Необходимо уточнить некоторые терминологические моменты в области ресурса элементов оборудования, работающих в условиях ползучести. Следует отметить, что парковый ресурс, так же как и индивидуальный, представляют собой все тот же назначенный ресурс, который в первом случае относится к множеству однотипных элементов, работающих в сходных по эксплуатационным параметрам условиях, а во втором - к конкретному элементу и конкретным условиям его работы. Принципиальным отличием этих назначенных ресурсов от понятия назначенный ресурс по ГОСТ 27.002-89 “Надежность в технике. Термины и определения” является то, что эксплуатация объекта при достижении установленной парковым или индивидуальным ресурсам наработки не прекращается. При этом было бы неосторожно понимать под индивидуальным ресурсом величину наработки, после исчерпания которой металл узла однозначно переходит в предельное состояние и соответствующий узел должен быть выведен (изъят) из эксплуатации. Исчерпание индивидуального ресурса означает лишь то, что с определенной вероятностью могут иметь место следующие варианты;
вполне работоспособное состояние металла узла, для которого возможно определить новый индивидуальный ресурс;
металл узла получил повреждения и имеет пониженные прочностные характеристики, которые требуют выполнения мероприятий по их устранению (снятие поверхностного слоя, восстановительная термообработка и др.) и восстановлению его свойств вплоть до исходных с соответствующим продлением ресурса;
металл узла получил повреждения, устранение которых известными способами потребует неоправданно больших затрат и экономически более эффективной окажется замена соответствующего узла (предельное состояние).
Применительно к элементам оборудования группы В (энергоустановки на параметры пара 13-24 МПа, 540 - 560°С, мощностью до 300 МВт включительно) схема последовательных оценок и уточнений ресурса металла показана на рисунке.
Здесь следует отметить, что разработанная в СССР всеобъемлющая система эксплуатационного контроля, развитый статистический анализ и исследования свойств и повреждений длительно работающего металла термонапряженных узлов энергооборудования обеспечили и продолжают обеспечивать высокий прогнозируемый уровень надежности его работы. Эта система в свое время являлась лучшей в мире и пока еще сохраняет свои позиции. Блестящим примером, подтверждающим эти слова, является работа [6], высветившая большие возможности и резервы в области ресурса и надежности металла цельнокованых роторов паровых турбин.
Вместе с тем, металл термонапряженных узлов - это хотя и весьма важная, но всего лишь одна составляющая в ряду технологических элементов и звеньев, ресурс которых определяет надежность и экономику работы энергоустановки.
Ресурс элементов и узлов электротехнического оборудования, технологических зданий и сооружений электростанций требует столь же стройной системы контроля, исследований и нормативнотехнического обеспечения, как и та, что существует в области металла.
Последствия от тяжелых аварий с турбогенераторами или в результате обрушений кровли из-за потери несущей способности конструкций ферм, падения плит стеновых ограждений или перекрытий, выхода из строя дымовых труб или градирен могут быть не менее серьезными, чем при повреждениях металла термонапряженных узлов энергооборудования. Поэтому вряд ли оправдано терминологическое разделение понятий “ресурс” и “срок службы” по критерию ответственности элемента.
На данном этапе, если отвлечься от экономической функции срока службы, формирующей амортизационную составляющую в тарифе, и учесть, что и тот и другой термины не означают, что после их исчерпания будет достигнуто предельное состояние соответствующего узла, можно полагать, что для любых технологических звеньев как в области теплоэнергетического или электроэнергетического оборудования, так и в области технологических зданий и сооружений ресурс и срок службы являются тождественными понятиями. Собственно это вытекает и из инструкции [5], в самом названии которой говорится о продлении срока службы основных элементов котлов, турбин и трубопроводов, а в тексте речь идет о различных видах ресурсов.
В процессе эксплуатации электростанций важно уметь правильно ориентироваться в “поле ресурсов” различных технологических элементов оборудования, зданий и сооружений и вырабатывать оптимальную по надежности и экономичности тактику и стратегию продления и восстановления их ресурса. Актуальность этой задачи будет возрастать по мере дальнейшего увеличения наработки действующих электростанций.
Для иллюстрации сказанного в табл. 2 приведено упрощенное поле ресурсов различных элементов оборудования, зданий и сооружений, а вертикальными пунктирными линиями в качестве примера очерчены границы зоны, в которую попадают 78 конденсационных энергоблоков типа К-300-240 14 действующих ГРЭС. Первый энергоблок К-300-240, станц. № 5 был введен на Черепетской ГРЭС в 1963 г. (линия Б) и последний на Рязанской МГДЭС - в 1988 г. (линия А).
Указанная группа энергоустановок обладает большим ресурсным потенциалом и может еще длительное время находиться в работе, несмотря на то, что по ряду позиций электротехнического оборудования и технологических зданий и сооружений назначенный ресурс исчерпан.
Вместе с тем, следует еще раз подчеркнуть, что табл. 2 приведена лишь в иллюстративных целях. Каждая ресурсная линия на ней характеризует лишь усредненный ресурс того или иного элемента, оценки которого взяты из различных источников, в том числе из [1] и [7]. На самом деле, даже в пределах одной электростанции ресурс однотипных элементов оборудования, зданий и сооружений неодинаков и зависит от многих внешних и внутренних факторов, включающих условия, в которых в период эксплуатации работает конкретный элемент, качество его исполнения, прочностные характеристики и физико-химические свойства использованных материалов, обоснованность проектно-конструкторских решений, расчетов и выбранных коэффициентов запаса прочности и т.п.
В методическом отношении ресурсные показатели, данные в часах наработки или в дискретных единицах пусков - остановов, отключений - включений и др., должны быть корректно переведены в календарное время, особенно при прогнозировании их величины на перспективу.
Изложенное также подтверждает положение в [1] о важности диагностики состояния элементов и узлов оборудования и сооружений, необходимости оснащения их диагностической аппаратурой и средствами обработки соответствующей информации для управления ресурсами и обеспечения надежной работы энергоустановок.
Активное использование тезиса о выводе из баланса по условиям физического старения многих миллионов киловатт энергетических мощностей электростанций, когда под физическим старением понимается исчерпание паркового ресурса отдельных элементов оборудования, и в тактическом и в стратегическом планах наносит вред российской электроэнергетике.
Это проявляется в не вполне корректном утверждении о том, что через 3-5 лет в электроэнергетике России иссякнут резервы и возникнет дефицит генерирующих мощностей, а также в том, что исчерпание физического ресурса элементов оборудования ТЭС представляет угрозу энергетической безопасности России.
Это способствует ослаблению работы по ликвидации значительных разрывов и ограничений между установленной и располагаемой мощностью электростанций, составляющих только на ТЭС 16 млн. кВт, прямо или косвенно позволяет мириться в некоторых случаях с запущенностью эксплуатации и ремонта ТЭС.
Это дает повод к серьезной недооценке российских энергетических компаний на внутренних и внешних фондовых рынках.
Следует иметь в виду и готовиться к тому, что современным электростанциям России придется работать не 5, не 10 и даже не 15 лет. Большая часть из них будет востребована и через 25 - 30 лет, а процесс морального обновления электроэнергетики России растянется на годы и будет активно протекать лишь в условиях процветания экономики страны.
Основанием для такого далеко не оптимистического вывода является то, что в настоящее время и на перспективу экономика и ценообразование в электроэнергетике не способствуют техническому перевооружению и реконструкции электростанций на базе новых технологий, а резервы генерирующих мощностей еще значительны.
Исторически в СССР и в России масштабный научно-технический прогресс в электроэнергетике осуществлялся посредством наращивания строительства новых электростанций в условиях постоянного дефицита мощностей и нет причин считать, что этот принцип в предстоящие годы будет нарушен.
Попытки связать начало технического перевооружения с исчерпанием паркового или даже индивидуального ресурса каких-либо элементов оборудования, в том числе ЦВД или РВД турбин, рассчитанные на устрашение надвигающейся угрозой лавинообразной потери электроэнергетического потенциала российских ТЭС, катастрофического снижения надежности их работы, резкого возрастания затрат, не подтверждаются практикой эксплуатации и ремонта на длительно работающих электростанциях и не могут быть стратегической основой для разворота этой важнейшей фазы развития российской электроэнергетики.
Таблица 2
Поле ресурсов элементов технологического оборудования, зданий и сооружений ТЭС
Для ресурсов элементов, выраженных в часах, условно принята наработка 6000 ч в календарном году.
