К 25-летию ТЭЦ-26 МОСЭНЕРГО

ТЭЦ-26 – филиал ОАО Мосэнерго (ранее, Южная ТЭЦ) – одна из крупнейших тепловых электростанций Мосэнерго с установленной электриче- ской мощностью 1410 МВт и тепловой – 4006 Гкал ч. ТЭЦ-26 обеспечи- вает централизованное теплоснабжение промышлен-

ных предприятий, общественных и жилых зданий с населением более 1,5 млн. чел. в таких районах г. Москвы, как Чертаново, Ясенево, Коломенское, Бирюлево и Марьино. На долю ТЭЦ-26 приходится более 10% вырабатываемой электрической энергии Мосэнерго и примерно 1% вырабатываемой всеми энергетическими предприятиями РАО “ЕЭС России”.

История строительства и создания Южной ТЭЦ Мосэнерго, в первую очередь, связана с бурным развитием жилищного и промышленного строительства в московском регионе в 70 – 80-е годы XX века. В это время на юге Москвы, в Бирюлево, Чертаново, Ясенево и Коломенском нача- лось строительство жилых районов, а между Курской и Павелецкой железными дорогами планировалось строительство промышленной зоны. Все это потребовало дополнительной выработки тепловой и электрической энергии.

Решение о начале строительства ТЭЦ было принято на основании постановления Совета Министров СССР ¹ 308 от 28 апреля 1969 г. “О мерах по развитию и повышению надежности тепло- и электроснабжения г. Москвы на 1980 г.” и приказа Министерства энергетики и электрификации

СССР от 16 мая 1969 г. о технико-экономическом обосновании строительства Южной ТЭЦ.

В условиях плотно заселенной территории, расположенной на юге от Москвы (города Подольск, Видное и Домодедово, многочисленные сельские населенные пункты), наличие трех аэродромов и лесных массивов лесопаркового назначе- ния, найти место для строительства ТЭЦ было крайне сложно.

Выбор площадки для строительства Южной ТЭЦ был поручен институту Генплана г. Москвы.

Всего было рассмотрено восемь вариантов возможного расположения ТЭЦ. Однако после дополнительных расчетов, связанных с высотой трубы, и проведенных институтом Теплоэлектропроект – генпроектировщиком станции, согласований с ВВС и Министерством гражданской авиации, ГлавАПУ г. Москвы, Московской городской санэпидстанцией и другими организациями 24 августа 1971 г. было принято решение ¹ 313 Минэнерго

СССР по технико-экономическому обоснованию строительства первой очереди Южной ТЭЦ Мосэнерго. Решением Мосгорисполкома для этого был отведен земельный участок в промышленной зоне “Бирюлево” площадью 82,5 га.

Задание на разработку технического проекта первой очереди Южной ТЭЦ было утверждено 17 апреля 1972 г. Министерством энергетики и электрификации СССР. Мощность электростанции на полное развитие планировалась 1410 МВт, в том числе первая очередь – 910 МВт.

Первым директором строящейся Южной ТЭЦ был назначен Евгений Андрианович Печенкин – бывший директор крупнейшей в Сибири Назаровской ГРЭС.

В 1972 г. начались работы по отселению жителей и сносу существующих объектов с отведенной под строительство ТЭЦ территории. В 1973 г. силами треста Мосэнергострой начались работы по строительству подземных коммуникаций (водосточные коллекторы, канализация, городской водопровод, кабельные линии). Велись работы по планировке территории. В этом же году начал формироваться штат дирекции строящейся ТЭЦ (главный бухгалтер З. М. Лапина, главный инженер О. В. Бритвин); создавалась служба капитального строительства в составе ОКСА и отдела оборудования, во главе которой встал заместитель директора Б. А. Попок. В связи с возрастающим объемом работ было создано Управление строительства Южной ТЭЦ во главе с В. Ф. Веденевым, который вскоре стал главным инженером треста Мосэнергострой.

Несмотря на трудности, возникающие из-за недофинансирования, недостатка материалов и оборудования, станция строилась и одновременно создавалась инфраструктура промзоны “Бирюлево”. Прокладывались коммуникации, железные и автомобильные дороги. Но город требовал тепло и основными объектами строительства в то время стали водогрейные котлы.

В марте 1979 г. были введены в эксплуатацию водогрейные котлы ¹ 1 и 2, после чего Южная ТЭЦ из разряда строящихся перешла в разряд действующих! С этого времени в ряду действующих электростанций Мосэнерго появилась новая – ТЭЦ-26, 25-летний юбилей которой мы теперь отмечаем.

Строительство продолжалось. В 1980 г. построено еще два водогрейных котла и выполнен большой задел по подготовке к вводу в эксплуатацию первых энергоблоков мощностью по 80 МВт.

С 1981 г. ТЭЦ-26 начала выдавать не только тепловую, но и электрическую энергию (в июне введен в эксплуатацию первый энергоблок, а в конце года – второй).

Перед коллективом ТЭЦ-26 и подрядными организациями стояли новые задачи по подготовке строительства энергоблоков мощностью 250 МВт. Весь 1982 г. был посвящен подготовке к введению в строй третьего энергоблока. В этом году были построены мазутное хозяйство с одним мазутным баком вместимостью 30 000 м3, велось расширение ХВО, ЦНС и ОРУ-220. Для обеспечения технического водоснабжения ТЭЦ была смонтирована временная насосная станция на барже, велись работы по прокладке промышленных водоводов от р. Москвы. В 1983 г. полным ходом шли работы по энергоблоку ст. ¹ 3 и в декабре он был введен в

эксплуатацию.

После ввода в эксплуатацию (в 1984 и 1985 гг.) энергоблоков ст. ¹ 4 и 5 и завершения строительства водогрейных котлов ¹ 5, 6, 7 ТЭЦ-26 вышла на предусмотренную первой очередью строительства проектную мощность.

В 1985 г. Минэнерго СССР приняло решение о строительстве второй очереди ТЭЦ-26 – двух энергоблоков мощностью 250 МВт и четырех водогрейных котлов. В 1986 г. начались подготовите-

льные работы и заказ энергетического оборудования для второй очереди, а уже в 1987 г. вводится в

эксплуатацию энергоблок ст. ¹ 6, а в 1988 г. – энергоблок ст. ¹ 7, после чего станция вышла на проектную энергетическую мощность 1410 МВт.

В связи с начавшейся перестройкой и изменением экономических отношений долгое время незавершенными оставались работы по строительству водогрейных котлов ¹ 8 – 11. Только в 1998 г. были введены в эксплуатацию последний из водогрейных котлов ¹ 11 и водозаборные сооружения на р. Москве.

На этом завершилось развитие производственных мощностей ТЭЦ-26.

Специалистами института Теплоэлектропроект – генпроектировщика станции – были заложены в проекте Южной ТЭЦ прогрессивные технологические решения: бесподвальная схема расположения оборудования в главном корпусе на единой бетонной плашке; двухъярусная установка фильтров в химцехе; замена двухъярусной схемы размещения горелок котла ТГМП-314П на подовый вариант; отказ от установки насосов рециркуляции НРЧ котлов ТГМП-344А и реконструкция узлов НРЧ; установка противовибрационной перегородки в конвективной шахте котла и многое другое.

За 25 лет эксплуатации станции некоторые технические решения устарели и потребовалось их переосмысление для повышения эффективности, экономичности и надежности оборудования. За последние десять лет проведен ряд мероприятий, среди которых необходимо отметить:

внедрение системы шариковой очистки на всех конденсаторах турбин, что позволило достичь нормативных температурных напоров и значительно повысить располагаемую мощность в летних условиях эксплуатации оборудования;

внедрение автоматизированных систем учета отпущенной теплоты сетевой воды и пара на базе микропроцессорных счетчиков СПТ (фирма “Логика”, г. СанктПетербург) и системы автоматизированного учета газа на газораспределительных пунктах ТЭЦ с использованием интеллектуальных датчиков “Гиперфлоу” (фирма “Вымпел”, г. Саратов). Все это повысило не только точность измерений, но и позволило оперативному персоналу фиксировать текущие параметры расхода, давления, температуры и отслеживать тенденции к их изменениям. Просмотр графиков мгновенных значений параметров помогает специалистам при изучении причин возникновения нештатных ситуаций;

внедрение частотно-регулируемых приводов на электродвигателях дымососов и дутьевых вентиляторов котлоагрегата ТГМ-96Б ст. ¹ 2 и питательном электронасосе ¹ 2 позволило снизить расход электроэнергии на собственные нужды на 20 – 30%, а также значительно повысить надежность;

внедрение автоматизации механических фильтров в химическом цехе повысило оперативное управление оборудованием;

внедрение микропроцессорной техники в системе вибродиагностики на турбоагрегатах 250 МВт ст. ¹ 4, 5 повысило надежность работы оборудования и снизило аварийность.

Завершена реконструкция аккумуляторных блочных батарей постоянного тока с заменой оте- чественного оборудования на импортное.

ТЭЦ-26 находится в районе массовой жилой застройки, поэтому много внимания уделяется охране окружающей среды. Большую роль сыграла “Программа экологических мероприятий на действующих объектах АО Мосэнерго”, разработанная специалистами московской энергетической системы.

Для уменьшения вредных выбросов в атмосферу был проведен ряд мероприятий, таких как ступенчатое сжигание топлива и рециркуляция дымовых газов, позволивших снизить суммарные выбросы в 2,5 раза.

Особое внимание уделяется приборам контроля выбросов в атмосферу загрязняющих веществ. На всех энергетических котлах установлены приборы контроля оксидов азота и окиси углерода. В 2004 г. передана в опытную эксплуатацию система мониторинга выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, разработанная фирмой “Пламя”, которая в дальнейшем обеспечит не только контроль за выбросами, но и передачу информации в автоматическом режиме в службу экологии Мосэнерго.

Рядом с ТЭЦ находится большой жилой район Москвы – Бирюлево. С начала эксплуатации станции поступали жалобы от населения как на постоянный гул от оборудования, так и на эпизодиче- ский шум от срабатывания выхлопов ГПК котлов. Для разрешения этой проблемы были привлечены

специалисты Московского энергетического института, Южного отделения ВТИ, институтов Теплоэлектропроект, МосгазНИИпроект и НИИстройфизики.

По их рекомендациям для снижения шумового воздействия были разработаны и установлены шумоглушители оригинальной конструкции на выхлопах ГПК, в газоходах энергетических котлов после осевых дымососов, на всасе ресиверов перед стационарными компрессорами. В результате проведенных работ уровень шума на территории жилой застройки был снижен с 80 – 83 до 50 – 55 дБ. В дальнейшем планируется приступить к снижению шума от дутьевых вентиляторов, что позволит достичь санитарных норм при работе оборудования электростанции.

Одним из направлений работ по улучшению экологической обстановки вокруг ТЭЦ было сокращение выбросов влаги из градирен. Вопрос по снижению капельного уноса от градирен особенно актуален для ТЭЦ-26 в связи с тем, что расстояние от градирен до жилых домов менее 400 м. Для уменьшения капельного уноса была проведена замена влагоуловителей на всех градирнях. Деревянные влагоуловители заменили более долговечными и совершенными – пластмассовыми.

Для уменьшения вредного воздействия ТЭЦ на водные бассейны в 1998 г. впервые в электроэнергетике была введена в эксплуатацию система опытно-промышленной добычи и закачки рассолов, которая позволила для специальной обработки воды использовать солевые рассолы, располагающиеся на глубине 1,5 км под территорией ТЭЦ. Из-под земли забираются необходимые рассолы натрия, а затем возвращается такой же объем солей магния и кальция, оставшихся после регенерации Na-катионитовых фильтров, в подземные горизонты, сокращая тем самым количество загрязняющих веществ в сточных водах. Это первый опыт промышленного захоронения не опасных, но вредных для их непосредственного сбрасывания в реки отходов.

Проведенная работа по улучшению экологиче- ской обстановки и снижению вредного влияния ТЭЦ на окружающую среду дала положительные результаты, но остается еще много задач, которые необходимо решать в ближайшие годы.

За время строительства станции и за 25 лет ее эксплуатации на ТЭЦ-26 трудились и продолжают работать замечательные люди. Мы с благодарностью вспоминаем тех, кто активно участвовал в строительстве станции. Это прежде всего управляющий РЭУ Мосэнерго Н. И. Серебряников, управляющий трестом Мосэнергострой Е. П. Матвеев, главный инженер треста В. Ф. Веденеев, работники УС Южной ТЭЦ А. А. Разборов, А. В. Борда- чев, Н. В. Ткаченко, А. С. Матвейчук, Я. А. Егор- чев, руководители и работники треста Мосэнергомонтаж А. И. Чистов, А. П. Аленчев, В. В. Горш-

ков, А. С. Голубев, Ф. Ф. Шпаков, В. И. Курочкин, Б. Д. Жуков, А. И. Голохматов и другие, руководители и работники МУ ЭЦМ Г. И. Роговин, Б. М. Ершов, наладчики МНУ ЭЦМ Е. Г. Савченко, Н. М. Шипулина и многие-многие другие.

Обязательно хочется отметить тех, кто формировал эксплуатационные коллективы, организовывал и непосредственно участвовал в пусковых операциях, одновременно обеспечивая надежную работу уже включенного оборудования. Это первые директора ТЭЦ-26 – Е. А. Печенкин, А. В. Звегин-

А. П. Лисин и многие другие.

На смену отцам приходят дети, создаются потомственные династии, но задачи по подготовке кадров также актуальны, как и прежде, только использование средств обучения становится другим. Для повышения уровня профессионального мастерства на ТЭЦ-26 создан тренажерный центр по подготовке персонала (ТЦПП), оснащенный современными компьютерными программами, позволяющий повышать профессиональные знания и навыки оперативного персонала и формировать психологическую готовность персонала к штатным и аварийным ситуациям.

Разработанная ЗАО “Тренажеры для электростанций” уникальная методика моделирования технологических процессов и современное программное обеспечение позволили добиться высокой степени совпадения технологических процессов на модели с действительными процессами на оборудовании.

Прошло 25 лет со дня пуска в эксплуатацию первого водогрейного котла; за это время ТЭЦ-26 стала одной из самых мощных теплоэлектроцентралей страны и выросла целая плеяда кадровых энергетиков, труд которых по достоинству отме- чен высокими правительственными наградами: П. Н. Безуглов, А. И. Брагин, В. Е. Волченков, Л. В. Кузьмичева, Б. В. Ломакин, А. З. Матюнин, И. Д. Мерзликин, В. С. Тюканов, А. С. Фадеев и другие.

Учитывая экономическую ситуацию в стране, повышенный спрос на электрическую энергию со стороны промышленных предприятий и населения, а также предстоящую реструктуризацию энергетики, перед предприятиями Мосэнерго стоят задачи конкурентоспособности, повышения экономичности и увеличения производственных мощностей. В связи с этим и учитывая существующие технологические коммуникации, наличие свободной территории и творческий потенциал коллектива электростанции, уже сегодня можно ставить вопрос о расширении ТЭЦ-26 с использованием высокоэкономичных газотурбинных установок.

Выражаю надежду, что внедрение на ТЭЦ-26 автоматизированных средств управления, модернизация и реконструкция установленного оборудования с использованием современных достижений науки и техники позволят коллективу предприятия и в дальнейшем успешно выполнять поставленные перед ним задачи по надежному обеспечению москвичей электрической и тепловой энергией.

По заданию Мосэнерго в районах размещения московских ТЭЦ был выполнен анализ фондовых геолого-гидрогеологических материалов, проведены геолого-разведочные работы и комплексные исследования с участием специализированных ор-

ганизаций и институтов РАН, Минприроды, Минатома и Мосэнерго, которые позволили обосновать возможность создания системы добычи природных рассолов из глубоких горизонтов для умягчи- тельных установок ХВО ТЭЦ и экологически бе-

зопасного возврата в недра регенерационных растворов, практически исключив сброс соленых вод в открытую гидрографическую сеть и, в частности, в бассейн р. Москвы. По инициативе руководства станции указанные работы в системе Мосэнерго впервые были проведены и реализованы на ТЭЦ-26.

Научные сотрудники Института физической химии РАН (ИФХ РАН) совместно со специалистами ТЭЦ-26 провели необходимые исследования по отработке эффективного режима “сухой” регенерации натрий-катионитовых фильтров на ХВО-1 и ХВО-2 ТЭЦ-26 с обеспечением возврата в недра более 90% солей и соблюдением требований о совместимости возвращаемых растворов с породами и водами глубоких горизонтов. Важным обстоятельством является то, что указанных результатов удалось добиться без дополнительных инвестиций на существующем оборудовании.

Созданная и апробированная в условиях г. Москвы система “добычи – возврата” природных рассолов для ХВО ТЭЦ с высокой экологической и экономической эффективностью может быть использована во многих регионах страны, о чем свидетельствует “Карта пригодности геологогидрогеологических условий захоронения жидких промышленных отходов в глубокие водоносные горизонты на территории России”, подготовленная ФГУГП “Гидроспецгеология” МПР РФ, где показано, что более 70% территории России благоприятны для создания систем “добычи – возврата” природных рассолов.

По выполненным проектным оценкам все затраты, связанные с созданием системы “добычи – возврата” природных рассолов, окупаются в тече- ние 3 – 4 лет.

Действующее законодательство об охране окружающей среды, о недрах, Водный кодекс требуют коренного совершенствования технологиче- ских процессов, создания комплексных природнотехнических систем, которые носили бы замкнутый (безотходный) характер при минимальном воздействии на окружающую среду и рациональном использовании недр.

Таким требованиям во многом отвечают успешно работающие в различных отраслях при- родно-технические системы и технологии:

глубинного захоронения токсичных промстоков; подземного выщелачивания металлов на месте

их залегания; добычи йода, брома и других веществ из про-

мышленных рассолов глубоких горизонтов; использования термальных вод.

К их числу может быть отнесена разработанная и реализованная на ТЭЦ-26 технология использования природных рассолов глубоких горизонтов в технологических целях на водоподготовительных установках (ВПУ) ТЭЦ с последующим возвратом в недра использованных рассолов в виде регенератов ионообменных фильтров, которая защищена патентом [1] и опубликована [2].

Возможность создания технологии “добычи – возврата” природных рассолов на ВПУ (или ХВО) ТЭЦ во многих регионах России подтверждается результатами многолетних исследований “Гидроспецгеологии”.

По инициативе Мосэнерго, “Гидроспецгеологии” и ВНИПИпромтехнологии в 1989 г. было принято решение по геолого-гидрогеологической

èэколого-экономической оценке района г. Москвы

èближнего Подмосковья в целях перевода всех московских ТЭЦ на использование природных рассолов глубоких горизонтов для регенерации натрий-катионитовых фильтров умягчительных установок ХВО вместо привозной соли с возвратом в недра отработанных регенератов, исключив, практически, сброс солевых растворов в открытую гидрографическую сеть. Таким путем решаются важные экологические и экономические вопросы в водохозяйственном цикле ТЭЦ.

Созданная и реализуемая на ТЭЦ-26 вначале как опытно-промышленная (в 1998 – 2002 гг.), а с 2003 г. – как промышленная технология “добычи – возврата” природных рассолов подтверждает ее высокую экологическую и экономическую эффективность.

При этом следует отметить, что создание технологии “добычи – возврата” потребовало проведения большого комплекса работ и исследований, включающих геолого-разведочные работы, физи- ко-химические, санитарно-экологические и техни- ко-экономические исследования, проектирование и строительство подземных и поверхностных сооружений системы, совершенствование и отработку рационального режима эксплуатации всех элементов системы, включая режим регенерации нат- рий-катионитовых фильтров.

Известно, что Мосэнерго уже на протяжении многих лет использует на ряде московских ТЭЦ природные рассолы глубоких горизонтов на ВПУ ХВО ТЭЦ. В 1988 – 1989 гг. по предложениям “Гидроспецгеологии”, ВНИПИпромтехнологии, поддержанным Мосэнерго, на научно-техниче- ском совете (НТС) “Гидроспецгеологии” были проведены широкие обсуждения возможности и эффективности использования глубоких водоносных горизонтов верхнего протерозоя и нижнего девона в районе г. Москвы, залегающих на глубинах 1150 – 1900 м в районах расположения ТЭЦ не только для получения природных рассолов для ВПУ ХВО, но и для размещения (возврата) в них отработанных рассолов в виде подготовленных для этого регенератов с тем, чтобы практически исключить сброс солевых растворов в р. Москву от ТЭЦ. Обсуждения проходили с привлечением широкой научно-технической общественности и представителей государственных органов контроля и надзора. После подготовки соответствующих технико-экономических обоснований, геологиче- ских и экологических оценок на очередном расширенном заседании НТС было принято решение о проведении комплексных геолого-разведочных ра-

бот (ГРР) и других исследований в районах ТЭЦ-26 и ТЭЦ-21.

Необходимо отметить, что к этому времени “Гидроспецгеология”, ВНИПИпромтехнологии и ИФХ РАН уже имели значительный опыт проведения ГРР, гидрогеологических и физико-химиче- ских исследований, проектирования, строительства и эксплуатации систем глубинного размещения (захоронения) жидких токсичных промышленных отходов в глубокозалегающие геологические формации. Однако решение вопроса о возвращении в недра отработанных природных рассолов на территории такого густонаселенного мегаполиса, как Москва, потребовало углубленного изучения геологического строения, в том числе тектоники и неотектоники, гидрогеологических условий не только непосредственно районов ТЭЦ, но и более обширной территории, включая прилегающий к городу лесопарковый защитный пояс (ЛЗП).

Площадка ТЭЦ-26 располагается на территории муниципального округа Бирюлево-Западное г. Москвы. На севере от ТЭЦ-26 находятся предприятия промзоны, восточнее, через технический коридор, расположен жилой массив Бирюлево-За- падное, на западе – промзона и жилой массив Красный Строитель, на юге, в 400 м, территория ТЭЦ-26 граничит с лесопарковой зоной, находящейся за Московской кольцевой дорогой (МКАД).

Геолого-разведочные работы на площадке ТЭЦ-26 были начаты в 1989 г. и непосредственно проводились гидрогеологической партией ¹ 101 (ГГП-101) Гидрогеологической экспедиции ¹ 25 “Гидроспецгеологии”. Первый отчет ГГП-101 был представлен в 1993 г., где были сделаны выводы о наличии в районе ТЭЦ-26 благоприятных условий для создания системы добычи природных рассолов.

На первом этапе разведочных работ были пробурены четыре скважины. Две из них: Р-1 (1298 м) и Р-4 (1804 м) предназначались для выявления и изучения верхнепротерозойских водоносных горизонтов и комплексов. Скважины Р-3 (1298 м) и Р-2 (1292 м) бурились для изучения водоносного комплекса нижнедевонских отложений с целью оценки пригодности его для удаления отработанных рассолов. По результатам опробования вендский и рифейский водоносные комплексы были признаны непригодными ввиду низких фильтрационных свойств. Перспективным был признан горизонт нижнего девона, показавший высокие гидродинамические параметры при проведении большого объема опытно-фильтрационных работ. В отчете “ГИДЭК” и ГГП-101 по материалам гидрогеологических исследований было дано обоснование добычи и возврата рассолов на площадках ТЭЦ-26 и ТЭЦ-21.

По результатам исследований, обоснований, расчетов и моделирования различных схем и ре-

50 – 51 м, удельный дебит 1,39 л с, водопроводи-

мость 100 – 120 м2 сут, коэффициент пьезопроводности 1,2 106 – 3,7 107 ì2 (ñóò êãñ ñì2).

Пластовые воды горизонта – высокоминерализованные рассолы хлоридно-натриевого состава с минерализацией до 275 г л, с плотностью 1,18 г см3. Были обоснованы возможность и целесообразность в условиях ТЭЦ-26 использовать ряжский горизонт как для добычи природных рассолов, так и для возврата отработанных регенерационных растворов при определенном размещении и режиме эксплуатации рассолодобычных и нагнетательных (поглощающих) скважин.

На базе полученных к 1993 г. результатов комплексных исследований ВНИПИпромтехнологии были разработаны сначала ТЭО, а затем рабочая документация на строительство системы добычи природных рассолов и возврата в недра использованных рассолов от ХВО ТЭЦ-26. В 1996 г. группой специалистов ВНИПИпромтехнологии, “Гидроспецгеологии”, “ГИДЭК”, ИФХ РАН и ТЭЦ-26 был получен патент [1] на способ использования недр при регенерации ионообменных фильтров.

Разработанная проектная документация на строительство системы “добычи – возврата” природных рассолов прошла все необходимые этапы согласования (более чем в 10 организациях Минприроды, Минздрава, Госгортехнадзора России, Москурорта и др.) и была утверждена в установленном порядке. Проектом предусматривалась реализация технологии “добычи – возврата” природных рассолов в два этапа: I этап – создание опыт- но-промышленной установки и проведение ОПДЗ (опытно-промышленной добычи-закачки) на протяжении 2 – 3 лет; II этап – полное развитие системы для промышленной эксплуатации в течение 25 лет (с перспективой до 50 лет).

Положительные результаты согласований и экспертиз проектной документации послужили основанием для получения лицензии на право пользования недрами для целей ОПДЗ. Опытно-про- мышленная установка была построена в 1994 – 1998 гг. и введена в строй в июле 1998 г.

К моменту пуска системы в режиме ОПДЗ, в соответствии с утвержденным проектом на ТЭЦ-26, кроме четырех разведочных, были пробурены еще пять скважин, из них три – контрольно-наблюдате- льные и две – рассолодобычные, которые в этом качестве должны быть задействованы на II этапе полного развития системы, а на стадии ОПДЗ являлись контрольно-наблюдательными. Таким образом, к началу ОПДЗ фактически была полностью создана вся подземная часть системы “добы- чи – возврата” из десяти скважин, которая позволяла осуществлять добычу природных рассолов (скважина Р-2), возврат использованных рассолов (скважина Р-3), контроль за распространением возвращаемых рассолов по пласту-коллектору (ряжскому горизонту) по скважинам Р-1, Р-5, РД- 2, а также контролировать состояние всех вскрытых вышележащих водоносных горизонтов по скважинам Р-4 (старооскольский), Р-6 (озерско-хо-

ванский и плавский) и Р-7 (каширско-мячковско- подольский).

Принципиальная технологическая схема системы “добычи – возврата” природных рассолов для стадии ОПДЗ (и I этапа полного развития системы) изображена на ðèñ. 1.

Подземная часть системы на ТЭЦ-26 в составе девяти скважин обусловлена, с одной стороны, первым масштабным опытом в условиях г. Москвы, а с другой стороны, реальным геолого-гидроге- ологическим разрезом в районе ТЭЦ-26. На других ТЭЦ, в других регионах страны подземная часть системы может быть, по-видимому, облегчена и состоять не более чем из четырех – пяти скважин.

Поверхностный комплекс системы включает оголовки, узлы управления и павильоны над скважинами, инженерные коммуникации по сбору, накоплению (выдерживанию) и транспортировке природных и использованных рассолов, необходимое баковое хозяйство, компрессорную станцию и трубопроводы сжатого воздуха, высоконапорную насосную установку и трубопровод высокого давления до нагнетательной скважины Р-3.

Перед опытно-промышленными работами в режиме ОПДЗ были поставлены следующие основные задачи:

получение дополнительных (уточняющих) данных по гидрогеологическим, гидрогеохимиче- ским параметрам и водно-физическим свойствам ряжского горизонта и другим вскрытым водоносным горизонтам в процессе длительной (2 – 3 года) эксплуатации системы;

усовершенствование методики “сухой” регенерации натрий-катионитовых фильтров с получени-

ем минимальных объемов регенерационных растворов при их максимальной минерализации;

отработка представительных методов контроля движения возвращаемых в пласт-коллектор отработанных рассолов по мощности горизонта с использованием современных приборов и оборудования.

Для получения необходимой информации были использованы следующие методы:

гидродинамический – контроль за изменением уровней во всех задействованных скважинах в процессе работы системы;

геофизический – контроль за изменениями физических полей по стволам скважин, характеризующих происходящие изменения в геологической среде;

гидрогеохимический – контроль за изменением химического состава пластовой воды в скважинах.

До начала ОПДЗ в скважинах были сняты фоновые показатели (положение уровня подземных вод), проведены геофизические исследования (термометрия и резистивиметрия), определены содержание основных компонентов в пластовой воде.

Фактическая схема ОПДЗ в своей геотехнологической (подземной) части включала: рассолодобычную скважину Р-2, нагнетательную скважину Р-3, расположенную в 208 м от скважины Р-2, и контрольно-наблюдательные скважины Р-1, Р-4, Р-5, Р-6, Р-7 и РД-1 и РД-2. Проектом предусматривалась круглосуточная работа системы с добычей и закачкой 370 м3 сут природных рассолов. Однако проведенные до начала ОПДЗ мероприятия в системе Мосэнерго и ТЭЦ-26 по уменьшению потерь в городских тепловых сетях значительно сократи-

ли потребность в подпиточной умягченной воде и, как следствие, была снижена производительность водоподготовительных установок (ВПУ) на ТЭЦ. В этой связи фактически сложившиеся на ТЭЦ-26 объемы добычи и закачки составляли в среднем около 70 и 50 м3 сут, а режимы добычи природного рассола из скважины Р-2 и закачки в скважины Р-3 представляли собой череду периодических процессов асинхронных во времени. Эти обстоятельства были учтены специалистами “ГИДЭК” при обработке гидродинамических и гидрогеохимических результатов наблюдений с помощью программного комплекса FEFLOW.

В процессе ОПДЗ добыча природного рассола из скважины Р-2 велась с помощью эрлифтной установки; закачка (возврат) использованных рассолов в скважину Р-3 проводилась центробежным насосом с расходом до 20 м3 ч при давлении до 20 кгс см2.

Регистрация объемов добываемых рассолов и возвращаемых в недра осуществляется постоянно (во время работы): в скважине Р-2 по времени работы при известном постоянном дебите; в скважине Р-3 с помощью ультразвукового расходомера с цифровым накопительным регистратором. Измерение давления на скважине Р-3 производится также постоянно манометром, установленным на нагнетательной линии в узле управления скважиной. Наблюдение за изменением уровней в процессе гидрогеологического контроля в наблюдательных скважинах осуществляется с использованием уровнемера УЭ-200. Геофизический контроль за состоянием геологической среды проводится следующими методами:

термометрией (скважинным термометром Т-5); резистивиметрией (индукционным резистиви-

метром РИС-36); путем отбора проб пластовых вод (глубинными

пробоотборниками).

Все геофизические исследования велись с помощью каротажной станции ЛКС-7А У-03 и самоходного каротажного подъемника ПКС-3.5.

Основные показатели работы системы в режиме ОПДЗ за 2,4 года приведены в таблице.

Одна из важнейших задач ОПДЗ – получение информации о характере распространения контура возвращаемых растворов, закачиваемых в скважину Р-3, по пласту-коллектору во времени, т.е. о динамике изменения концентрации природных рассолов от скважины Р-3 к скважине Р-2. Основные показатели были получены по скважине Р-1, расположенной в 28 м от скважины Р-3, являющейся наблюдательной (на данном этапе) на ряжский горизонт.

Полученные параметры позволили уточнить фильтрационные показатели ряжского горизонта и совместно с данными гидрогеологических и гидрохимических наблюдений в процессе ОПДЗ произвести более точное обоснование поведения системы “добычи – возврата” на последующий период промышленной эксплуатации. Результаты

ОПДЗ показали, что распространение использованных рассолов в ряжском горизонте происходит значительно медленнее, чем это ожидалось по результатам предварительных прогнозных оценок. Это связано не только с тем, что дебиты закачки и откачки рассолов оказались меньше планировавшихся величин, но также с тем, что прогнозные расчеты опирались на принятую по данным разведочных работ с большим запасом характеристику пористости пород. Данные ОПДЗ еще раз подтвердили, что для длительных процессов миграции вещества в недрах величина эффективной пористости пород (принимаемая как основная рас- четная при прогнозах) приближается к величине общей пористости водовмещающих пород.

Обработка результатов ОПДЗ и прогнозные расчеты работы системы “добычи – возврата” природных рассолов на ТЭЦ-26 на период промышленной эксплуатации на 25 лет были выполнены методом численного моделирования. Численная модель была построена на базе программного комплекса моделирования гидрогеологических процессов FEFLOW разработки Берлинского института WASY, широко применяемой в мировой практике для решения сложных гидрогеологических задач, связанных с прогнозом качества подземных вод. Использованное программное обеспечение базируется на конечно-элементной дискретизации трехмерного пространства водовмещающих пород и позволяет производить расчеты пластовых давлений и миграции вещества в водоносных пластах с учетом изменяющихся во времени граничных условий и плотности жидкости, что в полной мере отвечает условиям проведения ОПДЗ в 1998 – 2000 гг.

Из результатов расчетов и моделирования следует, что реальная гидрогеологическая ситуация благоприятнее, чем принималась в проекте для прогнозных расчетов. Так, один из основных показателей – эффективная пористость, оказался в 2 раза выше (0,25 – 0,30 вместо 0,13), что привело к сокращению области распространения использованных рассолов в недрах (от скважины Р-3 к скважине Р-2), возможности продолжения эксплуатации системы в существующем виде (Р-2 – добыча, Р-3 – возврат) (даже при расчетных режимах I этапа промышленной эксплуатации) не менее 10 лет. Прогнозные изменения концентрации добываемых рассолов из скважины Р-2 составят не менее 200 г л (ðèñ. 2), что было принято с запасом в ка- честве лимитирующего показателя пригодности

160

0 730 1460 2190 2920 3650 4380 5110 5840 6570 7300 Продолжительность эксплуатации системы, сут

# ' ( )

* +# ! +

&

1 – при текущих потребностях в рассолах; 2 – предельный допустимый уровень минерализации; 3 – при максимальных потребностях в рассолах

рассолов для регенерации натрий-катионитовых фильтров. Эти данные и показатели получили свое отражение в лицензии и лицензионном соглашении на право пользования недрами для “добычи – возврата” природных рассолов, полученными ТЭЦ-26 на период 2003 – 2012 гг.

Далее кратко остановимся на результатах работ

èисследований, выполненных специалистами Института физической химии Российской академии наук и ТЭЦ-26 по разработке рациональных режимов регенерации натрий-катионитовых фильтров

èподготовки регенератов к возврату в пласт.

До 1998 г. регенерационные растворы от ХВО разбавлялись до нормативных требований (1 г л по общему солесодержанию и до 300 мг л по хло- рид-ионам) и сбрасывались в промканализацию и далее в р. Битцу и р. Москву. После ввода в эксплуатацию системы “добычи – возврата” природных рассолов произошло снижение техногенной нагрузки на окружающую среду за счет исключе- ния ежегодного возврата в ряжский горизонт около 13 тыс. т солей, содержащихся в регенератах и составляющих основную часть солей, извлеченных из того же пласта с природным рассолом и использованным в технологии водоподготовки ТЭЦ26, т.е. пуск системы “добычи – возврата” делает технологию получения сетевой (умягченной) воды практически безотходной и высокоэффективной.

Были проведены исследования разных режимов регенерации натрий-катионитовых фильтров, в том числе, в динамическом, в стационарно-дина- мическом (“сухом”) и в “парном” режимах.

По результатам исследований удалось отработать оптимальный режим “сухой” регенерации, позволяющий получать минимальный объем отработанных вод максимальной засоленности. Подключение наиболее солевой части вод отмывки к

водам регенерации увеличивает общий природоохранный эффект работы системы “добычи – возврата”, повышая общую массу солей, возвращаемых в пласт, до 90 – 98%.

Другим направлением исследований являлось изучение химических составов и физико-химиче- ских свойств возвращаемых растворов, природного рассола и пород пласта-коллектора с целью их подготовки, обеспечивающей совместимость в пластовых условиях и длительную, устойчивую в проектных параметрах работу нагнетательной скважины. Обоснованная и предложенная ИФХ РАН технология подготовки стоков к возврату в пласт не потребовала дополнительных инвестиций, связана с совершенствованием режимов эксплуатации существующего оборудования и бакового хозяйства. Нормируемыми показателями (кондициями) состава образующейся смеси усредненных отработанных рассолов, направляемых на возврат в пласт, по результатам исследований, являются следующие.

Технология получения возвращаемых вод подробно изложена в регламенте эксплуатации системы.

Выводы

1.Результаты опытно-промышленной добычи

èзакачки природных рассолов на территории ТЭЦ-26 подтвердили выводы геолого-разведоч- ных работ о возможности использования ряжского горизонта на глубине 1171 – 1256 м в районе г. Москвы в качестве источника природных рассолов для водоподготовительных установок ТЭЦ и как поглощающего горизонта (пласта-коллектора) для возврата использованных рассолов в недра.

2.Несмотря на то, что фактическая эксплуатация системы на стадии ОПДЗ велась с расходами добычи и закачки меньшими, чем предусмотрено проектом, полученные результаты комплексных исследований и наблюдений позволили сделать вывод о том, что реальная (уточненная) гидрогеологическая ситуация более благоприятна, что приводит к сокращению области (и скорости) распространения использованных рассолов по пласту и соответственно увеличению сроков работы системы в режиме и инфраструктуре ОПДЗ.

Возможная продолжительность работы системы в режиме ОПДЗ на базе скважин Р-2 (добыча) и Р-3 (закачка) по проекту оценивалась в 2 – 3 года. Полученные уточненные параметры позволяют увеличить ее до 10 лет, что и предусмотрено I этапом откорректированного проекта полного развития системы, т.е. ее промышленной эксплуа-