Загретдинов И.Ш. ОАО РАО "ЕЭС России"

Обеспечение надежной и безопасной эксплуатации тепловых электрических станций

НТФ «Энергопресс» «Электрические станции»,  2004 № 10 г. Москва

Состояние вопроса и постановка задачи. Проблема, вынесенная в заголовок настоящей статьи, сохраняла и продолжает сохранять актуальность за весь многолетний период существования отечественной теплоэнергетики. По мере старения оборудования, накопления опыта эксплуатации и развития технической базы теплоэнергетики, а также в процессе совершенствования законодательства в области безопасной эксплуатации технических устройств постепенно менялись акценты означенной проблемы от решения задач по обеспечению надежной, бесперебойной работы оборудования к осуществлению планируемого комплекса мероприятий по обеспечению промышленной безопасности, включающего вопросы как технического, так и организационного характера. Причем, на современном этапе функционирования теплоэнергетики решение организационной стороны во­проса осложнено следующими обстоятельствами:

 

- формируются новые министерства, в том числе изменяется статус Госгортехнадзора России и Гос­стандарта России;

- идет процесс активного реформирования и реструктуризации РАО "ЕЭС России" разрабатывается на федеральном уровне новая нормативная база в области промышленной безопасности в соответствии с принятыми законами России [1 – 3], ориентированными на международное законодательство.

Незавершенность названных процессов, собственно говоря, и является тем самым фактором, затрудняющим утверждение решений и формирование нормативной базы в теплоэнергетике. На всем протяжении существования российской теплоэнергетики именно наличие нормативной базы,

состоящей, в первую очередь, из стандартов орга­низаций и применяемых национальных стандар­тов, обеспечивает безопасную эксплуатацию ТЭС. Проанализировав сложившуюся ситуацию в теплоэнергетике, требования законодательной базы России и приняв во внимание международный опыт в области безопасной эксплуатации тепловых электрических станций и иных технических устройств, можно выделить следующие основные направления, работа над которыми по­зволит получить “компоненты” надежной и безо­пасной эксплуатации ТЭС:

- развитие методических подходов к оценке технического состояния, прогнозированию ресурса и анализу риска эксплуатации объектов теплоэнергетики;

- разработка системы управления промышленной безопасностью ТЭС.

Очевидно, что работа по обоим названным на­правлениям должна вестись с учетом реально су­ществующей иерархической структуры управле­ния и контроля как в масштабах государства, так и в электроэнергетике России. В сущности для обес­печения успешного внедрения планируемых раз­работок требуется наличие определенной структу­ры управления безопасностью в теплоэнергетике. Разработка и согласование на всех необходимых уровнях порядка функционирования такой струк­туры фактически является третьим “компонен­том”, третьей из основных задач по созданию сис­темы промышленной безопасности в теплоэнерге­тике. При этом проектирование структуры управ­ления безопасностью должно быть выполнено та­ким образом, чтобы свести к минимуму эффект возможного влияния на нее внешних воздействий (реформирования основной организационной структуры – РАО "ЕЭС России", изменений курса правительства РФ и др.).

Оценка технического состояния и анализ рис­ка эксплуатации. Действующие в теплоэнергетике нормативные документы в области продления ресурса оборудования [4 – 17] регламентируют мероприятия по контролю металла и продлению срока службы основного и вспомогательного оборудования ТЭС. Отдельными предприятиями за десятилетия накоплен уникальный опыт в этой области, разработаны методики диагностирования оборудования и расчета его ресурса. Решения о возможности и условиях эксплуатации оборудования принимаются исходя из принципа недопущения возможности аварии, отказов. Тем не менее аварии и отказы на объектах теплоэнергетики име­ют место. Это может быть связано, во-первых, с нарушением требований к проектированию, изготовлению, монтажу, эксплуатации или ремонту оборудования; во-вторых, по причине несовер­шенства методов диагностирования оборудования в процессе эксплуатации либо невозможности качественно выполнить диагностику (вследствие контроленепригодности оборудования).         

Предотвращение возможности возникновения аварийных ситуаций регламентируется специаль­ными нормами. На федеральном уровне действует закон “О промышленной безопасности опасных производственных объектов [1], в соответствии с которым объекты теплоэнергетики по ряду при­знаков относятся к категории опасных.

К организации, эксплуатирующей опасный производственный объект, законом предъявляются определенные требования, в том числе: заключать договор страхования риска ответственности за причинение вреда при эксплуатации опасного производственного объекта; анализировать причины возникновения инцидента на опасном производственном объекте, принимать меры по устранению указанных причин и профилактике подобных инцидентов; планировать и осуществлять мероприятия по локализации и ликвидации последствий аварий; вести учет аварий и инцидентов на опасном производственном объекте. Первые три из перечисленных требований предполагают наличие некоторых исходных дан­ных для анализа, обработки и последующего осу­ществления этих требований. Таковыми исходными данными могут служить: информация по учету аварий и инцидентов; результаты технического диагностирования и контроля эксплуатационных параметров, данные по заменам и ремонту оборудования; существующие методики оценки технического состояния и ресурса оборудования; существующие методики проведения анализа риска опасных производственных объектов.

В отечественных нормативных и научно-прикладных разработках по проведению анализа риска и оценке ущерба от аварий на опасных производственных объектах [18 – 21] практикуется вероятностная оценка возникновения аварийной ситуации и вводятся критерии отказов по тяжести последствий. Таким образом, в системе энергетики России применимы два подхода к оценке надежности работы энергетического оборудования, причем оба являются эмпирико-расчетными, однако первый подход ограничен целью обеспечения 100%-ного гарантированного ресурса, не принимая во внима­ние вероятность возникновения аварийной ситуации (которая на практике всегда существует); второй – минимизацией вероятности возникновения аварии и ущерба от ее последствий, зачастую без учета всей “предыстории” эксплуатации оборудования, выраженной в количественных величинах прочности металла, его химического и фазового состава, размера и расположения дефектов, струк­турных изменений, отклонениях эксплуатацион­ных параметров от нормы и др. Во втором подходе, если рассматриваемый объект не попадает в сферу действия закона РФ “О промышленной безопасности…”, не превышая обозначенных в законе нормативов опасности, то на федеральном уровне проблема обеспечения промышленной бе­зопасности такого объекта не регламентируется. На международном уровне утверждены и дей­ствуют правила в области промышленной безопас­ности и охраны труда (например, кодекс МОТ по предотвращению крупных промышленных ава­рий, Конвенция ООН о трансграничном воздейст­вии промышленных аварий, директивы Севезо-1 и Севезо-2), которые и послужили прототипом для разработки закона РФ “О промышленной безопас­ности…”.

Из европейских норм на сегодняшний день к рассматриваемому вопросу в теплоэнерге­тике наиболее применимы директивы [22, 23]. Однако в области продления ресурса оборудования какие-либо директивные документы отсутствуют. Методический принцип комплексной оценки вероятности опасности по заданному сценарию, учитывающей техническое состояние оборудова­ния в соответствии с регламентируемыми материа-ловедческими критериями, обнаруживается на корпоративном уровне, например в разработках организации “VGB Power Tech” [24]. Можно под­черкнуть, что подход упомянутой организации к решению проблемы не является новаторским, так как уже был предложен около 20 лет назад в рам­ках отечественной разработки теории надежности [25]. В указанной работе предложена также градация аварий по степени опасности, используемая сегодня в разработке НТЦ “Промышленная безопасность” [18]. К несомненному организационному достижению “VGB Power Tech” следует отнес­ти создание базы данных по результатам контроля и отказам оборудования объектов корпорации.

Существование такой базы данных и разработанная "VGB Power Tech" математическая модель обеспечивают как прогнозирование ресурса, так и оценку риска. Обобщив изложенное, можно предложить создание отраслевой системы контроля качества энергетического оборудования, обеспечивающей учет технического состояния оборудования на всем протяжении его эксплуатации, оценку риска и возможность прогноза ресурса. Для реализации такой системы необходимо выполнить: разработку методических подходов к оценке технического состояния оборудования; должны быть определены элементы оборудования, представляющие опасность для жизни персонала, населения, окружающей среды, а также элементы, повреждение которых влечет за собой большие материальные затраты и длительные простои в ре­монте; обходимо учесть требования действующих в теплоэнергетике норм и правил, а также передовых международных технологий. Регламент должен распространяться на следующее оборудование ТЭС: котел, главные паропроводы, турбину, вспо­могательное оборудование, грузоподъемные ма­шины и механизмы, турбогенератор, маслонаполненное электрооборудование, кабельное хозяйство, контрольно-измерительные приборы (КИП) и оборудование АСУ ТП; освоение и использование существующей отраслевой базы данных по результатам контроля и отказам оборудования, а также разработку математических моделей: модели, описывающей вероятностное поведение оборудования (и объекта теплоэнергетики в целом) в зависимости от имеющегося набора параметров и заданного сценария и модели развития аварии по сценарию, реализуемо­му с заданной вероятностью. Реализация предлагаемого методического подхода будет способствовать повышению уровня безопасности энергетического оборудования и получению инструмента для управления промышленной безопасностью за счет обеспечения адекватной оценки риска эксплуатации объектов теплоэнергетики. Управление промышленной безопасностью ТЭС.

Как показывает практика, внедрение системы управления промышленной безопасностью (СУПБ) возможно и целесообразно не на уровне эксплуатирующей организации, а на уровне более крупной организационной формы – на корпоративном уровне. Этому есть примеры таких крупных компаний, как "Лукойл" и "Северсталь". Со­ответственно, в теплоэнергетике внедрение СУПБ целесообразно осуществить на уровне РАО “ЕЭС России” либо той организационной формы, кото­рая придет ей на смену. Преимущество внедрения СУПБ на корпора­тивном уровне состоит в возможности расширения круга задач, стоящих перед системой, для повышения реального уровня безопасности. В частности, в рамках системы становится возможной постановка таких задач, как проведение эксперти­зы промышленной безопасности, работы по техническому диагностированию и продлению срока эксплуатации, аттестация испытательных лабора­торий и др. Что мы понимаем под СУПБ? Это совокупность участников деятельности по обеспечению промышленной безопасности на тепловых элект­рических станциях, тепловых и электрических сетях, а также норм, правил, методик, условий, критериев и процедур, в рамках которых организуется и осуществляется деятельность по управлению промышленной безопасностью в теплоэнергетике. СУПБ должна обеспечивать выполнение в теп­лоэнергетике законов РФ [1 – 3] с учетом уже сложившейся отраслевой практики провдения экспертизы промышленной безопасности, техниче­ского диагностирования и продления срока службы оборудования.

Задачами, стоящими перед СУПБ, являются: подготовка эксплуатирующей организации к действиям в аварийной ситуации; организация и проведение технического расследования причин инцидентов и аварий на объектах теплоэнергетики,

разработка мероприятий по устранению этих причин; организация и проведение работ по экспертизе промышленной безопасности проектной документации, технических устройств, зданий и сооружений, деклараций промышленной безопасности и иных документов, связанных с эксплуатацией объектов теплоэнергетики; организация и проведение работ по техническому диагностированию и продлению срока безопасной эксплуатации сверх назначенного срока (ресурса) технических устройств, оборудования, зданий и сооружений объектов теплоэнергетики; организация и проведение производственного контроля за соблюдением требований промышленной безопасности на объектах теплоэнергетики; организация и проведение работ по стандартизации для обеспечения промышленной безопасности функционирования объектов теплоэнергетики;

организация и проведение разработки, экспертизы, издания, распространения и контроля за исполнением требований руководящей, нормативной и методической документации по вопросам повышения надежности и безопасности объектов теплоэнергетики; организация и проведение научно-исследовательских работ, направленных на решение общеотраслевых задач, связанных с безопасностью объектов теплоэнергетики; организация и проведение учета и анализа технического состояния объектов теплоэнергетики, результатов экспертизы промышленной безопасности и технического диагностирования, ведение баз данных;

организация и проведение обучения специалистов, занимающихся экспертизой промышленной безопасности, техникой безопасности и охраной труда в теплоэнергетике, сварочными работами, контролем состояния металла и техническим диагностированием технических устройств, зданий и сооружений, установленных на объектах теплоэнергетики;

аттестация испытательных лабораторий (лабо­раторий металлов), специалистов сварочного производства и специалистов по контролю металла и техническому диагностированию, новых техноло­гий и материалов, новых методов и средств по контролю и техническому диагностированию объектов теплоэнергетики;

 сертификация товаров и услуг, предлагаемых к применению на объектах теплоэнергики проведение специализированных конферен­ций, семинаров, выставок по проблеме обеспече­ния надежности и безопасности объектов тепло­энергетики.

Структура управления промышленной без­опасностью ТЭС. С учетом установленной новой организационной структуры ОАО РАО “ЕЭС России” СУПБ наиболее целесообразно создавать в корпоративном центре общества с одновремен­ным созданием ее представительств в бизнес-еди­ницах. В состав членов СУПБ должны входить: Генеральная инспекция по эксплуатации электростанций и сетей, организующая деятельность СУПБ, осуществляющая технический аудит, про­изводственный контроль, учет и анализ несчастных случаев и инцидентов на объектах теплоэнергетики, ведение баз данных о состоянии оборудо­вания; научно-методический центр, координирующий и осуществляющий деятельность системы в области проведения научно-исследовательских работ по данному направлению, разработки регламентов, национальных стандартов, стандартов организаций, методик, диагностических систем и др.; испытательные лаборатории, аттестованные и аккредитованные в установленном порядке, ори­ентированные на проведение работ по техническому диагностированию, экспертизе промышленной безопасности, на участие в расследовании инцидентов, имевших место на объектах теплоэнерге­тики; специальные службы в генерирующих компаниях, энергосистемах, на электростанциях, ответственные за выполнение работ, связанных с обес­печением требований промышленной безопасно­сти и охраны труда. В своей деятельности СУПБ должна плотно взаимодействовать с федеральными органами ис­полнительной власти, ОАО “Энсертико”, НП “Инвэл”, научно-исследовательскими институтами, страховыми компаниями и другими организация­ми, чья деятельность окажется полезной для обес­печения надежной и безопасной эксплуатации объектов теплоэнергетики.

Выводы

 1. На основе анализа отечественного и между­народного опыта в области промышленной безо­пасности определен подход к созданию отрасле­вой системы контроля технического состояния энергетического оборудования, оценки риска и прогнозирования ресурса, что позволит получить инструмент для управления промышленной безо­пасностью за счет обеспечения адекватной оценки риска эксплуатации объектов теплоэнергетики.

2. Определены задачи СУПБ и методические подходы к ее формированию. Показано, что внедрение дрение СУПБ целесообразно на корпоративном уровне, что позволит решить наиболее широкий круг задач. 3. С учетом изменений в организационной структуре ОАО РАО “ЕЭС России” предложены структура, состав и основные функции участников СУПБ.

Список литературы

1. Закон “О промышленной безопасности опасных произ­водственных объектов” № 116-ФЗ от 21 июля 1997 г.

2. Закон “О техническом регулировании”  №184-ФЗ от 27 декабря 2002 г.

3. Закон “О лицензировании отдельных видов деятельно­сти” № 128-ФЗ от 8 августа 2001 г.

 4. СО 153-34.17.421-2003. Типовая инструкция по контролю металла и продлению срока службы основных элементов котлов, турбин и трубопроводов тепловых электростанций. Постановление ГГТН от 18.06.2003 № 94.

5. РД 10–249–98. Нормы расчета на прочность стационар­ных котлов и трубопроводов пара и горячей воды. Постановление ГГТН от 25.08.98 № 50.

6. СО 153-34.17.471-2003. Методические указания по определению характеристик жаропрочности и долговечности металла котлов, турбин и трубопроводов. Приказ Мин­энерго РФ от 30.06.2003 № 271.

7. ОСТ 34-7-690-96. Металл паросилового оборудования электростанций. Методы металлографического анализа в условиях эксплуатации. Принят и введен в действие РАО “ЕЭС России” 23.07.1996.

8. СО 153-34.17.439-2003. Инструкция по продлению срока службы сосудов, работающих под давлением. Приказ Минэнерго РФ от 24.06.2003 № 253.

9. СО 153-34.17.469-2003. Инструкция по продлению срока безопасной эксплуатации паровых котлов с рабочим дав­лением до 4,0 МПа включительно и водогрейных котлов с температурой воды выше 115°С. Приказ Минэнерго РФ от 24.06.2003 ? 254.

10. СО 153-34.17.440-2003. Инструкция по продлению срока эксплуатации паровых турбин сверх паркового ресурса. Приказ Минэнерго РФ от 30.06.2003 № 274.

 11. СО 153-34.17.448-2003. Инструкция по продлению срока службы металла основных элементов турбин и компрессоров энергетических газотурбинных установок. Приказ Минэнерго РФ от 24.06.2003 № 252.

12. СО 153-34.17.470-2003. Инструкция о порядке обследова­ния и продления срока службы паропроводов сверх паркового ресурса. Приказ Минэнерго РФ от 30.06.2003 № 273.

13. СО 153-34.17.455-2003. Инструкция по продлению срока службы паропроводов из центробежнолитых труб на тепловых электростанциях. Приказ Минэнерго РФ от 24.06.2003 № 250.

14. СО 153-34.17.459-2003. Инструкция по восстановительной термической обработке элементов теплоэнергетического оборудования. Приказ Минэнерго РФ от 30.06.2003 № 272.

15. СО 153-34.17.462-2003. Инструкция о порядке оценки работоспособности рабочих лопаток паровых турбин в процессе изготовления, эксплуатации и ремонта. Приказ Мин­энерго РФ от 30.06.2003 № 262.

16. СО 153-34.17.464-2003. Инструкция по продлению срока службы трубопроводов II, III и IV категорий. Приказ Ми­нэнерго РФ от 30.06.2003 № 275.

17. СО 153-34.26.608-2003. Инструкция по обследованию и технологии ремонта барабанов котлов высокого давле­ния. Приказ Минэнерго РФ от 30.06.2003 № 268.

18. РД 03-418-01. Методические указания по проведению ана­лиза риска опасных производственных объектов. М.: ГУП НТЦ “Промышленная безопасность”, 2002.

19. РД 03-469-02. Методические рекомендации по оценке ущерба от аварий на опасных производственных объек­тах. М.: ГУП НТЦ “Промышленная безопасность”, 2002.

 20. Об опыте декларирования промышленной безопасности и развитии методов оценки риска опасных производственных объектов. Материалы тематического семинара. М: ГУП НТЦ “Промышленная безопасность”, 2003.

21. Промышленная безопасность. Сборник избранных научных статей. М: ГУП НТЦ “Промышленная безопасность”, 2002.

22. Директива 97 / 23 / ЕС. Оборудование, работающее под давлением.

23. Директива 98 / 37 / ЕС. Машинное оборудование.

24. Управление ресурсом оборудования электростанций. Сб. докладов международного научно-технического семинара. М.: ВТИ, 2004.

25. Болотин В. В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций. М.: Машиностроение, 1984.