Мы в соцсетях:

Новое поколение
  • Введите больше 3 букв для начала поиска.
Все статьи
articlePicture
ЭкономикаЭнергетика

Наша Капшагайская ГЭС

Гидроэнергетика представляет собой значимый сектор стратегии Казахстана по диверсификации всего энергетического направления страны. В этом контексте особенно интересна Капшагайская ГЭС имени Ш. Чокина — единственная гидроэлектростанция на реке Или.

История ее создания началась еще в военном 1942 году, когда Шафик Чокин, советский и казахский ученый-энергетик, впервые обосновал идею создания станции в своей книге «Технико-экономические показатели Капчагайской ГЭС на Или». В 1965 году, в соответствии с распоряжением Совета Министров Казахской ССР, была создана дирекция еще только строящейся тогда Капчагайской ГЭС. Строительство основных сооружений гидроузла было начато в 1966 году. 

История создания 

«Что же могла ГЭС? В первую очередь — более полное использование воды, что было бы невозможно без аккумулирования ее с помощью плотины. Плотина может обеспечить емкость в двадцать восемь миллиардов кубометров воды, что давало в руки инструмент регулировки многолетних колебаний стока и могло служить регулятором уровенного и водного режима озера Балхаш. Потери так называемых благородных земельных угодий от затопления сравнительно небольшие. При заполнении водохранилища на полную емкость подтвердилось, что с испарением и подтоплением Капчагайским водохранилищем при наибольшем напоре теряется ежегодно около двух миллиардов кубометров воды. При многолетнем регулировании стока не происходит затопления дельты реки. А при затоплении дельты потери от испарения превышают три миллиарда кубов. Иначе говоря, потери воды, связанные с эксплуатацией водохранилища, компенсируются тем количеством стока, которое испаряется в дельте реки. Этот существенный выигрыш повлек несколько выгод от сооружения гидроузла, в частности для энергетиков, — сооружение ГЭС, способной принимать на себя переменную часть графика нагрузки электроэнергетической системы юго-востока Казахстана. Причем будущие ГЭС, сооруженные на притоках реки, не будут нуждаться в регулировании стока и будут работать исключительно на выработку», — размышлял в своих трудах Шафик Чокин. 

Что можно сказать? Будущее наступило, а ГЭС теперь носит имя энергетика и работает вот уже больше полувека. Занимался ученый и организацией Академии наук КазССР, возглавлял экспедиции по разработке схем использования рек Центрального и Северного Казахстана. Ну и конечно, был очень интересный, но так и нереализованный проект по переброске сибирских рек. Об этом как-нибудь в другой раз. 

Палочка-выручалочка

В 1970-е годы Капчагайская ГЭС стала важным фактором в развитии города Капчагая (ныне Конаев), способствуя формированию коммунальной, образовательной, медицинской и культурной инфраструктур. Она все еще играет ключевую роль в создании рабочих мест и обеспечении социально-экономических выгод для местного сообщества. 

«Строительство Капшагайской ГЭС имени Ш. Чокина было необходимо для обеспечения развивающейся столицы Казахстана и ее городов-спутников недорогой электроэнергией. Имея незначительный расход электроэнергии на собственные нужды и самую низкую себестоимость электроэнергии по энергосистеме, Капшагайская ГЭС служила палочкой-выручалочкой при аварийных ситуациях как очень мобильный резерв генерирующей мощности, — говорит Максим Мамырин, главный инженер станции. — Капшагайский гидроузел спроектирован как комплексный водохозяйственный объект, решающий вопросы развития энергетики, сельского хозяйства, водного транспорта и других отраслей». 

Действительно, как поясняют сотрудники, себестоимость единицы продукции Капшагайской ГЭС значительно ниже — в три раза, чем у ТЭЦ, благодаря отсутствию расходов на топливо и связанных с ним издержек, таких как вывоз золы, оплата за эмиссии в окружающую среду, а также благодаря низким затратам на ремонт. Упрощенный технологический процесс генерации электроэнергии позволяет существенно снизить затраты на обслуживание, так как требуется меньше персонала, а процесс практически полностью автоматизирован. За последние два года доля генерации Капшагайской ГЭС в общей выработке электроэнергии АО «АлЭС» составляет 17 процентов. 

Технология генерации электроэнергии на Капшагайской ГЭС основана на использовании стока воды из Капшагайского водохранилища. Вода поступает через подводящий канал в водоприемник, затем направляется через турбинные водоводы в спиральную камеру к лопаткам направляющего аппарата. При открытии направляющего аппарата вода приводит в движение гидротурбины, вращая их. Затем она сбрасывается через отсасывающие трубы в отводящий канал нижнего бьефа, после чего по руслу реки Или направляется в озеро Балхаш. 

«Гидротурбины — поворотно-лопастные, двухперовые типа ПЛ -50-В-650 мощностью по 111 тысяч кВт, диаметр рабочего колеса 6,5 метра. Эти турбины могут работать при напорах в диапазоне 20-40 метров. Применение двухперовых турбин вместо однорядных обычной конструкции позволило сократить объем бетона и скальной выемки при сооружении здания ГЭС, — поясняет главный инженер Максим Мамырин. — Генератор типа СВ-1225/13056 мощностью 108,5 тысячи кВт напряжением 13,8 кВ. Компоновка гидроузла имеет оригинальное инженерное решение, в котором максимально использованы благоприятные топографические и геологические условия створа. В частности, в состав напорного фронта включен природный скальный останец в качестве естественной скальной плотины». 

Капшагайская ГЭС выдает электрическую энергию в национальную электрическую сеть 220 кВ, от которой получает электроэнергию и город Конаев. 

Устойчивость, экологичность и современные вызовы 

Гидроэлектростанции представляют собой один из видов возобновляемых источников энергии (ВИЭ), не использующих органическое топливо. Эти станции характеризуются минимальным воздействием на окружающую среду и считаются источниками чистой энергии. Процесс выработки электроэнергии на гидроэлектростанциях не сопровождается выбросами углекислого и угарного газов, оксидов азота и серы, пылевыми загрязнениями и другими вредными веществами. Современные экологи не предъявляют претензий к гидроэлектростанциям, даже несмотря на жесткие требования к энергетике. 

«Хотя мы взаимодействуем с водой, используем ее в промышленных целях, наш департамент по своей характеристике является экологически чистым предприятием. У нас также есть разрешение на эмиссии. Для станции установлены допустимые нормативы, которые мы не должны превышать, — подчеркивает эколог Райхан Максутова. — В ходе производственного процесса мы мониторим концентрацию сбросов и выбросов в целом по станции. Под особым контролем находятся отдельные участки производства: сварочный пост, механическая мастерская и другие. Но в основном мы мониторим воду, которая выходит из генератора, и показатель нефтепродуктов. В последние годы они не обнаруживались... Также под контролем станция биологической чистки. Норматив по допустимой концентрации веществ, согласно предельно допустимым сбросам, мы тоже не превышаем». 

Энергетики утверждают, что гидроэлектростанции большой мощности играют важную роль в суточном регулировании электрической мощности в энергосистеме. Они обеспечивают быстрое увеличение генерации в пиковые часы потребления электроэнергии, такие как утренний и вечерний максимумы, а также при возникновении аварий в энергосистеме, сопровождающихся резким дефицитом электрической мощности. В связи с этим оборудование гидроэлектростанции должно быть в постоянной готовности к быстрому увеличению выработки электроэнергии. 

«Мы работаем по воде, сколько нам воды дадут, такой и будет выработка. Мощность станции — 364 МВт, это четыре гидроагрегата по 91 МВт. Хотя изначальная проектная мощность была 434 МВт. Но когда начали наполнять водохранилище, то, насколько я понял, начало появляться очень большое зеркало воды. И чтобы минимизировать вред экологии, отметку водохранилища опустили на шесть метров ниже. По проекту предельная верхняя отметка водохранилища должна быть 485 метров, а сделали максимальное наполнение на уровне 479 метров. В 1993 году провели перемаркировку турбин и со 111 МВт снизили до 91 МВт. По идее, если набрать еще воды, мы можем еще больше вырабатывать электроэнергии, но пока сделали ниже, — говорит Павел Ким, начальник производственно-технического отдела станции. — То есть наша станция работает не в полную силу. Бывает, что уровень использования мощности за год составляет 20-30 процентов. Но если в системе происходит авария, если не хватает мощности электроэнергии, то срабатывает автоматика, и станция может увеличить выработку электроэнергии в автоматическом режиме. Либо по заданию диспетчеров АлЭС, которые видят, какая нагрузка нужна. Диспетчер может дать нам указание, и тогда мы запускаем еще один агрегат. Хотя бывали годы, когда ГЭС вырабатывала по 1,7 миллиарда кВт-ч в год. В 2016 году летом, когда было очень много воды, работали четыре гидроагрегата. В среднем по годам выходило около одного миллиарда кВт-ч. Но последние несколько лет выработка электроэнергии не превышает 900 миллионов кВт-ч. И тому немало причин, когда технически рекордные показатели возможны, а экологически — недопустимы». 

Со времени введения в эксплуатацию минуло много лет. Однако гидроэлектростанция не только пережила развал огромной страны, но и успешно адаптировалась к новым климатическим и рыночным условиям. Хотя, конечно, говорить о ней как о самостоятельной единице неверно. Дело ведь в профессионалах, которые много лет трудятся в этом месте, обеспечивая людей энергией. «В целом Капшагайская ГЭС в составе АО «АлЭС» является высокоэффективной электростанцией, способной обеспечить прохождение максимума нагрузок в часы максимального потребления электрической энергии», — заключил главный инженер Максим Мамырин.