Наледь, шквалистые ветры и гасители «пляски»: как электроэнергия попадает на месторождения Крайнего Севера
За сутки ее работы выделяется столько энергии, что можно вскипятить 42 тысячи полуторалитровых чайников или испечь 1,5 миллиарда круассанов. Об электростанциях, способных работать в экстремальных погодных условиях, «Энергии+» рассказал Сергей Мухин, главный энергетик Восточно-Мессояхского месторождения — самого северного материкового нефтепромысла России.
О единственно правильном выходе
Подключиться к внешним сетям в случае с арктическим месторождением не получится: не позволит удаленность от Большой земли. Если мы представим, что линии электропередач все же связали его со стационарными энергосистемами, получаемой на таком расстоянии электрической мощности будет недостаточно.
Существуют мобильные дизельные генераторы. Однако и в этом случае вырабатываемая ими мощность слишком мала, чтобы обеспечить месторождение площадью 70 гектаров.Выход один — построить собственную газотурбинную электростанцию. Тем более топливо для нее добывается прямо на месторождении — попутный нефтяной и природный газы.
Вот почему газотурбинная электростанция (ГТЭС) стала одним из первых крупных объектов, появившихся на самом северном материковом нефтепромысле России. Причем строили ее так, чтобы сохранить вечную мерзлоту: конструкцию массой 1,5 тысячи тонн возвели на термостабилизационных сваях, поднявших постройку над землей на два метра.
Суммарная выработка электроэнергии мессояхской ГТЭС превышает миллион киловатт-часов в сутки. Это в 1,5 раза больше энергопотребления населенных пунктов Тазовского района, в котором расположен промысел. Такого количества энергии хватит, чтобы за пять минут вскипятить 42 тысячи полуторалитровых чайников или испечь 1,5 миллиарда круассанов. Энергетической батарейки хватает на все, главное — вовремя ее «подзаряжать».
О морозе, наледи и ветре
Если ГТЭС считать «сердцем» нефтепромысла, то его клапанами окажутся семь газотурбинных агрегатов мощностью по 14–16 мегаватт. Каждый агрегат — настоящий авиационный двигатель. Причем ему не страшны арктические морозы, ведь и сами самолеты летают на высотах, где температура составляет около минус 50 градусов. Даже количество оборотов, которые совершают мессояхские газовые турбины, — как в самолете: более 11 тысяч в минуту.
За состоянием турбины следят умные автоматизированные системы, в том числе программы самотестирования. Если возникнут отклонения от нормальных параметров работы, они сообщат об этом людям.
Вода, попавшая в трещину камня, зимой замерзает и может легко расколоть даже его. Неудивительно, что распределительное оборудование, которое подает энергию на объекты, очень чувствительно к арктическому климату. В нем тоже возникают микротрещины, а в них скапливается влага, которая из-за резкого перепада температур может запросто разрушить изоляцию. Избежать этого помогает непрерывная диагностика, в том числе с использованием цифровых технологий.
Среди арктических природных явлений, желающих навредить электроснабжению, — наледь, которая образуется на проводах из-за колебаний температуры. Еще опаснее —шквалистые ветры Ямальского полуострова, в особенности внезапные разнонаправленные порывы, скорость которых иногда достигает 40 метров в секунду. Вот уже 25 лет я в нефтяной отрасли, работал на разных месторождениях, но таких сильных ветров и метелей, как на Восточно-Мессояхском, еще не встречал. Чтобы энергосистема месторождения могла им противостоять, мы используем специальные провода и распорки, утяжелители для ЛЭП и гасители «пляски», которые не дают проводам схлестываться и обрываться под порывистым ветром. В результате мы минимизируем количество обрывов и замыканий.
Что касается замыканий, то лучшая их профилактика — устойчивость электросети: мы провели расчеты, определили пределы нагрузок, перепрошили релейную защиту и автоматику и научили всю энергосистему месторождения работать стабильнее.
Об умной автоматике и мощной «батарейке»
О надежности энергосистемы прежде всего говорит правильная работа автоматики и успешные повторные включения. Бывает, сидите вы дома или в офисе, и вдруг освещение «моргнуло». Какие-то полсекунды — вы и не заметили, а для энергетика это вечность. За это время происходит столько процессов! В этой ситуации важно, чтобы защита отработала правильно и повторное включение прошло успешно.
Главное наше достижение последних лет — переход на автоматизированную систему контроля. Это принципиально новый уровень. Благодаря программным решениям и цифровым двойникам дежурный начальник смены на промысле из кабинета контролирует работу энергосистем, дистанционно и безопасно управляет основными аппаратами. Все это позволило нам за последние два года снизить потери энергии в сетях Восточно-Мессояхского месторождения более чем в два раза.
