Одной из самых масштабных и мощных гидроэлектростанций в России является Саяно-Шушенская. Местоположение этой станции в Хакасии, недалеко от Саяногорская, вблизи реки Енисей.
Составные части строения Саяно-Шушенской ГЭС
Главным зданием на станции является плотина, из бетона выполненная в форме гравитационной арки, высота ее составляет 245 метров, а длинна 1066 метров. Площадка плотины по ширине достигает целых 110 м, а гребень - менее велик, порядка 25 м.
Данное заграждение, возможно, разбить на одинаковые четверти, где левая сторона берега длиною 246м, а правая часть по берегу - 298м, а водосливная зона 190 метров по длине, а недвижимая часть - 332 метра. Именно здесь к довольно габаритной плотине примыкает непосредственно сооружение ГЭС.
Исходные данные о ГЭС
До аварии, которая случилась в 2009 году, станция продуцировала всего шестую часть от ста процентов электрической мощности энергетики, которая производилась на всей ГЭС Российской Федерации и 2% от общей суммы электрификации вырабатываемой в России.
Саяно-Шушенская гидроэлектростанция дает 6400 МВт своих мощностей. По статистическим данным, по среднему показателю станция за год дает 24,5 млрд кВт/ч. Свою пиковую выработку ГЭС достигла в 2006 году, с учетом увеличения уровня воды в летние месяцы, было произведено 26,8 млрд кВт/ч.
Заграждение гидроэлектростанции самое высокое во всем мире. Надежность станции достигает до 60% под собственным весом и до 40% от использования верхних частей арки, которая способствует передачи загруженности на скалистую поверхность берега. Ведь именно с этой целью во время строительства заграждения, его врезали по левобережной зоне подножия скалы, благодаря этой современной конструкции это позволило на 20% сократить добавления бетона для строительства.
В самом здании станции располагаются десять гидроагрегатов, по мощности 640 МВт для каждого. Плотина на Саяно-Шушенской гидроэлектростанции является неподражаемым сооружением, нечто похожее на территории Российской Федерации встречается на Гергебильской ГЭС, но по своей мощности она уступает потому как, ее местоположение приходится на реку Каракойсу.
На данный момент водопропускная способность платины достигает 13 600 м3/сек.
Саяно-Шушенский комплекс включает в себя еще Майнскую ГЭС, функциональное назначение которой контррегулятор станции и по мощности составляет 321 МВт.
Хронология строительства гидроэлектростанции:
- 1962 год - решение о строительстве
- 1968 год - начало строительных работ
- 1975 год - заграждение русла реки при строительных работах станции
- 1978 - первый запуск водяного сооружения и получения первого в истории тока
- 1979 - 1985 - подключение и запуск без одной десятка гидроцилиндров
- 1988 - завершение самого значимого цикла возведения сооружений станции
- 2005 год - начало воплощения строительных планов для сброса воды вдоль берега, для более прочной и надежной функциональности всей системы.
- 2011 год - начало эксплуатации водосброса
В ходе эксплуатационных операций на шестом году начала второго тысячелетия обнаружились значительные дефекты в функциональности непосредственно машинного комплекса. Примерно через один год на обычном плановом контроле системы выявились абразивное старение боновых ограждений, которым на тот момент уже было 20 лет. Сам механизм гидроагрегатов тоже показали наличие трещин. Особенно это стало заметно на фото, сделанных через некоторое время после случившейся трагедии.
В конце лета 2009 года (17.08) на станции произошла авария.
Причиной аварии на Саяно-Шушенской ГЭС
стало несоответствующее качество работы второго гидроагрегата, из-за которой весь машзал оказался затоплен. Вследствие чего седьмой и девятый гидроагрегаты вышли из строя из-за сильных повреждений. После чего их обломки уничтожили гидроагрегаты с третьего по пятый, и все это разрушило машиностроительный зал, из которого управлялась гидроэлектростанция. Вследствие техногенной катастрофы погибло 75 человек.
Главной причиной аварии называют оборудование станции, сама плотина не вызывает сомнений в своей надежности. Оборудование выполнено из качественно материала, но вызывает сомнение его обслуживание после окончания действия гарантии.
При тщательном расследовании аварии на Саянно-Шушенской ГЭС следственный комитет сделал вывод, что авария была вызвана взрывом масляного трансформатора.
Нанесенный ущерб после катастрофы для экологии и экономики невосполнимый.
Ведь учитывая, что на 2001 год себестоимость электроэнергии на Саяно-Шушенской ТЭС достигает 1,63 коп. за кВт/ч. Эта станция позволяла стабилизировать колебания, перебои в количестве произведенного электро питания по всей России.
Главным потребителем электроэнергии с этого предприятия длительный период был алюминиевый завод, его ввели в рабочий режим непосредственно для запитки этой гидроэлектростанции (2006г.).
Экономические убытки после последствий аварии на Саяно-Шушенской ГЭС , больше всех понесла «Рус Гидро». Размер ее убытка достигал полтора миллиона рублей за месяц. «Рус Гидро» потеряла 7% капиталовложений только за час после аварии на станции, а после акции и вовсе перестали продавать. Для восстановления последствий гидроэлектростанции понадобится несколько миллиардов рублей.
Экологические последствия аварии ГЭС:
- поражение биологических резервов
- уменьшение рыбоводного качества
- низкая способность к самоочищению
- уменьшение эстетического преимущества местности
Существует информация, что после аварии в Енисей попало до 40 тонн трансформаторного масло, которое уничтожило около 400 тон форели.
Реконструкция станции
Начало восстановительных работ после катастрофы пришлось на десятый год второго тысячелетия. Отремонтированы были сооружения, установки с 3 по 6. Под конец года станция доставляла 10 млрд кВт/ч электроэнергии. Затем были подключены еще четыре гидроагрегата, которые в ходе аварии пострадали менее всех.
В 2011 начался второй этап восстановления, вследствие чего водосброс был полностью запущен. За этот год было выработано 18 миллиардов Квт/ч.
А вот уже 2012-ый год ознаменовался запуском седьмого, восьмого и девятого гидроагрегатов, что увеличило мощность станции до 3840 МВт.
За 2013 год работники смогли реализовать запуск дополнительных водяных агрегатов под номерами десять, шесть и пять, которые позволили станции усилить энергию до 4480 МВт. Уже в 2013 году ГЭС выдавала 24 млрд кВт/ч.
Третий этап восстановления пришелся на 2014 год и запустил водяной агрегат номер четыре.
За весь период реконструкции после катастрофы произведено полное переоборудование новой техникой от производителя «Силовые машины». Удалось продлить срок работы машин до сорока лет. На данный момент Саяно-Шушенская ГЭС полностью исправна и работает по полной.
17 августа 2009 года в 8:13 рабочие, находившиеся в машинном зале Саяно-Шушенской ГЭС, крупнейшей гидроэлектростанции России, услышали громкий хлопок, а затем наблюдали то, во что сложно было поверить. Многотонная турбина буквально взлетела на столбе воды, круша перекрытия здания. В течение следующих нескольких минут бо́льшая часть внутренних помещений станции были стремительно затоплены. Кто (или что) виноват в гибели 75 человек - дефекты оборудования или халатность персонала? Мы расскажем, как могла случиться катастрофа подобных масштабов с гордостью советской, а потом и российской энергетики.
В 1920 году, выступая на Московской губернской партийной конференции, В. И. Ульянов (Ленин) произнес свой сакраментальный тезис «Коммунизм есть советская власть плюс электрификация всей страны». С советской властью к тому году все было уже более-менее в порядке, а вот с электричеством существовали большие проблемы. Они обострились еще сильнее с началом индустриализации: растущая взрывными темпами тяжелая промышленность отчаянно нуждалась в дешевой электроэнергии, а для этого требовалось покорять реки.
Хотя первая из крупных станций - ДнепроГЭС - появилась еще до Великой Отечественной войны, по-настоящему, в присущих Стране Советов масштабах строительство ГЭС развернулось после ее окончания. В относительно короткие сроки на службу человеку были поставлены главные реки европейской части страны - Днепр, Волга, Кама, Дон. Но основной потенциал лежал, конечно, за Уралом, где своей очереди ждали Ангара, Зея, Бурея и, конечно, великий Енисей.
Енисей - идеальная река для возведения гидроэлектростанций. На 3500 километрах своей длины она неоднократно пересекает различные горные гряды, где чрезвычайно удобно строить ГЭС целыми каскадами. Особенно подходящие условия для этого сложились в так называемом Саянском коридоре - узком ущелье в хребтах Западного Саяна. Планы по его использованию на благо народного хозяйства стали разрабатываться еще во второй половине 1950-х годов, а первые инженеры-гидростроители высадились на берегу Енисея в 1961-м. Еще через год специалисты выбрали конкретное место - Карловский створ Саянского коридора, где в будущем должна была появиться ни больше ни меньше крупнейшая ГЭС Советского Союза и одна из крупнейших ГЭС мира.
Саяно-Шушенская ГЭС действительно появилась, но для понимания масштаба объекта и сложности его сооружения необходимо добавить: строительство (от начала подготовительных работ до приема в постоянную эксплуатацию) заняло 37 лет! 37 лет практически непрерывной борьбы с суровой сибирской природой, климатом, рекой, бюрократией, перебоями с финансированием и постоянно возникавшими аварийными ситуациями. Впрочем, ни одна из них даже близко не могла сравниться с тем, что произошло в августе 2009-го.
Енисей перегородили арочно-гравитационной плотиной, не имевшей себе аналогов в Советском Союзе. В плане она представляла собой умопомрачительных размеров изогнутую бетонную трапецию с шириной основания более 100 метров, а гребня - 25 метров. Высота плотины составила 242 метра, а длина по гребню - более километра. Тысячи строителей, инженеров, геологов, энергетиков проделали колоссальную работу, чтобы приручить великую сибирскую реку. Созданная ими перемычка, на которую ушло более 9 млн кубометров бетона, при высоком уровне воды выдерживает со стороны созданного водохранилища напор 18 млн тонн воды.
Такую фантастическую нагрузку Саяно-Шушенская ГЭС способна выдержать благодаря своей конструкции. Устойчивость плотины (именно поэтому ее тип и называется арочно-гравитационным) достигается комбинацией двух факторов: ее чудовищного веса и арочной геометрии, распределяющей нагрузку на несущие стены. В качестве последних выступают скалистые берега Саянского коридора. Именно наличие подходящих природных условий обеспечило возможность возведения столь мощной ГЭС в этом месте.
Как функционирует ГЭС? Вода попадает в водоводы, расположенные в плотине, и через них поступает на лопасти гидротурбины, которая приводит в действие генераторы, вырабатывающие электроэнергию. На Саяно-Шушенской станции 10 водоводов и, соответственно, 10 гидроагрегатов мощностью 640 МВт каждый. Таким образом, общая установленная мощность этой ГЭС составляет 6400 МВт, и по этому показателю равных ей на территории бывшего Советского Союза не было и нет.
И тем не менее именно на этом энергетическом гиганте, великой стройке коммунизма, в течение нескольких десятилетий ударно возводившейся усилиями буквально всей страны, стала возможной, более того - произошла трагедия, оказавшаяся одной из крупнейших в гидроэнергетике всего мира.
Цепочка событий, приведших к катастрофе этим летним днем 2009 года, заняла секунды.
«…Я стоял наверху, услышал какой-то нарастающий шум, потом увидел, как поднимается, дыбится рифленое покрытие гидроагрегата. Потом видел, как из-под него поднимается ротор. Он вращался. Глаза в это не верили. Он поднялся метра на три. Полетели камни, куски арматуры, мы от них начали уворачиваться… Рифленка была где-то под крышей уже, да и саму крышу разнесло…» - рассказывал в интервью «Коммерсанту» один из очевидцев аварии.
Эмоции сотрудника станции можно понять. Трудно, немыслимо представить, как прямо перед тобой массивный, многотонный агрегат вырывает из шахты машинного зала и, как спичку, поднимает в воздух столб воды.
На территории здания ГЭС, где располагались все 10 гидроагрегатов, находились 116 человек, из них 52 - на уровне пола машинного зала, 63 - во внутренних помещениях на нижних уровнях (еще 1 человек работал на крыше). Большинство из них осуществляли ремонт не функционировавшего в момент катастрофы гидроагрегата №6. В 8:13 произошло, говоря сухими словами технического отчета, «внезапное разрушение гидроагрегата №2». Его обломками и частями механизма были разрушены стены и перекрытие машинного зала. Что не сделала эта шрапнель, завершил вырвавшийся на свободу Енисей.
Десятки, сотни кубометров воды, ежесекундно поступавшие в машинный зал, стремительно затопили оставшиеся гидроагрегаты и, что самое важное, внутренние помещения машинного зала. У находившихся там людей практически не было шансов спастись. В то же время на еще работавших, но затопленных гидроагрегатах произошли короткие замыкания. Они прекратили работу, что привело и к обесточиванию всей станции. В свою очередь, автоматические системы, которые должны были преградить доступ воды к гидроагрегатам в случае возникновения внештатной ситуации, сработали только на одном из них. На остальные турбины вода продолжала поступать и через водоводы, что в конечном итоге привело к повреждению одних и разрушению других.
Чтобы прекратить поступление воды в полуразрушенный машинный зал в условиях отсутствия электричества, сотрудники ГЭС были вынуждены вручную сбросить затворы водоприемников плотины. Это получилось сделать только в 9:20, через час с лишним после развития катастрофической ситуации.
Сразу же после этого возникла новая угроза, ведь Енисей оказался полностью перекрыт. К счастью, переполнения водохранилища с неприятной перспективой перелива воды через гребень плотины и даже ее возможного разрушения, что могло привести к вовсе невероятному катаклизму, удалось избежать. В 11:32 с помощью специального дизель-генератора удалось подать ток на козловой кран и открыть затворы специального водосброса. Первоначальные угрозы смогли ликвидировать. Теперь перед персоналом станции стояла задача выяснения причин аварии, а спасатели искали выживших.
К сожалению, из-за практически моментального развития катастрофы шансов у сотрудников ГЭС, находившихся во внутренних помещениях машинного зала, практически не было. Спасателям МЧС удалось обнаружить лишь двух человек, находившихся в воздушных мешках. В общей сложности в результате трагедии погибли 75 человек, еще 13 получили травмы различной степени тяжести.
Какова же причина того, что, казалось, не должно было произойти на объекте такого масштаба и такой стратегической важности никогда? Использованные на станции турбины гидроагрегатов имели большой недостаток. Две зоны их разрешенной эксплуатации (зоной называется определенное сочетание мощности турбины и напора воды) были разделены зоной, не рекомендованной для работы. В этом режиме в турбине возникали повышенные шумы и вибрации. Проблема заключалась в том, что, каждый раз переключаясь между зонами разрешенной эксплуатации при повышении или понижении своей мощности, гидроагрегаты Саяно-Шушенской ГЭС вынужденно (пусть и на короткое время) оказывались в нерекомендованной зоне, подвергаясь дополнительным вибрациям.
В гидроагрегате №2 эти вибрации, из-за которых в металлических шпильках, державших крышку турбины, накапливались усталостные деформации, превысили некий критический порог утром 17 августа. В 8:13 при очередном понижении мощности агрегата (и, соответственно, при очередном усилении вибрации) значительное количество шпилек просто внезапно одновременно разрушились. Оставшиеся узлы крепления уже не могли противостоять напору воды. Крышку турбины сорвало, саму турбину давлением выбросило в машинный зал, после чего через шахту в здание ГЭС начали поступать десятки и десятки кубометров воды. Затопление произошло стремительно.
Такова непосредственная причина катастрофы, озвученная в официальном докладе расследовавшей аварию технической комиссии. Там же были определены и конкретные виновники трагедии. Сетованиями на несовершенство конструкции гидроагрегатов дело не закончилось. Эксперты обратили внимание на вопиющую, с их точки зрения, халатность руководства Саяно-Шушенской ГЭС и персонала станции, фактически игнорировавших факт повышенных вибраций в гидроагрегате №2 и никаким образом не контролировавших накопление усталостных изменений в узлах крепления крышки его турбины. Обвиняемыми по делу о событиях 17 августа были названы семь человек из руководства станции и службы мониторинга ее оборудования. В конце 2014 года четверо из них - бывшие директор ГЭС, главный инженер и два его заместителя - получили реальные тюремные сроки.
Все они своей вины в произошедшем не признали. Например, осужденный директор станции считает, что причиной катастрофы стал при производстве турбины. Это можно было бы расценить как естественную в его ситуации попытку уйти от ответственности, переложив ее на совесть других, но на очевидные нестыковки в отчете технической комиссии указывали и многие независимые эксперты, в том числе с большим опытом работы в гидроэнергетике.
Эти специалисты отмечают, что никаких вибраций в гидроагрегате №2, которые превышали бы значения, допустимые регламентом его эксплуатации, на самом деле не было. Они были зафиксированы лишь одним датчиком из многих, к тому же неисправным. Точно так же ни один регламентный документ почему-то не требовал проведения обязательной дефектоскопии шпилек крышки турбины. Персонал просто не мог знать, что в них появились критические усталостные изменения.
Это звучит невероятно, но системы виброконтроля на крышках гидроагрегатов в машинном зале были установлены только после этой катастрофы. До трагической гибели 75 человек никого, оказывается, не интересовало, как влияет работа механизма весом в полторы тысячи тонн на эту самую крышку. Лишь после трагедии августа 2009-го выяснилось, что вся автоматика, контролирующая работу колоссальной электростанции, может быть уничтожена в течение нескольких секунд - просто затоплена водой, вызвавшей короткие замыкания. Никакого резервного электроснабжения при этом не было в принципе, и сбрасывать затворы, которые в конечном итоге и перекрыли доступ воды в водоводы, а оттуда - в машинный зал ГЭС, пришлось вручную.
Это отняло целый час. Целый час Енисей продолжал заливать здание станции, затапливать его помещения, убивать людей только потому, что при проектировании ГЭС не было предусмотрено надежное резервирование ее электроснабжения. Ведь столько людей погибло вовсе не из-за того, что гидроагрегат №2 выбросило из своей шахты, а потому, что не удалось достаточно быстро прекратить доступ воды в машинный зал.
Главный инженер проектировавшего Саяно-Шушенскую ГЭС института «Ленгидропроект» Борис Юркевич, выступая на Всероссийском совещании гидроэнергетиков спустя несколько месяцев после катастрофы, заявил: «Особенность этой аварии, которая очень сильно психологически давила на всех нас, - в том, что она произошла в штатных условиях. Она произошла, когда все работало исправно, выполнялись регламенты по ремонту, выполнялись требования по эксплуатации. Никто ничего не нарушил, станция полностью соответствовала всем нормам и требованиям, эксплуатационный персонал выполнял все предписанные регламенты. Буквально за секунду были уничтожены все системы защиты. Ехал , ни ямки, ничего. Потом раз - и развалился. Так и здесь произошло».
Сейчас все узкие места, сделавшие возможной произошедшую «в штатном режиме» трагедию, разумеется, ликвидированы, в том числе и на остальных российских гидроэлектростанциях. Вибрация турбин усиленно контролируется, шпильки их крышек проходят регулярную дефектоскопию, электроснабжение ГЭС многократно зарезервировано. Теперь «автомобиль» просто так развалиться не сможет. Страшно только, что для этого пришлось отдать 75 человеческих жизней.
В августе этого года исполнится 5 лет со дня аварии на Шушенской ГЭС. До сих пор регион расхлебывает последствия той катастрофы. Гидроэлектростанция так и не заработала в полную мощность. Семьи погибших (75 человек) продолжают оплакивать своих...
В августе этого года исполнится 5 лет со дня аварии на Шушенской ГЭС. До сих пор регион расхлебывает последствия той катастрофы. Гидроэлектростанция так и не заработала в полную мощность. Семьи погибших (75 человек) продолжают оплакивать своих близких. Техногенные катастрофы – цена, которую платит человечество за развитие научно-технического прогресса. Вспомним некоторые из сокрушительных мировых аварий на плотинах ГЭС.
Китай, провинция Хэнань, дамба Банкяо
Эта грунтовая плотина (высота 24,54 м, длина 118 м) была построена на реке Жухэ в 1952 году. Первоначальное назначение: защита сельхозугодий провинции от наводнения. Позднее к этому добавилась выработка электроэнергии. По количеству погибших и пострадавших от последствий эта катастрофа не знает себе равных в «черном списке» гидроэнергетики. В ночь на 8 августа 1975 года сильнейший паводок прорвал плотину Шиманьтань, что находилась выше по течению реки Жухэ. Вода с ревом ринулась вниз. Достигнув дамбы Банкяо, поток перелился через ее гребень и разрушил сооружение до основания в течение нескольких минут. Образовавшаяся волна высотой 7 метров за час пролетела расстояние в 55 км. Сметая все на своем пути, вода залила равнину до 15 км шириной. От напора воды, удара падающих стен и камней в течение часа после аварии погибло 26 тысяч человек. Позднее утонуло еще 145 тысяч. Было разрушено 60 дамб, десятки автомобильных мостов, железнодорожные пути. Уничтожены линии связи. Это сильно затруднило спасение пострадавших. Потоком унесло 300 тыс. голов скота. Вода затопила огромные площади плодородных сельхозугодий. Из-за возникшего голода и эпидемий холеры число жертв возросло в разы. По различным оценкам оно достигло ужасающего количества - от 170 до 230 тысяч человек. По количеству погибших и причиненному ущербу, эта авария считается крупнейшей в истории ГЭС.
Причины
Все техногенные катастрофы вызваны многими факторами, один из главных - «человеческий».
Разрушение плотины Банкяо – не исключение. Проводившееся расследование обстоятельств аварии выявило серьезные проблемы в техническом состоянии дамбы и то, что о них давно было известно высшему руководству энергетики Китая. Из-за грубых просчетов при строительстве, вскоре после его окончания все сооружение покрылось трещинами. Усиление плотины стальными конструкциями проводили советские специалисты. Были и другие технические проблемы.
Из-за соображений экономии, плотину сдали с пятью водоспусками, хотя планировалось построить их 12. Сокращение водоспусков коснулось и других дамб на реке Жухэ. По этой причине 8 августа 1975 года они не смогли противостоять нагрузке волны, и были разрушены. Проектировщики рассчитали плотину Банкяо для наводнения, которые происходят один раз в 1000 лет (до 306 мм осадков в сутки). Но в момент аварии своей разрушительной силой наводнение превзошло все расчетные показатели. Такого никто из высших руководителей КНР предположить не мог, а удешевление строительства плотин раньше всем казалось вполне разумным решением. Против общего упоения практикой экономии выступил только один специалист – гидролог Чен Син. Он неоднократно заявлял публично, что сокращение водостоков ставит плотину Банкяо в технически опасное положение. Но мнение инженера не было принято в расчет. За принципиальность его сняли с работы и обвинили в попытке растратить деньги китайского народа. К несчастью всех, Син оказался прав.
Погода
С конца июля 1975 года в течение недели над Китаем бушевал супертайфун «Нина». Даже после его ослабления продолжали идти ливневые дожди. За весь день 6 августа выпало рекордное количество осадков – 1631 мм, что выше нормы в 2 раза! Несколько провинций страны были охвачены наводнением.
Водохранилище Банкяо было переполнено. Требовалось срочно спустить лишнюю воду. Но сделать это энергетикам запретили, т.к. территории ниже по течению Жухэ и так уже были подтоплены. Когда партийные товарищи все-таки приняли решение об открытии водоспусков, прервалась связь с дамбой. Руководство плотины решило действовать на свой страх и риск - спустить воду. Но было уже поздно. К моменту, кода директор станции отдал приказ открыть водоспуски, их основательно занесло илом. Последнее звено в цепи событий – разрушение верхней плотины Шиманьтань, которая находилась выше по течению от Банкяо. Масса воды, разрушив одну дамбу, устремилась ко второй и смела ее за несколько секунд. Был час ночи 8 августа 1975 года. Спавшие в своих домах люди оказались беспомощны перед безумием стихии. Этим объясняется ужасающее количество жертв в первый же час после аварии. Разрушение дорог и коммуникаций связи дезорганизовало работу по спасению пострадавших. Вода уничтожила запасы продовольствия, медикаментов, стада скота. В затопленные районы помощь сбрасывали на вертолетах. Начались голод и эпидемии. В воронку катастрофы оказались втянуты 11 миллионов человек.
В 1993 году дамба была отстроена заново и введена в эксплуатацию. В восстановительных работах принимал участие реабилитированный гидролог Чен Син.
Италия, плотина Вайонт
Гидроэлектростанция заброшена с момента аварии - более 50 лет. Бетонное 5-арочное сооружение (261,6 м, толщина у основания 23 м) находится на реке Вайнот у горы Монте Ток в провинции Беллуно. В октябре 1963 года, поздним вечером в водохранилище сползла огромная часть горы Монте Ток, участок длинной 2 км и шириной почти в 1 км. Водохранилище на 175 м оказалось заполнено горной породой. Вода ринулась через гребень плотины. Водяной столб взметнулся на полкилометра над плотиной и обрушился вниз. Гигантская волна (сейша) высотой 90 м пронеслась по окрестностям со скоростью цунами, 8-12 м/с. За 7 минут с момента оползня она смыла в долине реки Пьяве 5 деревень. Серьезно разрушила и другие поселения. По разным оценкам, в результате аварии погибло от 1900 до 3000 человек. К утру ущелье представляло собой огромное озеро грязи.
Причины
Расследование катастрофы установило, что место для строительства проектировщиками было выбрано неверно. Земная кора в этом районе подвижна, часто случаются небольшие землетрясения и оползни. Об этом было известно компании-исполнителю SADE, но та продолжала вести работы. Еще до начала возведения плотины свои опасения неоднократно высказывали геологи. Строительство плотины началось в 1957 году, а первые оползни случились 2 года спустя. Не смотря на это, строительство не остановили. К моменту заполнения чаши водохранилища водой (в 1960 г) положение станции некоторым специалистам представлялось крайне опасным. За год до катастрофы, инженеры компании SADE (подрядчик строительства) на основании многолетних наблюдений за проблемными участками плотины, предупредили свое руководство о нависшей угрозе аварии. Но заявление экспертов руководство фирмы проигнорировало. Никто не сообщил о возможной опасности жителям близлежащих деревень.
Авария произошла 9 октября 1963 года в 22.35 после продолжительных и обильных дождей.
Наказание
Судебный процесс между топ-менеджерами компании и правительством Италии продолжался много лет. Несколько специалистов SADE были осуждены и получили небольшие сроки. Один из инженеров совершил самоубийство. Районам, пострадавшим от аварии, были даны экономические льготы. Это положительно сказалось на экономике региона. Плотина мало пострадала в результате катастрофы и до сих пор стоит на месте. В 2001 году был снят художественный фильм, восстанавливающий хронику тех событий. С 2002 года плотина Вайонт стала востребованным туристическим объектом.
Россия, Саяно-Шушенская ГЭС
Самая крупная (совокупная мощность вместе с Майнским гидроузлом-6721 МВт) в стране электростанция с бетонной плотиной высотой 245м, длиной 1066 м находится в 35 км от Саяногорска (Хакасия). До аварии 17 августа 2009 года на долю ГЭС приходилось 15% вырабатываемой в стране электроэнергии. Доля в мировом объеме – 2%. В настоящее время станция работает в половину своей мощности. Восстановительные работы не окончены до сих пор. Поздним вечером 17 августа 2009 года при повышении вибрации на гидроагрегате №2 сорвало крышку турбины и подбросило ее вверх. Удар был такой силы, что крышка пробила бетонный потолок. В машинный зал хлынула вода из Саяно-Шушенского водохранилища. За несколько минут разрушив машинный зал, поток метровой высоты вылился на улицу, и затопил близлежащую территорию, производя по дороге сильное разрушение. Все агрегаты плотины оказались разрушены или значительно повреждены. Системы защиты не сработали, ГЭС была обесточена. В это время на гидроагрегате №6 специалисты проводили ремонт. Они работали во внутренних помещениях агрегата, под полом машинного зала. Вода из разрушенного агрегата №2 затопила те помещения за считанные минуты. Все рабочие погибли. Позднее к ним прибавились и другие жертвы. Общее количество погибших от аварии на ГЭС – 75 человек. Получили серьезные ранения и травмы – 13 человек. Вода перестала поступать в машинный зал только утром следующего дня. К этому времени вручную удалось перерыть технологические затворы на гребне плотины.
Из-за аварии в Енисей вылилось 45 кубометров турбинного масла. Образовалось пятно длиной 130 км. В рыбоводных хозяйствах на Саяно-Шушенском водохранилище погибло 400 тн промышленной форели. Локализовать масляное пятно удалось через неделю. По размеру материального урона министр МЧС (в то время) Сергей Шойгу сравнил аварию на СШГЭС с разрушением реактора на Чернобыльской АЭС. Из-за аварии были обесточены несколько крупных промышленных предприятий, в т. ч. Саяногорский металлургический комбинат. Без электроэнергии оказались многие города и поселки в Хакасии, Алтайском крае. А также в соседних областях: Новосибирской, Кемеровской и Томской. Вскоре энергоснабжение восстановили, перераспределив нагрузку между другими электростанциями Сибири. Восстановление машинного зала, реконструкция старых и установка новых агрегатов обошлась «РУСГИДРО» (энергетический холдинг, собственник Саяно-Шушенской ГЭС) в 20 млрд. рублей.
Причины
Ростехнадзор провел расследование причин аварии 17 августа. Кроме технических причин снова присутствовал «человеческий фактор». Технические проблемы: крепления (шпильки) крышки турбины не выдержали повышенной вибрации из-за «усталости» металла и разрушились. Напором воды сорвало крышку. Аварию можно было предотвратить, своевременно проведя ремонт. Главный инженер станции игнорировал критические показания датчиков. Руководство ГЭС долгие годы допускало работу агрегата №2 в неудовлетворительном вибрационном режиме. Специальная комиссия Ростехнадзора, проводившая расследование, посчитала ответственными в аварии многих топ-менеджеров российской энергетики: бывшего руководителя РАО «ЕЭС России» Анатолия Чубайса, зам министра энергетики Вячеслава Синюгина и др. А также член-корреспондента РАН Анатолия Дьякова и посла по особым поручениям МИД РФ Игоря Юсуфова. Он руководил министерством энергетики с 2001 по 2004 гг. Все они знали об аварийном положении Саяно - Шушенской станции и об авариях, которые там происходили до 17 августа. Однако никаких кардинальных мер для устранения технических проблем принято не было.
Наказание
Следствие по факту аварии на Саяно-Шушенской ГЭС велось 3 года. Первое уголовное дело было закрыто Генпрокуратурой из-за наступления срока давности в 2011 году. Вина обвиняемых была переквалифицирована на более тяжкие статьи УК РФ. Однако судебного приговора нет до сих пор. Заседания много раз откладывались по разным причинам, в т. ч. из-за неявки в суд адвокатов обвиняемых. Обвинение предъявили бывшему директору станции, главному инженеру, двум его заместителям, специалистам службы мониторинга оборудования СШГЭС. Всего в списке подсудимых 7 человек. Расследование завершилось в августе 2012 года. Более года обвиняемые знакомились с материалами дела (1213 томов).
Резонанс
Жители Хакасии и Красноярского края (1823 человека) в ноябре 2009 года обратились к высшему руководству России с предложением закрыть Саяно-Шушенскую ГЭС.
В 25 км от Красноярска на Енисее расположена еще одна мощная электростанция. В случае разрушения Саяно-Шушенской плотины волна дойдет до Абакана (столица Хакасии) за 60 минут, до Саяногорска за 7 минут. Но еще более страшные последствия произойдут, когда волна доберется до Красноярской ГЭС. Если та не устоит, миллионный город будет затоплен. По этой причине после аварии 17 августа в Красноярском крае долгое время сохранялась напряженная эмоциональная обстановка, люди были напуганы.
Авария на Саяно-Шушенской ГЭС потрясла всю страну. Её неожиданность, масштабность и загадочность привлекли к себе внимание многих людей. Появилось немало версий, от совершенно фантастических до вполне правдоподобных, пытающихся объяснить произошедшее. 3 октября 2009 года был опубликован Акт комиссии Ростехнадзора, 21 декабря 2009 года - результаты расследования парламентской комиссии. 23 марта 2011 года Следственный комитет завершил собственное расследование причин произошедшего, предъявив обвинения руководству и техническому персоналу станции. Казалось бы, все ясно - вот технические причины произошедшего, вот предполагаемые виновники. Однако, все не так просто.
Если вы ожидаете увидеть в этом сообщении некое “срывание покровов”, рассказ про то, что коварные власти скрывают правду, про то, что все украли и т.п. - вынужден разочаровать, этого не будет. Будет серьезный разбор, насыщенный рядом технических терминов. Без этого, увы, никак. Будет много букв и мало картинок. Тем не менее, я постараюсь сделать изложение как можно популярнее.
Довольно долго я не имел какого-то сформированного мнения о причинах аварии. При всей моей давней увлеченности гидроэнергетикой, я не чувствовал себя компетентным в ряде довольно специфических технических вопросов. Еще в конце 2009 года я написал в Википедии статью об аварии, где аккуратно изложил информацию из Акта Ростехнадзора. В Акте были некоторые моменты, которые меня насторожили еще тогда, но я списал их на собственную некомпетентность. Но в целом, причины были понятны, в Акте - www.sshges.rushydro.ru/file/main/sshges/p ress/news-materials/doc/Act6.pdf они изложены в следующем виде:
“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… наблюдался относительный рост вибрации турбинного подшипника ГА-2 примерно в 4 раза… В этой ситуации с целью обеспечения безопасной эксплуатации главный инженер СШГЭС должен был принять решение об остановке ГА-2 и исследовании причин вибрации
”
Проще говоря, гидроагрегат разрушили вибрации, возникавшие при его переходе через нерекомендованную зону. При этом, гидроагрегат сигнализировал о своем ненормальном состоянии повышенной, превышающей допустимые нормы вибрацией, на которую персонал не обратил внимания.
Однако, я довольно быстро обратил внимание на то, что это объяснение не вполне устраивает специалистов отрасли. Это проявлялось в личных разговорах, в некоторых публично произносимых фразах. Чувствовалось, что отрасль осмысливает произошедшее, и рано или поздно результаты этого осмысления будут предъявлены. Что, собственно, и произошло через полтора года после произошедшего.
2 февраля 2011 года на ресурсе Тайга.инфо по адресу tayga.info/details/2011/02/02/~102283 была опубликована развернутая статья “О вибрации на агрегате №2 СШГЭС до аварии. Дискуссия” авторства Александра Клюкача, инженера Саяно-Шушенской ГЭС, одного из обвиняемых в произошедшем.
Одновременно, в февральском номере журнала “Гидротехническое строительство” (это ведущий научно-технический журнал в области гидротехники и гидроэнергетики) была опубликована статья авторства А.П.Карпика, А.П.Епифанова (оба - доктора технических наук)и Стефаненко Н.И. (кандидат технических наук, начальник службы мониторинга Саяно-Шушенской ГЭС) под названием “К вопросу о причинах аварии и оценка состояния арочно-гравитационной плотины Саяно-Шушенской ГЭС”.
Обе эти работы содержат научно оформленную, а посему не вполне понятную незнакомому с тематикой читателю жесткую критику выводов Акта Ростехнадзора. В связи со спецификой, они остались по большому счету незамеченными. Но меня они заставили очень серьезно задуматься.
19-20 мая 2011 года проходила конференция «Повышение эффективности системы управления безопасностью ГЭС». Это мероприятие было задумано как попытка осмысления специалистами отрасли причин произошедшего на Саяно-Шушенской ГЭС, попытка сделать выводы для того, чтобы такое более не повторилось. Скажу сразу - как мне кажется, этот результат был достигнут.
Я имел возможность присутствовать на этой конференций. На ней собралась элита отечественной гидроэнергетики и гидротехники - крупные ученые, специалисты проектных организаций и заводов, ведущие инженеры гидроэлектростанций - всего более 150 человек, около 50 докладов. Я сидел на пленарных заседаниях и метался между пятью круглыми столами, проводившимися в одно и то же время; к счастью, на наиболее важные доклады я смог попасть. Я слушал, что говорят эти люди в докладах, дискуссиях и в кулуарах. И я понял одну вещь. Они не верят Акту Ростехнадзора
. Не всему, конечно, но ряду его принципиальных положений.
Кусочки мозаики в моей голове сложились в единую картину.
Факты
Итак, давайте взглянем на факты. А они таковы:
1. Непосредственной технической причиной аварии явилось усталостное разрушение шпилек крепления крышки гидроагрегата №2 (ГА №2). Факт наличия усталостных трещин был установлен исследованием шпилек в ЦНИИТМАШе, специалист которого выступал на конференции. Ряд важных деталей:
а. На момент аварии, средняя степень усталостных разрушений в шпильках составила около 60-65%. Остаточная несущая способность шпилек фактически соответствовала нагрузкам на турбину, т.е. была исчерпана. Авария могла произойти в любой момент при совершенно штатной эксплуатации турбины.
б. Усталостные разрушения развивались постепенно, в течение долгого времени, не одного года. Это следует из наличия ржавчины в трещинах, а также наличия отдельных зон разрушения. Судя по всему, усталостные разрушения усиливались после операций по затяжке гаек, которые проводились, в частности, при капитальных ремонтах (их было четыре).
Все это ставит однозначный крест на всех версиях аварии, подразумевающих в качестве ее первопричины какое-либо мощное нештатное воздействие на гидроагрегат в момент аварии - гидроудар, теракт, электродинамическое воздействие. В них просто не было необходимости.
2. После аварии, были изучены на предмет наличия трещин шпильки других гидроагрегатов станции. В частности, шпильки гидроагрегата №1 просвечивал ультразвуком тот же ЦНИИТМАШ. По словам его представителя, они были полностью уверены в том, что увидят на гидроагрегате №1 примерно ту же картину усталостного разрушения. Однако, ни одной трещины в шпильках гидроагрегата №1 обнаружено не было. Насколько мне известно, исследовались шпильки и других гидроагрегатов, с тем же результатом.
Это означает следующее. Переходы гидроагрегата через нерекомендованную зону, названные главной причиной развития усталостных разрушений в Акте Ростехнадзора, не могли быть причиной аварии. Другие гидроагрегаты ходили через эту зону не меньше, а то и побольше, чем гидроагрегат №2; в самом Акте указано, что в 2009 году гидроагрегат №2 проработал в этой зоне в общей сложности всего 46 минут, а гидроагрегат №4 - вдвое больше, 1 час 38 минут, но в шпильках гидроагрегата №4 никаких усталостных разрушений не было найдено. По мнению специалистов ведущего в стране института в области гидравлических турбин - ЦКТИ, вибрации в нерекомендованной зоне не могли вызвать разрушение шпилек.
О вибрации гидроагрегата №2
Отдельно следует остановиться на вопросе вибрационного состоянии гидроагрегата №2 перед аварией, ибо на факте ее наличия в первую очередь строятся обвинения против персонала станции. В Акте приводится график вибрации гидроагрегата, измеренного датчиком ТП Р НБ - радиальные вибрации турбинного подшипника, нижний бьеф. Вот он:
Вроде бы, все очевидно - вот он, рост запредельных вибраций. Однако, если задуматься, возникает вопрос - а что, это был единственный датчик на этой турбине? Ответ содержится в статье Клюкача - нет, этих датчиков на турбине было 10 штук. Запредельную вибрацию показывал только один датчик, другие же, установленные рядом с ним и проводившие измерения в том же направлении, показывали норму. Более того, этот датчик показывал запредельную вибрацию даже на остановленном гидроагрегате, что делает его показания заведомо недостоверными. Но именно эти сбойные и недостоверные показания легли в основу обвинений конкретных людей.
Недостоверность показания датчика ТП Р НБ и нормальное вибрационное состояние гидроагрегата №2 подтверждается и иными источниками. Об этом говорит бывший главный инженер и директор станции, ныне главный технический инспектор ОАО “РусГидро” Валентин Стафиевский в книге Льва Гордона “Чудо Саян”. Об этом же говорили в своем докладе ведущие специалисты ОРГРЭС - головной организации, занимающейся вопросом виброконтроля энергетического оборудования. Есть и независимое подтверждение - график колебаний плотины (сейсмограмма), зафиксированный автоматической сейсмостанцией, установленной на плотине.
Вот эта сейсмограмма, приведенная в вышеуказанной статье в “Гидротехническом строительстве”:
Сейсмостанция отличается высокой точностью, она “ловит” изменения режима работы гидроагрегатов - их пуски, останов, переход через нерекомендованную зону. Участок между цифрами 1 и 2, продолжительностью 32,5 с - это период разрушения гидроагрегата №2, между 2 и 3 продолжительностью 74 - воздействие потока воды на машинный зал, после 3 - вибрации, вызванные неуправляемым разгоном гидроагрегатов №7 и 9. До момента аварии, т.е. до цифры 1, график вибрации ровный, обусловленный фоновыми колебаниями плотины от работающих в нормальном режиме гидроагрегатов. Никаких запредельных вибраций, от которых “ходуном ходит пол”, нет.
Все вышесказанное означает, что гидроагрегат №2 перед аварией не имел фиксируемых аппаратурой контроля запредельных вибраций, и соответственно персонал станции не имел никаких оснований для его остановки.
О вероятных причинах разрушения шпилек
Итак, выводы Акта Ростехнадзора сомнительны. Почему же разрушились шпильки? На этот счет существуют две версии. Каждая из них имеет свои сильные и слабые стороны.
Первая версия, высказанная в частности в той же статье в “Гидротехническом строительстве” - усталостные разрушения возникли еще в период работы ГА №2 со временным рабочим колесом. Известно, что ГА №2 с 1979 по 1986 год, в сумме около 20 тысяч часов, работал на пониженных напорах со сменным рабочим колесом. При этом, наблюдался гидравлический небаланс рабочего колеса и значительные вибрации, превосходившие допустимые показатели. Возможно, что в ходе капитальных ремонтов уже ослабленные шпильки “перетянули”, что ускорило их дальнейшее разрушение - но доказать это уже невозможно.
Вторая версия, которой придерживаются специалисты ЦКТИ - шпильки разрушили высокочастотные вибрации, возникавшие во время штатной работы гидроагрегата в рекомендованной зоне, не фиксировавшиеся имевшимися датчиками, и вообще довольно плохо изученные.
Я не буду сейчас подробно разбирать сильные и слабые стороны этих версий, они очень узкоспециальны, и для того, чтобы их подтвердить или опровергнуть, требуются дополнительные исследования, которые, насколько мне известно, ведутся. Но обе они отрицают вину работавшего на момент аварии персонала и руководства станции.
Аналоги
Очень похожие аварии, но с меньшими последствиями, происходили на ГЭС Канады, Австралии, Новой Зеландии, США. Но ближе всего - авария на Нурекской ГЭС в Таджикистане.
Машинный зал Нурекской ГЭС. Фото отсюда - www.ljplus.ru/img4/p/i/pigger_2/t-ges09.j pg
9 июля 1983 года персонал станции услышал удар и видел выбивающийся шахты турбины поток воды. Гидроагрегат был остановлен, предтурбинный затвор перекрыт. Нижние помещения станции были затоплены примерно двухметровым слоем воды.
При осмотре выяснилось, что из 72 шпилек разорвано 50. Турбина уже начала подъем, но была остановлена в самом его начале.
Причиной аварии было названо усталостное разрушение шпилек по причине недостаточно хорошей затяжки. С тех времен, на таджикских ГЭС - Нурекской и Байпазинской дважды в год обязательно проводился ультразвуковой контроль шпилек. Проводился он и на Зеленчукской ГЭС, костяк персонала которой составили специалисты, приехавшие из Таджикистана.
Но увы, выводы из той аварии сделаны не были, четкого указания на необходимость обязательного проведения ультразвукового контроля шпилек на всех крупных ГЭС сформулировано не было. Обращаю внимание - этого не было сделано именно в советские времена, которые зачастую приводятся как эталон правильного отношения к безопасности. Фактически, вопрос контроля шпилек отдавался на уровень конкретной ГЭС, где-то его делали, а где-то, имея в виду отсутствие в заводской инструкции по эксплуатации турбин указаний на необходимость такого контроля, не делали. Эта ситуация - один и типичных из признаков системного характера аварии.
В 1983 году на Нурекской ГЭС пронесло. В 2009 на Саяно-Шушенской - нет. Авария развивалась быстрее, дежурная смена машинного зала не успела остановить гидроагрегат и сбросить затвор. Начальник смены погиб и уже ничего не расскажет.
Кто виноват?
Исходя из вышесказанного, я хочу сделать вывод, который многим не понравится. Я полагаю, что причины аварии не связаны с преступной халатностью отдельных людей. Они носят системный характер и складывались много лет - как минимум, с момента пуска гидроагрегата №2 в 1979 году. Ошибки многих людей, каждая из которых сама по себе не была фатальной, сложились в одной точке. Кто-то из них уже умер. Оставшиеся будут чувствовать ответственность за эту трагедию всю жизнь. Искать и принародно наказывать “козлов отпущения” в этой ситуации глупо. Хотя, политически целесообразно. Массам нужны конкретные люди, которых можно объявить ответственными за все. И похоже, что их уже нашли.
Гидроэнергетическая отрасль постепенно отошла от вызванного аварией шока. Выводы сделаны, и они основаны на понимании системного характера аварии. Что внушает определенный оптимизм.
