Просто о сложном. Где в Перми нагревают горячую воду, и как она попадает ко мне в батареи и краны?

Как все зарождалось?

Современная история тепла начинается с 1938 года, когда началось проектирование пермской ТЭЦ-6. Первоначально станция задумывалась для обеспечения теплом и электричеством авиастроительного завода. В июле 1941 года ТЭЦ была объявлена всенародной стройкой и даже в годы Великой отечественной войны строительство не прекратилось. Во многом благодаря талантливому инженеру и организатору Алексею Остинскому, управляющего системой «Молотовэнерго» в годы Великой Отечественной войны объект сдали в 1944 году.

Новый этап в развитии ТЭЦ-6 пришелся на 50-е годы, когда Пермь переживала строительный бум. После реконструкции мощность ТЭЦ выросла более чем в два раза: с 30 тыс. до 67 тыс. киловатт. Именно от ТЭЦ-6 началось строительство тепловой сети в центр города. В октябре 1958 года тепловые сети выделились из состава ТЭЦ-6 и стали самостоятельным предприятием под названием «Пермские тепловые сети».

Сегодня станция является частью группы «Т Плюс» — крупнейшей российской частной компании, работающей в сфере электроэнергетики и теплоснабжения. ТЭЦ-6, которую можно увидеть на фотографиях в архивах, практически не узнать. Повсюду введены комплексы с самым современным оборудованием, которое помогает надежно обеспечивать пермяков теплом и светом.

Так, а ТЭЦ — это вообще что?

Запомните, ТЭЦ расшифровывается как теплоэлектроцентраль. Одна из восьми в Пермском крае и самая известная, как вы догадались, №6 — на ул. Героев Хасана. Она обеспечивает теплом жителей Свердловского, Ленинского и Мотовилихинского районов, а также промышленные предприятия этих территорий.

Фактически, ТЭЦ — это вид электростанции, но в отличие от гидроаналога, где электричество получается путем перепада высот (вода попадает на лопатки турбин и вращает их), основные процессы здесь происходят за счет сжигания топлива. Основным топливом на ТЭЦ является природный газ, который проходит несколько степеней очистки после поступления на станцию. Тщательно очищается и вода, задействованная в производственном процессе. В качестве резервного топлива используется мазут, но только на старой очереди.

На старой очереди?

Теплоноситель, в нашем случае воду, подогревают двумя способами: в газовых котлах советских времен или корпусе с парогазовой установкой (ПГУ) которая была запущена в 2012 году. Основное производственное назначение парогазового блока — это одновременная выработка тепла и электрической энергии. ТЭЦ потому и строятся в городах, чтобы использовать преимущества комбинированной выработки — производство электроэнергии и сопутствующее производства тепла. Так работают все объекты когенерации, применение которых приоритетно в современных схемах теплоснабжения крупных мегаполисов, в том числе, в Перми.

Дело в том, что с запуском нового корпуса ПГУ, теплоносителя поставляемого в город не стало больше — как раз хватает, чтобы отапливать Пермь. Кроме того основная задача ПГУ — выработка электроэнергии. Если на старой очереди номинальная электрическая мощность от всех турбин 76 МВт, новый блок выдает 123 МВт, при том, что расход газа в среднем в 2,5 раза ниже.

По классической технологии газ подается в котлы (на сленге теплоэнергетиков они шутя называются «самоварами) с трубами, по которым проходит вода. Вокруг труб топливо смешивается с воздухом и поджигается. В результате трубы нагреваются, становясь батареями. И поскольку раньше ТЭЦ работала на угле, отработавшие газы выводили в небо через очень высокие трубы, благодаря которым лучше рассеивались выбросы.

Дальше вода нагревается и превращается в пар, идущий на паровые турбины. Представьте пропеллер. На него дуешь, и он вращается, раскручивая генератор. Последний и выдает электрическую энергию в сеть.

Но пар, проходя через турбину, не может взять и исчезнуть. Он проходит через турбину, отдает свое тепло и попадает сверху в нагреватели-бочки с множеством трубок, которые нагревает сетевую воду, уходящую в Пермь.

На ПГУ, наверно, все сложнее.

Скорее, современнее. На блоке ПГУ размещены газовые турбины, схожие по конструкции с авиадвигателям, которые стоят на крыле самолета. Только на самолете существует требование по компактности и массе, а на производстве они могут быть больше. Состоит машина из парогазовой установки, двух турбин новейшей модификации, двух современных котлов-утилизаторов и паровой турбины. За счет этого ресурс по выработке увеличивается. Но в целом смысл такой же. Смотрите.

При горении топлива в газотурбинной установке образуются раскаленные газы, которые приводят в действие газовую турбину, соединенную с генератором, вырабатывающим электроэнергию. Дальше проходящие газы отдают лишь часть своей энергии и на выходе из турбины все ещё имеют высокую температуру. Поэтому не выбрасываются в атмосферу, а попадают в котлы-утилизаторы. В этом основное отличие от прежних моделей.

Принцип котла-утилизатора такой же, как у обычного энергетического котла (они тоже греют батареи внутри себя, но без сжигания). Продукты с прошлого этапа попадают сюда и нагревают трубы с водой, образуя из нее пар, который ведется на паровую турбину. Паровая турбина приводит в действие второй электрогенератор.

Пар поступает на турбину, на ней отрабатывает, и со сниженными параметрами поступает в конденсатор. С сетевой водой пар охлаждается и нагревает воду. Дальше вода проходит через оставшиеся два конденсатора и уходит в город по магистралям.

Откуда берется вода?

Из Камы. Насос качает воду по трубам, которые тянутся от набережной, через два района, Ленинский и Свердловский, прямиком на ТЭЦ. Поскольку она используется здесь в качестве теплоносителя, то перед попаданием в паровой котел, где с ней будут происходить основные метаморфозы, требует предварительной очистки. Для чего это делается? Чтобы увеличить срок службы котлов. Вода должна быть очищенная, подготовленная, без примесей, чтобы исключить возможность образования солевых отложений и коррозии на нагревательной поверхности котлов.

Если в воде или паре обнаружены лишние вещества, то в них добавляется аммиак, фосфат или другие вещества. В блоке также находится система дозирования химических реагентов. Если вдруг в котлах повышается уровень какого-либо из веществ, то эти приборы помогают вернуть показатели на необходимый уровень. Также вводятся соответствующие корректировки на счетчиках.

Получается, что основная задача ТЭЦ — взять воду из Камы, очистить, нагреть и отправить в город?

Если не задевать тему электрообеспечения, то все верно! Но с одним уточнением. На ТЭЦ вырабатывается тепло, которое забирается в большие трубы — магистрали. Первые дома до 70-ых годов подключались к ним напрямую с помощью маленьких труб, а уже в жилом здании с помощью переходников тепло шло на отопление и горячую воду.

Сначала эта схема работала и была востребована, но Пермь разрасталась. Чтобы построить новый дом было необходимо место для «врезки» в тепловую сеть, а емкость такой магистрали зачастую была превышена. Не экономично было строить и новые трубы от ТЭЦ, а также сложнее их менять. Поэтому стала применяться современная (на тот период) схема подключения домов посредством центральных тепловых пунктов (ЦТП). Теперь теплоноситель с заданной в зависимости от погодных условий температурой подается из теплоэлектроцентрали на ЦТП, отдает тепло и возвращается. В итоге система получается закольцованной. Подробнее — в нашем следующем материале.