строительство новой ГРЭС. В результате реконструкции Краснодарской ТЭЦ её мощность увеличится на 750 МВт.  

Реконструкция Краснодарской ТЭЦ с установкой ПГУ-410

Характеристика  проекта: 

      Краснодарская ТЭЦ - самая крупная теплоэлектростанция Краснодарского края. Она находится в ядре энергетических нагрузок. ТЭЦ обеспечивает более 30% потребности края в электро-энергии и около 60% потребности города Краснодара в тепловой энергии. В настоящее время Краснодарская ТЭЦ вырабатывает около 5 млрд. кВт/час электроэнергии и свыше 1,2 млн. Гкал в год. Основное топливо - природный газ, доля которого в годовом объеме топливо-пользования ТЭЦ составляет около 98%. Краснодарская ТЭЦ наряду с ГЭС Краснодарского края входит в состав филиала ОАО «Южная генерирующая компания ТГК-8» «Кубанская генерация».

      Проект  реконструкции Краснодарской ТЭЦ  с установкой ПГУ-410 и заменой  оборудования неблочной части ТЭЦ  включает:

демонтаж  газотурбинного (190 мВт 2 газовые турбины  ГТ-100-750-2) и паротурбинного (159 мВт  — 5 турбин неблочной части) оборудования;

установка парогазовой установки (ПГУ-410) и 2-х  паровых турбин (типа Р-12/3,4-1,2).

      КПД газовой турбины фирмы Mitsubishi Heavy Industries, которая составит основу нового ПГУ-410 на Краснодарской ТЭЦ, достигнет 57 процентов, тогда как традиционные для отечественной электроэнергетики паросиловые установки дают не больше 40 процентов. Вместе с тем, новый блок на 20-25 процентов более экономичен и на треть меньше выбрасывает в атмосферу вредных веществ. 

Показатели инвестиционного  проекта:

Стоимость проекта  — 190 млн. евро:

удельные капиталовложения — 390 евро/кВт новой мощности;

срок окупаемости  проекта (РР) — 8 лет;

внутренняя норма доходности (IRR) — 17,1%;

чистая текущая  стоимость (NPV) — 52 млн. евро;

индекс доходности инвестиций (ID) — 1,33 

ОАО «ИНТЕР РАО ЕЭС» Филиал «Сочинская ТЭС»

Введена в строй  в 2004.

Технико-экономические  показатели:

Установленная мощность ТЭС — 78 МВт

Среднегодовая выработка — 565 млн. кВт*ч 

Топливо - газ 

газовые турбины GT10C (фирмы «Сименс» Швеция);

котлы-утилизаторы  П-103 (ОАО «ЗиО-Подольск»);

паровые турбины  Т-10/11-5,2 (ОАО «Калужский турбинный  завод»);

турбогенераторы ТАП-12-2-КУЗ (ОАО «Силовые машины»);

КРУЭ-110 кВ типа B65 (фирмы «Альстом» Швейцария);

«сухие» вентеляторные градирни (фирмы «GEA-EGI» Венгрия) 
 
 
 

Таблица 1. 1. 5 Турбины

     В декабре 2004 года состоялся ввод в эксплуатацию современных парогазовых энергоблоков ПГУ-39 Сочинской ТЭС. В первый год эксплуатации ПГУ-39 в соответствии с гарантийными обязательствами заводов изготовителей будут проводиться периодические тепловые и электрические испытания оборудования при нагрузках, близких к номинальной. В связи с планируемым вводом в эксплуатацию в первом полугодии 2005 года теплосети, финансируемой в счет краевого бюджета, включение отборов пара на ПСВ для подогрева сетевой воды потребует поддержание нагрузки не ниже 60% номинальной.

Целесообразный  регулировочный диапазон нагрузок ПГУ-39 соответствует 70-100% номинальной мощности (по данным завода изготовителя "ALSTOM"). В данном диапазоне нагрузок сохраняются  все преимущества ПГУ как по экономичности, так и по экологическим показателям, что особенно важно для курортного региона города Сочи.

          В настоящее время теплоэнергетика Краснодарского края - одна из наименее развивающихся отраслей топливно-энергетического комплекса. На Кубани степень износа теплофикационного оборудования и теплотрасс достигает 60-70 процентов. Тепловые сети изношены на 40—60%, потери в сетях составляют от 15 до 25,и даже до 30%. Существующее оборудование и тепловые сети не отвечают современным требованиям по надежности, безопасности, экономичности, а также экологическим требованиям. Установленные на предприятиях котлы имеют КПД 60–70%, годы выпуска с 1960 по 1980, отсутствует учет энергоресурсов, автоматика.