Презентация "Причины аварии на Саяно-Шущенской ГЭС" (11 класс) по обж – проект, доклад

ПРИЧИНЫ АВАРИИ НА САЯНО-ШУШЕНСКОЙ ГЭС

Саяно-Шушенская гидроэлектростанция имени П.С. Непорожнего

Крупнейшая по установленной мощности электростанция России, шестая — среди ныне действующих гидроэлектростанции в мире. Расположена на реке Енисей, на границе между Красноярским краем и Хакасией, у посёлка Черемушки. Является верхней ступенью Енисейского каскада ГЭС. Уникальная арочно-гравитационная платина станции высотой 245 м — самая высокая плотина России и одна из высочайших плотин мира. Название станции происходит от названий Саянских гор и расположенного неподалёку от станции села Шушенское.

Строительство Саяно-Шушенской ГЭС, начатое в 1963 году, было официально завершено только в 2000 году. В ходе строительства и эксплуатации ГЭС имели место проблемы, связанные с разрушением водосбросных сооружений и образованием трещин в плотине, позднее успешно решённые. 17 августа 2009 года на станции произошла крупнейшая в истории отечественной гидроэнергетики авария, ставшая причиной гибели 75 человек. Восстановление Саяно-Шушенской ГЭС должно быть завершено в 2014 году.

АВАРИЯ НА САЯНО-ШУШЕНСКОЙ ГЭС

17 августа 2009 года на Саяно-Шушенской ГЭС произошла тяжёлая авария. Находившийся в работе гидроагрегат № 2 внезапно разрушился и был выброшен напором воды со своего места. В машинный зал станции под большим напором стала поступать вода, затопившая машинный зал и технические помещения под ним. В момент аварии мощность станции составляла 4100 МВт, в работе находились 9 гидроагрегатов, автоматические защиты, на большинстве которых, не сработали. Было потеряно электропитание собственных нужд станции, в результате чего сброс аварийно-ремонтных затворов на водоприёмниках (с целью остановки поступления воды) персоналу станции пришлось производить вручную.

Индустриальная техногенная катастрофа, произошедшая 17 августа 2009 года. В результате аварии погибло 75 человек, оборудованию и помещениям станции нанесён серьёзный ущерб. Работа станции по производству электроэнергии приостановлена. Последствия аварии отразились на экологической обстановке акватории, прилегающей к ГЭС, на социальной и экономической сферах региона.

В результате аварии погибло 75 человек, большинство из которых составили сотрудники подрядных организаций, занимавшиеся ремонтными работами. Все гидроагрегаты станции получили повреждения различной степени тяжести; наиболее сильные, вплоть до полного разрушения — гидроагрегаты № 2, № 7 и № 9. Было частично разрушено здание машинного зала, повреждено электротехническое и вспомогательное оборудование. В результате попадания в Енисей турбинного масла был нанесён экологический ущерб.

ПРИЧИНЫ АВАРИИ

Непосредственной причиной разрушения гидроагрегата № 2 было названо усталостное разрушение(разрушение материала под действием повторно-переменных напряжений) шпилек крепления крышки турбины в результате вибрации, возникавшей при переходах режима мощности гидроагрегата через диапазон «запрещённой зоны».

Результаты расследования аварии комиссией Ростехнадзора были предоставлены в акте технического расследования причин аварии. В акте приводятся общие сведения о гидроэлектростанции, перечисление событий, предшествовавших аварии, описывается ход аварии, перечисляются причины и события, повлиявшие на развитие аварии. Непосредственная причина аварии этим актом была сформулирована следующим образом:

Вследствие многократного возникновения дополнительных нагрузок переменного характера на гидроагрегат, связанных с переходами через не рекомендованную зону, образовались и развились усталостные повреждения узлов крепления гидроагрегата, в том числе крышки турбины. Вызванные динамическими нагрузками разрушения шпилек привели к срыву крышки турбины и разгерметизации водоподводящего тракта гидроагрегата.

Парламентская комиссия причины аварии сформулировала следующим образом: Авария на СШГЭС с многочисленными человеческими жертвами стала следствием целого ряда причин технического, организационного и нормативного правового характера. Большинство этих причин носит системный многофакторный характер, включая недопустимо низкую ответственность эксплуатационного персонала, недопустимо низкую ответственность и профессионализм руководства станции, а также злоупотребление служебным положением руководством станции. Не был должным образом организован постоянный контроль технического состояния оборудования оперативно-ремонтным персоналом (что должно предусматриваться инструкцией по эксплуатации гидроагрегатов Саяно-Шушенской ГЭС. Основной причиной аварии стало непринятие мер к оперативной остановке второго гидроагрегата и выяснения причин вибрации.

ПРЕДПОСЫЛКИ

Гидроагрегат № 2 был пущен первоначально на пониженном напоре и с временным рабочим колесом. Гидроагрегат был введён в работу со штатным рабочим колесом. Нормативный срок службы гидротурбины заводом-изготовителем был установлен в 30 лет. Конструкция гидротурбин характеризуется рядом недостатков, одним из которых является наличие обширной зоны не рекомендованной работы; при нахождении гидроагрегата в этой зоне работа турбины сопровождается сильными гидравлическими ударами в проточной части и значительными шумами. При этом зона не рекомендованной работы разделяет две зоны, в которых работа гидроагрегата разрешена; при существенном изменении мощности гидроагрегат каждый раз вынужден проходить зону не рекомендованной работы. Отмечалась необходимость замены рабочих колёс гидротурбин. Замена рабочих колёс гидроагрегатов планировалась с 2011 года; в частности, в августе 2009 года был объявлен конкурс на поставку нового рабочего колеса для одного из гидроагрегатов ГЭС.

После проведённого ремонта гидроагрегат был принят в постоянную эксплуатацию; при этом были зафиксированы повышенные вибрации оборудования, остававшиеся, тем не менее, в пределах допустимых значений. В ходе эксплуатации гидроагрегата его вибрационное состояние постепенно ухудшалось и в конце июня 2009 года перешло допустимый уровень. Ухудшение продолжилось и в дальнейшем; так, к 17 августа 2009 года амплитуда вибрации подшипника крышки турбины составляла 600 мкм при максимально допустимых 160 мкм; непосредственно перед аварией она возросла до 840 мкм. В такой ситуации главный инженер станции был обязан остановить гидроагрегат с целью выяснения причин повышенной вибрации, чего сделано не было, что и послужило одной из главных причин развития аварии. Система непрерывного виброконтроля, установленная на гидроагрегате № 2 в 2009 году, не была введена в эксплуатацию и не учитывалась оперативным персоналом и руководством станции при принятии решений.

РАЗВИТИЕ АВАРИИ

Гидроагрегат № 2 был введён в работу 16 августа 2009 года и назначен персоналом станции приоритетным для изменения нагрузки при исчерпании диапазонов регулирования мощности. Изменение мощности гидроагрегата осуществлялось автоматически под воздействием регулятора ГРАРМ. На этот момент станция работала по плановому диспетчерскому графику. В 20:20 мск был зафиксирован пожар в одном из помещений Братской ГЭС, в результате которого были повреждены линии связи между Братской ГЭС и диспетчерским управлением энергосистемы Сибири (ряд СМИ поспешил объявить эти события «спусковым крючком» катастрофы, вынудившим запустить злополучный гидроагрегат № 2, упустив из виду тот факт, что к этому моменту он уже находился в работе). Поскольку Братская ГЭС, работавшая под управлением АРЧМ, «выпала» из-под контроля системы, её роль взяла на себя Саяно-Шушенская ГЭС, диспетчером была дана команда на перевод ГРАРМ станции в режим автоматического регулирования от АРЧМ. Всего под управлением ГРАРМ работали 6 гидроагрегатов (№ 1, 2, 4, 5, 7 и 9), ещё три гидроагрегата (№ 3, 8 и 10) работали под индивидуальным управлением персонала, гидроагрегат № 6 находился в ремонте.

Происходило снижение мощности гидроагрегата № 2 по указанию ГРАРМ. При входе гидроагрегата в зону, не рекомендованную к работе, произошёл обрыв шпилек крышки турбины. Разрушение значительной части из 80 шпилек произошло вследствие усталостных явлений; на шести шпильках к моменту аварии отсутствовали гайки— вероятно, вследствие самораскручивания в результате вибрации (их стопорение не было предусмотрено конструкцией турбины). Под воздействием давления воды в гидроагрегате ротор гидроагрегата с крышкой турбины и верхней крестовиной начал движение вверх, и, вследствие разгерметизации, вода начала заполнять объём шахты турбины, воздействуя на элементы генератора.

Автоматические системы управления гидроагрегатов, останавливающие их в случае нештатных ситуаций, могли функционировать лишь при наличии электропитания, но в условиях затопления машинного зала и массового замыкания электрооборудования энергоснабжение самой станции было потеряно очень быстро, и автоматика успела остановить только один гидроагрегат — № 5. Поступление воды в машинный зал станции продолжалось вплоть до ручного закрытия персоналом станции аварийных затворов с гребня плотины, которое было завершено к 9.30

По словам руководителя Ростехнадзора Н. Г. Кутьина, подобная авария, связанная с разрушением креплений крышки гидроагрегата (но без человеческих жертв) уже случалась в 1983 году на Нурекской ГЭС в Таджикистане, но Минэнерго СССР решило засекретить информацию о том происшествии.

КОНЕЦ.