Искусство технологий: ГЭС ПОРОГИ
Продолжаем серию статей “Искусство технологий”, посвященных индустриальным объектам, созданных человеком. Данная статья имеет большую историческую ценность, потому что посвящена первой Российской гидроэлектростанции ПОРОГИ, которой в 2016 году исполняется 106 лет.
Электростанция была построена в 1910 году и являлась частью электроплавильного производства, состоявшего из целого комплекса сооружений:
- Гравитационная плотина;
- Гидроэлектростанция;
- Рельсовая дорога;
- Плавильный цех;
- Химлаборатория.
Надо отметить, что сам электроплавильный завод, так же, как и ГЭС ПОРОГИ, был первым в России и занимался выплавкой ферросплавов, применяемых для легирования сталей.
Плавильный цех совмещен со зданием электростанции, определить его расположение можно по двум большим трубам, предназначенным для отвода тепла и газов, выделяемых в процессе производства (плавки).
К строительству завода приступили в мае 1908 года. Возведением плотины и всех объектов инфраструктуры занялось «Уральское электро-металлургическое товарищество графа А. А. Мордвинова, графини Е. А. Мордвиновой, барона Ф. Т. Роппа и А. Ф. Шуппе».
При этом техническая сторона вопроса была полностью возложена на инженеров Роппа и Шуппе, а чета Мордвиновых, выражаясь современным языком, выступила в роли инвесторов проекта.
Месторасположение электроплавильного производства обусловлено наличием, прежде всего, богатой сырьевой базы. Поэтому ГЭС ПОРОГИ расположилась на реке Сатка, протекающей в южной части Уральских гор.
Свое название ГЭС получила от бурлящих порогов горной части реки. После постройки плотины, данный участок реки стал полноводным, что позволило дешево транспортировать сырье на производство, а также отгружать ферросплавы баржами на Саткинский железоделательный завод, расположенный в 35 км в верховье реки.
Основными элементами ГЭС являются: плотина, водосбросы и напорная камера (водоприёмник), откуда по водоводу вода подаётся к зданию ГЭС. Водовод изготовлен из клепанной металлической трубы внушительного диаметра. Непосредственно перед зданием электростанции труба распределяет водный поток на два основных гидроагрегата.
Для удобства здание ГЭС было совмещено с плавильным производством. К сожалению, само электроплавильное производство не сохранилось до наших дней, а плотина и электростанция до сих пор функционируют.
В здании ГЭС размещены три гидроагрегата, щиты управления, кран-балка и небольшое помещение для обслуживающего персонала. В подвальном помещении электростанции находится система сброса воды.
Сразу у входа в здание ГЭС расположен, если можно так выразиться, самый современный гидроагрегат электростанции, введенный в эксплуатацию в 1930 году. Агрегат включает в себя турбину, изготовленную на Московском заводе им. Калинина, и генератор завода «Электросила» мощностью 0,75 МВт.
Агрегат состоит из корпуса, в котором находится турбина, приводящая во вращение вал с маховиком. На другом конце вала размещен генератор, преобразующий энергию вращения в электричество. Следует отметить, что это самый мощный гидроагрегат электростанции.
Турбина приводится в действие потоком воды, поступающим по отдельному водоводу. Сам агрегат оснащен мощной задвижкой с червячной парой, позволяющей обслуживающему персоналу вручную управлять подачей воды.
Ваш покорный слуга имел честь проверить работоспособность данного аппарата, открыв доступ водной стихии к лопаткам турбины, внеся тем самым небольшой вклад в производство электрической энергии.
В дальнем конце зала размещен малый гидроагрегат мощностью 0,05 МВт, введенный в эксплуатацию одновременно с запуском завода, в 1910 году. Машина предназначалась для выработки электричества на бытовые нужды завода и поселка.
Сам поселок ПОРОГИ насчитывал несколько десятков дворов, в которых проживали рабочие, обслуживающие, как саму электростанцию, так и электроплавильное производство.
Особенностью всех агрегатов гидроэлектростанции, является наличие механических регуляторов вращения валов турбин. Агрегаты опутаны системой рычагов, приводящих в движение специальные заслонки, регулирующие количество воды, попадающей на лопатки турбин.
Стоит отдать должное конструкторам, реализовавшим сие “механическое чудо”, ведь от скорости вращения вала генератора зависит частота переменного тока в сети, а значит и работоспособность потребителей.
В центре зала расположен самый старый гидроагрегат ГЭС, мощностью 0,56 МВт, выдавший первый ток на электроплавильные печи завода в далеком 1910 году. Отличительной особенностью агрегата является наличие двух турбин.
Подача воды осуществлялась по отдельному водоводу в центральную часть корпуса. Затем поток делился и приводил в движение турбины, расположенные с противоположных сторон корпуса агрегата.
Оригинальная конструкция агрегата позволяет производить ремонтные работы турбины и ее корпуса, останавливая производство только на время, связанное демонтажем.
На момент съемок одна турбина была, как раз, демонтирована, а корпус гидроагрегата закрыт заглушкой, при этом сам агрегат находился в рабочем состоянии и вырабатывал электричество.
В непосредственной близости от гидроагрегата находится и сама турбина, ремонт которой производится на месте силами обслуживающего персонала. Как видно, время и коррозия никого не щадят.
Но при этом надо учитывать, что возраст сего механизма 106 лет, и выглядит он довольно прилично для своего возраста. Сразу видно - сделано на совесть.
В процессе работы механизмы подвержены износу. Поэтому для поддержания их работоспособности предусматривают проведение регламентных работ по техническому обслуживанию.
В связи с тем, что все узлы и детали электростанции довольно массивные, для их передвижения используется подъемные механизмы. Примечательно, что на станции сохранилась аутентичная кран-балка грузоподъемностью 300 пудов, производства “Альфредъгутманъ и Ко”.
В стороне от агрегатов станции размещены шкафы управления, регулирующие работу генераторов, в частности, ток возбуждения обмоток. На панелях присутствуют приборы-прародители начинки современных шкафов: амперметры, вольтметры, рубильники и пр.
Следует отметить, что возраст ГЭС выдает одна немаловажная деталь - печь, предназначенная для отопления станции, чтобы вода не замерзала в лютые уральские морозы.
На станции постоянно находится обслуживающий персонал, который поддерживает в рабочем состоянии оборудование, питающее электричеством одноименный поселок. Кстати, номинальное напряжение вырабатываемое машинами 380 В, чего вполне достаточно для локальных потребителей.
Давайте отдельно взглянем на инфраструктуру электростанции за пределами ее помещения. На воротах, как и положено, размещены таблички по технике безопасности, ровесники эпохи индустриализации.
Ворота ведут на задний двор, откуда открывается общий вид на плотину, электростанцию и площадку с навесом перед электроплавильным производством, где производились погрузочно-разгрузочные работы. Как видно, само производство находится у подножья плотины.
Навес оборудован системой направляющих балок, по которым курсировали электро-тельферы. А доставка продукции к баржам, пришвартованным вверху на водохранилище, производилась по рельсовой дороге, которая, к сожалению, не сохранилась до наших дней.
Максимальный перепад высот по уровню воды у основания плотины и в водохранилище составляет 21 метр. Поэтому наличие рельсовой дороги, связывающее производство и водный транспорт, является, так сказать, производственной необходимостью.
Общая длина плотины, от левого до правого берега, составляет 125 метров. Основным строительным материалом служит бутовый камень, добываемый в большом количестве на Урале. На гребне плотины установлены водосбросы.
Водосбросы предназначены для поддержания оптимального уровня воды в водохранилище, что особенно актуально в период весеннего паводка. Водосбросы оборудованы системой приводов через, так называемые блоки. Практически все механизмы плотины оригинальные.
В левой части плотины смонтирована напорная камера, подающая воду на ГЭС. Подача воды в напорную камеру также регулируется специальной заслонкой. При необходимости можно полностью перекрыть поток воды на все гидроагрегаты. Все механизмы плотины оборудованы червячными парами, приводимыми в действие вручную.
Во второй половине зимы уровень воды становится минимальным, а весь ее поток направляется только на ГЭС. На водосбросах плотины постепенно образуется панцирь - искусственный ледник. Данным обстоятельством в последнее время стали пользоваться альпинисты. Они специально приезжают сюда для тренировок.
Таким образом, статус комплекса ПОРОГИ стал несколько шире - из памятника природно-исторического наследия, ПОРОГИ превратились объект индустриального туризма.
Надо отдать должное, инженерному гению барона Ф. Т. Роппа и г-на А. Ф. Шуппе, построившим всего за 2 года, передовое электроплавильное производство и первую Российскую гидроэлектростанцию, исправно работающую уже более 100 лет.
Сегодня можно смело заявить, что главным фактором, безаварийной работы ГЭС, стал профессиональный выбор оборудования, позволивший проработать электростанции столь большой период времени.
Отметим, что генерирующие предприятия относятся к индустриальному сектору народного хозяйства. На предприятиях данного сектора рекомендуется использовать кабельные конструкции марки УЗЭМИ, производимые по современным технологиям.
Статьи по теме
 |
 |
|
| Искусство технологий: Ferrari World |
Искусство технологий: Башня Дубай |
|
 |
 |
|
|
|
 |
|
---
Андрей КОРОБОВ
03.02.2016