Огни столицы: как работает энергосистема Астаны
О власти «энергетического кольца» Астаны
Электричество. Во истину божественное изобретение человечества! Представьте себе, как жили люди до открытия и приручения этой энергии, и какая катастрофа произойдет с нашей цивилизацией, если электрического тока не станет, и город превратится в каменные джунгли. Мы пользуемся электричеством, не задумываясь, от куда оно появляется в наших домах и на улицах. Для большинства из нас мегаполисы страны – это привычная среда обитания. Но корреспонденты «Ел.кз» смотрят в суть вещей и видят вокруг чудеса инженерной науки и сложнейшие технологии нашей цивилизации. О власти «энергетического кольца» Астаны на простом языке читайте в данном материале.
В двух словах о главном
Смотрю на лампочку, а вижу древних греков. Электричество было обнаружено ими еще во II-м веке до н.э. Кто-то из древних греков заметил, что, если потереть шерсть об кусок янтаря, он начнет притягивать к себе мелкие предметы. От греческого названия янтаря «электрон» и произошло слово электричество. Но сами по себе электроны – это еще не электрический ток. Энергию нужно получить, а потом заставить двигаться по проводнику. Чтобы приучить электроны, люди придумали электростанции. Их в Казахстане насчитывается 118 объектов различной формы собственности и назначения. К тройке крупнейших из них относятся Экибазтузская ГРЭС-1, с общей установленной мощностью в 4000 МВт, Ермаковская ГРЭС, ныне именованная как Аксуская электростанция, и Жамбылская ГРЭС, электрическая мощность которой достигла1230 МВт.
Разберемся с процессом получения электричества на этих заводах. В современных городах электростанции вырабатывают не только электроэнергию, но и тепло, называемые теплоэлектроцентралями – ТЭЦ. Начинается все с топлива. На многих ТЭЦ страны используется природный газ, это самое экологически чистое топливо. При его сгорании не образуются ни сажа, ни зола, ни копоть. С газовых месторождений по большим магистральным трубам газ приходит в город, по трубам поменьше газ поступает на завод и направляется в паровой котел. Паровой котел огромен – размером с двенадцатиэтажный дом! Высота пламени в топке котла составляет более 15 метров. Раскалённый газ устремляется по газоходу и нагревает воду, проходящей по причудливо изогнутым трубам. Чтобы газ лучше горел, в котле стоят большие вентиляторы, они нагнетают в котел воздух и откачивают дымовые газы. Та часть, которая не сгорела, отправляется в топку для повторного сжигания, другая – через дымовую трубу выводится наружу, и, по сути, загрязняет воздух. Процесс на этом не останавливается. Когда газ полностью сгорел в котле, вода превращается в пар. Все это можно сравнить с чайником, только давление пара достигает 240 атм., а температура доходит до 545 градусов! Из котла пар направляется в паровую турбину. Кстати, турбина на ТЭЦ размером с паровоз! Здесь пар начинает вращать лопатки паровой турбины со скоростью 3000 оборотов в минуту, высвобождая энергию в миллион лошадиных сил. Энергия пара приводит в движение ротор турбины, который соединен с валом электрогенератора – еще один сложный агрегат, где из механической энергии рождается электричество. И наконец, турбина вращает магнитное поле ротора генератора, создавая в обмотках статора переменный электрический ток. Вот так появился электрический ток. Осталось его правильно распределить: направить в дома, офисы, метро, фабрики, заводы и т.д.
Энергетическое кольцо вокруг Астаны
За энергообеспечением города отвечают сразу несколько предприятий, различные по своим выполняемым функциям. Сегодня в Астане действуют Акмолинские ТЭЦ-1 и ТЭЦ-2, расположенные в южной и северной промзонах столицы. Эти сооружения прожили пятый рубеж. Строительство первой теплоэлектростанции было введено еще в начале 50-х. И только через десять лет в заснеженной Целине в небольшом энергокомплексе были запущены в эксплуатацию первая турбина и первый котел. Вслед за «первенцем» энергетической промышленности города в 1972 году началось строительство 1-ой очереди ТЭЦ-2, ознаменовав новый этап в развитии энергетики страны. Главное, что нужно учитывать при строительстве ТЭЦ, это близость потребителей тепла. Ведь его передача на большие расстояния – экономически не целесообразно.
А вот электрический ток можно передавать на любые расстояния, причем как под землей по кабельной линии, так и по воздуху – по высоковольтным линиям электропередачи. Для этого строятся надежные прочные опоры, которые знакомы каждому из нас. Интересно, что, чем больше напряжение, тем опоры выше, а траверсы длиннее. Изготавливаются они из металла или бетонных стержней. В зависимости от места модифицируются от очень высоких опор до довольно низких, для того чтобы уменьшить отвод земли под эти ЛЭП. Но как натянуть на эти опоры провода? До середины прошлого века раскатка проводов проходила по земле. Их тащили тракторами или мощными тягачами. Но такая система приводила к тому, что провод получал большие повреждения и требовал ремонта уже в процессе монтажа. В 50-х годах был разработан, так называемый, метод «Под тяжением». Провода раскатывают сразу на установленные опоры при помощи специальных роликов. Были созданы машины, способные производить такую работу. С одного конца линии устанавливается натяжная машина, с другого – тормозная. И начинаем тянуть! Из таких высоковольтных линий электропередач состоит энергетическое кольцо Астаны, по которому идет ток.
Если теплоэлектростанции призваны производить тепло, электричество и горячую воду, то в подстанциях электроэнергию принимают, преобразовывают и распределяют. Всего в Астане их более 25. И расположены они не только в городе, но и недалеко от Астаны. По сути, подстанция – это огромный трансформатор, точнее несколько гигантских трансформаторов. Современная столица разрослась до больших размеров, и рассчитанных много лет назад мощностей уже не хватает. Потребностей в электроэнергии возросли в несколько раз. Большинство старых подстанций стараются модернизировать или построить новые. К примеру, на одной из таких подстанций - 500 кВ «ЦГПП», работающей уже более 20 лет, современные оборудования позволяют устанавливать трансформаторы в закрытых помещениях. Здесь электроэнергия преобразуется и передаётся на городские подстанции, откуда подаётся потребителям.
Металлические конструкции П-образной формы на территории подстанции напоминают порталы, на которые навешиваются сталеалюминевые провода. Всё оборудование оснащено системой охлаждения. Новое оборудование обладает повышенной механической прочностью, а также адаптировано к различным климатическим условиям и перепадам температур. По словам представителей предприятия, подстанция полностью готова к зимнему периоду, когда существенным образом возрастёт энергопотребление.
Тут, как и на других подстанциях столицы, работают множество людей, которые обеспечивают постоянные 220 вольт переменного тока в наших розетках.
В целом, энергосистема города напоминает систему орошения. Когда поток бурной реки разбивается запрудами на более мелкие, вплоть до тоненьких струек. Но насколько город защищен от того, чтобы этот поток не прорвало. В энергосистеме Астаны закон один: полный контроль на каждом этапе. В диспетчерских городских ТЭЦ круглосуточно следят за производством и потреблением энергии. В случае любого сбоя нагрузку принимают другие электростанции. На следующем этапе, на подстанции, от куда ток попадает в столичные районы, тоже ведется постоянное наблюдение у мониторов. Аварии, конечно, бывают. Но чаще всего дело не в оборудовании - за ним внимательно следят, а в человеческом факторе, который наперекор надписи: «Не влезай, убьёт», решает рискнуть.
Удивительно, как человеку удалось укротить эту смертельную энергию. Пора подвести итог. Электрический ток – одна из основ человеческой цивилизации. От него мы зависим даже сильнее, чем от той же нефти. Но может ли электричество закончится, как нефть? Скорее всего нет. За много лет, что прошли с начала электрификации Астаны, человечество сделало огромный шаг вперед. Чего нам стоит при наших-то знаниях накрутить себе электронов хотя бы на небольшую лампочку. Электричество, как огонь. Однажды добыв его, человечество навсегда осветило свой путь.
