Угольное спасение: почему ТЭС переходят на газовый уголь вместо антрацита

В конце октября «ДТЭК Приднепровская ТЭС» подключила к объединенной энергосистеме (ОЭС) блок №7, который был переведен с антрацита на уголь марки «Г» – газовый. Таким образом, это уже третий блок, который в 2017 году перешел на сжигание более доступного в Украине газового угля вместо отсутствующего антрацита.

До 1 декабря текущего года ДТЭК обещает подключить к сети и блок №8 Приднепровской ТЭС, на котором работы по переоборудованию сейчас заканчиваются. Впрочем, первыми накануне отопительного сезона к ОЭС были подключены блоки №2 и №5 Змиевской ТЭС, принадлежащей государственному ПАО «Центрэнерго». Над ними работали больше года.

В 2018 году процесс переоборудования блоков на украинских ТЭС будет продолжаться. И перед Украиной встала новая проблема: необходимо быстрыми темпами нарастить добычу газового угля, потому что ощущается его дефицит. Ведь на оккупированной территории Донбасса осталось 70% угольной отрасли страны: все антрацитовые шахты и несколько десятков мощных шахт, добывающих газовый уголь.

В Украине достаточно разведанных залежей газовых углей. Впрочем, новые залежи сложны для разработки. ДТЭК уже объявил, что будет увеличивать добычу на своих шахтоуправлениях «Павлоградуголь» и «Добропольеуголь». В 2017 году в компании рассчитывают дополнительно на 2 млн тонн угля и полагают, что в дальнейшем рост будет таким же.

Mind на месте изучал, с какими вызовами природы и технологий приходится сталкиваться украинским тепловикам и угольщикам.

Почему решили переходить на марку «Г»? Приднепровская ТЭС – одна из старейших в Украине. Тепловые блоки мощностью 150 МВт (четыре штуки) вводились в эксплуатацию в 1960-х годах. Антрацит для них везли за 400 км – с луганских шахт, которые сегодня входят в объединения «Ровенькиантрацит» и «Свердловантрацит».

После оккупации части Донбасса антрацитовые станции находились в подвешенном состоянии – поставки угля могли быть прекращены в любой момент, по решению любого из боевиков. Поэтому проекты по переводу Приднепровской ТЭС на газовый уголь рассматривались еще в 2016 году.

В марте 2017 года, после полной блокады оккупированных территорий со стороны Украины, вопрос стоял так: закрывать станцию ​​или переводить блоки на марку «Г». Решили: за два года перевести на марку «Г» четыре блока по 150 МВт, которые больше всего задействованы в работе объединенной энергосистемы. Один антрацитовый блок, на 300 МВт, – оставить резервным.

Что поменяли на тепловых блоках? В 2017 году успели переоборудовать блоки №7 и №8 и провести реконструкцию угольного склада. Его надо было разделить, чтобы отдельно хранить уголь газовой и антрацитовой группы. Также внедрили дополнительные меры по пожарной безопасности.

«Главное отличие газовых углей от антрацита – повышенное выделение летучих компонентов и высокий уровень возгорания. Поэтому проводилось сложное техническое переоснащение пылесистем энергоблоков, чтобы обеспечить достаточный уровень пожаробезопасности при приготовлении и подачи топлива в котел», – рассказывает Сергей Куриленко, директор по генерации ДТЭК.

Проект включал в себя работы по изменению систем высушивания угля и подачи готовой пыли в котел, по установлению рециркуляции сушильного агента, а также модернизации горелок котла энергоблоков. Только для одного блока необходимо было спроектировать, сделать, привезти и установить 150 тонн новых металлоконструкций, на два блока – 300 тонн.

Общая стоимость проекта составила 152 млн грн, срок реализации – шесть месяцев, что является абсолютным рекордом для подобных объемов работ. На проекте было задействовано 350 сотрудников станций и подрядных организаций.

Лишь два переоборудованных блока позволят станции экономить 90 000 тонн импортного антрацита в месяц. Это в среднем полтора судна, завозящего уголь в украинские порты. А вредные выбросы на станции сократятся на 1000 тонн в год.

В 2018 году на газовый уголь переведут блоки №9 и №10. На это понадобится еще 150 млн грн. К тому же везти уголь придется всего 100 км – с шахт АО «ДТЭК Павлоградуголь».

В чем разница между газовым и антрацитовым углем. Нельзя просто взять и загрузить в антрацитовый блок уголь марки «Г» – блок просто взорвется. «Газовый уголь сейчас подается для сжигания в котел – это фактически порох. Если туда попадет более 16% кислорода, будет взрыв или пожар. Такая же ситуация произойдет, если температура котла будет выше 70 градусов. С газовым углем надо вести себя на «вы», – объясняет различие Александр Греховодов, генеральный директор ООО «Котлотурбопром».

Кроме технологического железа, была установлена автоматическая система управления, которая минимизирует человеческий фактор при возникновении любой нештатной ситуации на блоке. Все составляющие проекта, от простого железа до IT-решений, были разработаны и изготовлены в Украине, работали только отечественные специалисты.

Это харьковское предприятие является главным проектантом по модернизации и реконструкции котлотурбинного оборудования отечественных ТЭС. По словам Греховодова, в проектах по переводу блоков на уголь марки «Г» были использованы все проектные решения, наработанные за 65 лет специалистами предприятия. Впервые они были применены на Змиевской ТЭС, на блоках №2 и №5 мощностью 200 МВт каждый. Правда, на это потребовалось больше года. 

На Приднепровской ТЭС работы, на которые нужно было восемь месяцев, были выполнены за четыре. Реализация проекта в столь короткие сроки стала возможной из-за того, что все подрядчики – из Харькова, Львова, Киева, Днепра – быстро нашли общий язык.

Какие станции могут быть переоборудованы? Кроме Змиевской и Приднепровской ТЭС, переводом блоков на газовый уголь заинтересовалась Славянская ТЭС (ПАО «Донбассэнерго»). Под вопросом – Криворожская ТЭС ( «ДТЭК Днепроэнерго»).

Совсем недавно там запустили реконструированный блок №1. Он работает на антраците, в его модернизацию было вложено 1,1 млрд грн. Работы начались еще до трагических событий на Донбассе.

«Сроки окупаемости, к сожалению, очень длинные. Возврата средств от просто реконструированных блоков надо ждать 10 лет, а по отдельным реконструкциям, требующим глубокого переоборудование, и 12–13 лет. Немного лучше ситуация с переводом блоков с угля марки «А» на марку «Г» – там где-то семь лет окупаемости. Поэтому надо понимать, как блоки будут окупаться», – привел расчеты Дмитрий Сахарук, генеральный директор «ДТЭК Энерго».

ДТЭК собирается решить вопрос до конца 2017 года – переводить на марку «Г» свою Криворожский ТЭС или подождать. Ведь где-то надо брать дополнительный газовый уголь.

Почему в Украине проблемы с газовым углем? В мае 2015 года тогда еще замминистра энергетики и угольной промышленности Александр Светелик выразил сомнение в необходимости перевода блоков ТЭС с антрацитового угля на газовый. Он первый публично заявил, что в Украине больше нет профицита угля марки «Г».

Однако после заявления Светелика произошел ряд событий. Во-первых, блокада оккупированных территорий, из-за чего украинская теплогенерация потеряла возможность поставки донбасского антрацита. Во-вторых, недавно стало известно, что боевики затопили 18 антрацитовых шахт на неподконтрольных территориях. Состояние остальных шахт трудно оценить, потому что у украинских специалистов и владельцев нет к ним доступа.

Поэтому не исключено, что после освобождения Донбасса Украина уже не сможет обеспечить потребности теплогенерации в антрацитовом угле. По крайней мере, крупнейший потребитель антрацитового угля – «ДТЭК Энерго» – решил не ждать, а увеличивать добычу газового угля.

В каких инвестициях нуждаются шахты с газовым углем. В 2017 году ДТЭК планирует добычу 23 млн тонн газового угля на своих шахтах «Павлоградуголь» и «Добропольеуголь». Инвестиции в эти предприятия в 2017 году составили 6 млрд грн, и за девять месяцев удалось дополнительно получить 1,6 млн тонн. И к концу года ожидается, что показатель составит 2 млн тонн.

«В 2018 году мы планируем добыть уже 24,5 млн тонн, для этого необходимо будет заложить 37 новых лав. Стоимость одной лавы – 300 млн грн, поэтому общая стоимость инвестиций будет 11,5–12 млрд грн», – рассказывает Дмитрий Сахарук.

Впрочем, далеко не каждая лава начнет давать уголь сразу. Надо вкладывать и на перспективу в долгосрочные проекты. Одним из таких проектов стал Богдановский сброс на шахте Самарской (шахтоуправление (ш/у) «Терновское» ЧАО «ДТЭК Павлоградуголь»). Не исключено, что с такими же вызовами могут столкнуться и другие шахты, а значит, опыт Самарской может пригодиться.

Как изучали Богдановский сброс? Шахты «Павлоградуголь» – одни из самых молодых в Украине. Промышленная разработка территории активно началась только в 60-х годах прошлого века. А значит, там находятся самые перспективные залежи.

В шахтоуправлении «Терновское» между шахтами «Самарская» и «Западно-Донбасская» еще в советское время нашли участок, так называемый Богдановский сброс, – тяжелый разлом пластов земной коры длиной 50 км, с амплитудой колебания пластов от 267 м до 304 м. Разлом заполнен перемешанными осадочными породами, а за ним – пласт угля более одного метра толщиной с запасами в 10 млн тонн.

Дойти до него можно только со стороны шахты «Самарская». В конце прошлого века были попытки пройти подготовительные шахтные выработки, но произошли аварии и было потеряно проходческое оборудование. Впрочем, в 2013 году, уже при ДТЭК, решение идти через Богдановский сброс было принято во второй раз.

Как прошли Богдановский сброс? Компания привлекла десятки специалистов из профильных заведений Академии наук Украины. Еще раз проверили исследования и разработали новые проекты и технологии прохождения трудных участков. В 2015–2016 годах эти технические решения реализовывались: было заложено четыре выработки через разлом, ширина которых колебалась от 10 до 185 метров. Три из них уже пройдены, четвертая – на последней стадии проходки.

Были применены сверхмощные средства крепления стенок. Кроме железных и бетонных креплений, в породу стенок закачивались тонны полимерных смол, чтобы стабилизировать их. В Европе подобные разломы в угольных шахтах пытались пройти только специалисты из Германии. К сожалению, их попытки оказались неудачными, лавы прорвало и засыпало шламовыми породами.

Украинские специалисты учли этот опыт. Украинцы смогли бурить породу с невероятной скоростью – 2 метра в сутки, в то время как немцы у себя бурили 2 см в сутки. Впрочем, и затраты ДТЭК на эту выработку составили двойной тариф: 40 000 – 45 000 грн за 1 м проходки.

«Но даже с такими инвестициями и темпами проходки, добыча угля через Богдановский сброс начнется не раньше 2020 года», – говорит Александр Аксенов, главный инженер шахты «Самарская». Однако весь коллектив предприятия ждет, когда начнется добыча из такого тяжелого пласта.

Какова ситуация в государственной угольной отрасли? К сожалению, даже повышенная добыча шахт ДТЭК не может покрыть нехватку газового угля для украинских ТЭС. Тем более что на государственных шахтах добыча уменьшается.

Начиная с 2012 года государство прекратило любые денежные вложения в техническую поддержку государственных шахт. Как следствие – в 2017 году падение добычи газового угля за девять месяцев составило почти 2 млн тонн – до 21 млн тонн.

Правительство Украины собирается решать эту проблему централизованно с помощью создания Национальной угольной компании, куда войдут все государственные угольные предприятия. Решение о создании компании и программа ее развития должны быть приняты до конца ноября. Mind посвятит этому отдельную публикацию.