Новости

>>> «Красный котельщик» вошел в ТОП-50 лучших работодателей России


>>> Эн+ завершает замену гидротурбин Братской ГЭС


>>> Завершено комплексное обновление энергоблока №16 Сургутской ГРЭС-1


>>> УТЗ завершил проект для одной из крупнейших станций Свердловской области


>>> «Красный котельщик» инвестирует в развитие производственной площадки


Метод шурфования

Ручной демонтаж грунта вблизи подземных коммуникаций

Метод шурфования: суть, технология и сферы применения

Что представляет собой метод шурфования

Шурфование — это инженерно‑разведывательный метод, позволяющий детально изучить грунтовые условия и состояние подземных конструкций. Суть метода заключается в создании вертикальных выработок — шурфов, которые могут иметь прямоугольное или квадратное сечение. Стандартная глубина таких выработок составляет 5–6 метров, однако при необходимости и с применением специальных креплений она может быть увеличена.

По своей сути шурф — это контролируемая выемка грунта, выполняемая вручную или с использованием техники. Такой «разрез» земной толщи даёт возможность:

  • непосредственно наблюдать геологическое строение участка;
  • оценивать состояние скрытых подземных конструкций;
  • получать достоверные образцы для дальнейших исследований.

Цели и задачи исследования методом шурфования

1. Анализ грунтовых условий

При изучении грунта специалисты решают следующие задачи:

  • определяют минеральный состав, физические свойства и текущее состояние грунтовых пластов в их природном залегании;
  • фиксируют границы между различными слоями (выявляют кровлю и подошву пластов);
  • устанавливают уровень грунтовых вод (УГВ) и характер их проявления.

2. Отбор проб для лабораторных исследований

Метод позволяет получать два типа образцов:

  • монолиты — пробы грунта с ненарушенной структурой, необходимые для испытаний на прочность и деформативность;
  • образцы нарушенной структуры — используются для определения базовых классификационных характеристик грунта.

3. Полевые экспериментальные замеры

На месте проводятся ключевые испытания:

  • тестирование деформационных свойств основания с помощью штампа;
  • измерение угла естественного откоса грунта.

4. Диагностика фундаментов

Особое значение шурфование имеет при обследовании существующих фундаментов. Выработки, выполненные непосредственно у оснований зданий, позволяют:

  • оценить техническое состояние конструкций;
  • выявить признаки разрушения или деформации;
  • уточнить конструктивные особенности фундамента.

Технология выполнения работ: пошаговая инструкция шурфования

Этап 1. Подготовительные мероприятия

Перед началом земляных работ выполняют:

  • разметку контура будущего шурфа;
  • очистку площадки от мусора, растительности и иных помех.

Этап 2. Разработка выемки

Отрывка шурфа может осуществляться двумя способами:

  • вручную — с применением лопат и ручного инструмента;
  • механизированным методом — с использованием мини‑экскаваторов.

Вынутый грунт временно складируется рядом с выработкой для последующей обратной засыпки.

Этап 3. Обеспечение безопасности работ

Для предотвращения обрушения стенок шурфа проводится их укрепление. Используются:

  • деревянные щиты с распорками;
  • инвентарные металлические конструкции.

Этот этап критически важен для защиты персонала и сохранности исследуемых объектов.

Этап 4. Документация и исследования

В процессе углубления выполняются следующие действия:

  • геологическое описание — фиксация характеристик каждого слоя (цвет, плотность, влажность, состав, наличие включений);
  • фиксация УГВ — определение глубины залегания грунтовых вод;
  • фотосъёмка — обязательная регистрация состояния стенок шурфа;
  • составление документации — подготовка пояснительной записки и инженерно‑геологического разреза;
  • отбор образцов — изъятие монолитов ножом или режущими кольцами с последующей упаковкой и маркировкой;
  • полевые испытания — установка штампа на дне шурфа для тестирования деформационных свойств.

Этап 5. Завершение работ

После завершения исследований производится:

  • обратная засыпка шурфа ранее извлечённым грунтом;
  • послойное уплотнение засыпки для восстановления исходной структуры массива.

Сферы практического применения метода шурфования

Шурфование востребовано в следующих областях:

  • инженерно‑геологические изыскания — при проектировании фундаментов малоэтажных зданий и коттеджей;
  • обследование эксплуатируемых сооружений — при реконструкции, надстройке или выявлении деформаций зданий;
  • археологические исследования — для изучения культурных слоёв и артефактов;
  • промышленная экология — при анализе состава отвалов на производственных площадках;
  • строительный контроль — для проверки качества уплотнения грунта при обратной засыпке траншей и котлованов.

Замена циркводоводов

Полиэтиленовая труба – новая веха в реконструкции трубопроводов

Реконструкция циркводоводов: технологический процесс и организация работ

Общий перечень строительно‑монтажных операций для ремонта циркводоводов

Реконструкция циркводоводов предполагает комплексный цикл работ, охватывающий все этапы от вывода из эксплуатации до сдачи объекта. Ключевые технологические операции включают:

  1. Подготовка к реконструкции:
    • вывод из эксплуатации двух ниток циркводоводов;
    • полный слив (откачка) воды из трубопроводов.
  2. Разбивочные и земляные работы:
    • вынос в натуру границ котлованов для всех реконструируемых трубопроводов в пределах узла;
    • разработка котлованов под реконструируемые трубопроводы.
  3. Демонтаж и санация:
    • демонтаж фасонных элементов и участков стальных труб двух ниток;
    • санация двух реконструируемых нитей циркводоводов.
  4. Монтаж нового трубопровода:
    • укладка полиэтиленовых и стальных труб;
    • монтаж фасонных деталей трубопроводов.
  5. Контроль качества и защита:
    • проверка сварных стыков;
    • предварительные испытания трубопроводов;
    • гидроизоляция стальных труб.
  6. Завершающие работы:
    • обратная засыпка котлованов с послойным уплотнением грунта;
    • финальные гидравлические испытания;
    • промывка и дезинфекция системы;
    • приёмка двух ниток циркводоводов в эксплуатацию.

Организация земляных работ при замене циркводоводов

Техника и методы разработки грунта

Для выемки грунта применяются экскаваторы‑погрузчики:

  • JCB‑3CX;
  • JCB JS160W.

В зонах пересечения с действующими подземными коммуникациями грунт разрабатывается вручную:

  • на расстоянии 2 м от боковой стенки коммуникации;
  • на высоте 1 м над верхом подземной линии.

Работы в этих зонах проводятся при обязательном присутствии:

  • представителей эксплуатационной организации (технадзор заказчика);
  • ответственного за производство работ от подрядной организации.

Управление грунтом и крепление котлованов

Пригодные для обратной засыпки грунты складируются в отвал. Непригодный (мокрый) грунт вывозится автосамосвалами на расстояние до 15 км.

Способы крепления котлованов зависят от их глубины:

  • до 3 м — деревянное дощатое крепление с подкосами;
  • свыше 3 м (узлы А, Б, В) — деревянное дощатое по металлическим стойкам.

Стойки погружаются в предварительно пробуренные скважины. Перед началом работ выполняется шурфование для уточнения расположения существующих сетей.

Система водоотлива

Для отвода грунтовых вод применяется открытая система:

  • вдоль стенок котлована устраиваются дренажные лотки (200 × 200 мм) из досок, установленных на ребро, с уклоном к водоприёмным колодцам;
  • водоприёмные колодцы выполняются в виде бездонных ящиков размером 700 × 1000 мм и глубиной 700 мм ниже дна траншеи.

Откачка воды осуществляется насосом «Гном‑10‑10» в отстойник (песколовку). Далее вода перекачивается вакуумной машиной КО‑505А и транспортируется в места, определённые специализированными ведомствами.

Транспортировка, хранение и монтаж трубопроводов используемых для ремонта циркводоводов

Логистика и складирование

Все операции с трубами и фасонными изделиями (транспортировка, приёмка, погрузочно‑разгрузочные работы, хранение) выполняются:

  • в соответствии с рекомендациями завода‑изготовителя;
  • согласно требованиям ГОСТ 30732.

Для перевозки трубопроводов используется удлинённый прицеп на базе тягача КамАЗ‑5410.

Погрузочно‑разгрузочные операции

Погрузка и разгрузка осуществляются автомобильным краном КС‑5576Б с применением:

  • траверс;
  • мягких полотенец.

Фасонные элементы (отводы, тройники и др.) разгружаются с помощью строп, протягиваемых внутри изделий. Трубы и фасонные детали размещаются на бровке траншеи на временных опорах.

Монтаж и соединение трубопроводов

Опускание труб и соединительных элементов в котлован выполняется краном КС‑5576Б плавно, без рывков и ударов о стенки и дно каналов.

Монтаж в тоннель и футляр производится с использованием:

  • автомобильного крана КС‑5576Б;
  • гидравлической лебёдки (метод протаскивания).

Способы соединения:

  • стальные трубопроводы — электродуговая сварка;
  • полиэтиленовые трубопроводы — аппарат электромуфтовой сварки «Термопласт Барбара».

Контроль качества и завершение работ монтажа циркводоводов

Проверка сварных стыков

Контроль стыков проводится в соответствии с нормативными документами:

  • СНиП 3.05.05‑84 «Технологическое оборудование и технологические трубопроводы»*;
  • СНиП 3.05.04‑85 «Наружные сети и сооружения водоснабжения и канализации»*.

Обратная засыпка и уплотнение грунта

Подача грунта в котлован осуществляется:

  • экскаватором‑погрузчиком JCB‑3CX;
  • минипогрузчиком BOBCAT S850;
  • вручную.

Уплотнение грунта выполняется послойно с использованием виброплиты Splitstone VS‑309.

Ремонт циркводоводов

Индустриальные фасонные части с защитной облицовкой

Ремонт циркуляционных водоводов на ТЭЦ: методы восстановления и замены

Текущее состояние циркводоводов

Циркуляционные водоводы (циркводоводы) запускаются в работу одновременно с вводом в эксплуатацию всей тепловой электростанции. На большинстве современных ТЭЦ эти инженерные системы уже исчерпали заложенный при проектировании ресурс.

Анализ технического состояния показывает, что подавляющее число участков циркводоводов находится в ограниченно‑работоспособном состоянии. Характерный показатель — коррозионный износ труб, который в среднем достигает 40 %. Такая степень деградации требует принятия неотложных мер по поддержанию работоспособности системы технического водоснабжения.

Варианты восстановления работоспособности

Для продления срока службы циркводоводов применяются два основных подхода:

  • полная замена трубопроводов;
  • восстановление (санация) существующих линий.

Замена трубопроводов

При капитальной замене производится демонтаж стальных труб с последующей установкой новых. В качестве современных альтернатив используются:

  • полимерные трубы (например, из материала PE 10 prepared для питьевой воды);
  • новые стальные трубопроводы.

Санация существующих линий

Восстановление внутренних поверхностей действующих трубопроводов осуществляется методом набрызгового нанесения цементно‑песчаных покрытий. Ключевое преимущество санации — применение бестраншейных технологий, позволяющих:

  • сохранить первоначальную протяжённость сети;
  • оставить неизменным диаметр труб;
  • не менять способ прокладки;
  • сохранить существующую трассировку.

Замена фасонных элементов

Особого внимания требуют сложные участки трубопровода:

  • повороты и колена;
  • отводы и тройники;
  • вертикальные опуски и подъёмы.

Эти элементы подлежат обязательной замене на индустриальные фасонные части с защитной облицовкой. Такой подход существенно повышает надёжность соединений и снижает риск возникновения протечек в местах изгибов и разветвлений.

Особенности проведения работ

Главная сложность ремонта циркводоводов заключается в невозможности полной остановки их работы на действующей ТЭЦ. Это диктует следующие требования к организации восстановительных мероприятий:

  1. Поэтапное выполнение работ — ремонт проводится участками, чтобы не нарушать непрерывность технологического цикла электростанции.
  2. Тщательное планирование — необходим детальный график замены/санации с учётом эксплуатационных режимов ТЭЦ.
  3. Использование временных схем резервирования — для обеспечения бесперебойного водоснабжения на время ремонта отдельных сегментов.

С юридической точки зрения восстановление циркуляционного водовода относится к капитальному ремонту согласно статье 1 Градостроительного кодекса Российской Федерации. Это определяет требования к проектной документации, порядку согласования и приёмки выполненных работ.

 

Циркводоводы на ТЭЦ

Общий вид линейной трассы циркводоводов на территории ТЭЦ

Циркуляционные водоводы на тепловых электростанциях: назначение, устройство и особенности эксплуатации

Общая характеристика циркводоводов

Циркуляционные водоводы (в профессиональной среде — циркводоводы) представляют собой ключевой элемент инфраструктуры тепловых электростанций (ТЭС). Эти специализированные трубопроводы формируют систему технического водоснабжения, без которой невозможна стабильная работа энергетического объекта.

Главная функция циркводоводов — организация непрерывного процесса охлаждения технологического оборудования. Они обеспечивают двухнаправленный транспорт охлаждающей воды: подачу к агрегатам и последующий отвод нагретой среды.

Как инженерное сооружение циркводоводы обладают следующими отличительными чертами:

  • относятся к линейным объектам производственного назначения;
  • функционируют в непрерывном режиме — 24 часа в сутки, 365 дней в году;
  • являются неотъемлемой частью технологического контура ТЭЦ.

Конструктивные параметры и компоненты

Ключевые технические характеристики циркводоводов определяются следующими параметрами:

  • диаметр трубопровода;
  • общая протяжённость линии;
  • трассировка маршрута;
  • расчётная пропускная способность.

В структуре системы выделяют два основных типа трубопроводов:

  1. Напорные циркводоводы — участки от градирни до главного корпуса станции вместе с фасонными элементами.
  2. Всасывающие циркводоводы — аналогичные линии, обеспечивающие забор воды из градирен.

Диаметр труб варьируется в диапазоне от Ду 700 мм до Ду 1400 мм, что позволяет адаптировать пропускную способность под конкретные потребности электростанции.

Контроль качества циркуляционной воды

Для обеспечения надёжной работы системы службы эксплуатации ТЭЦ ведут постоянный мониторинг следующих показателей циркуляционной воды:

  • температурный режим — критический параметр, влияющий на эффективность охлаждения;
  • давление в системе — определяет стабильность гидравлического режима;
  • уровень pH — показатель кислотно‑щелочного баланса;
  • общая жёсткость — характеристика минерального состава;
  • концентрация кремниевой кислоты — важный фактор предотвращения отложений;
  • содержание сульфат‑ионов — параметр, влияющий на коррозионную активность;
  • концентрация хлорид‑ионов — индикатор агрессивности среды;
  • общее содержание железа — показатель, свидетельствующий о процессах коррозии.

Особенности эксплуатации и обслуживания

С точки зрения инженерной оптимизации циркводоводы воплощают наиболее энергоэффективное решение для промышленных объектов. Их конструкция разработана таким образом, чтобы минимизировать энергозатраты на транспортировку воды при сохранении требуемых параметров охлаждения.

Важное эксплуатационное преимущество — отсутствие необходимости в тепловой изоляции трубопроводов. Это существенно снижает затраты на обслуживание и упрощает монтаж системы.

При проведении ремонтных работ или замене участков трубопроводов применяется исключительно поэтапная схема. Полная остановка циркводоводов на действующем предприятии технологически невозможна, поскольку это нарушило бы непрерывность производственного цикла ТЭЦ. Такой подход требует тщательного планирования ремонтных мероприятий и использования специализированных методов временного резервирования.

Защита генератора от режима обратной мощности

Схема РЗА защиты генератора ТЭЦ

Защита генератора от режима обратной мощности в системе РЗА

В составе релейной защиты и автоматики (РЗА) турбогенератора ТЭЦ функционирует специализированная система, предотвращающая опасный режим работы — превращение генератора в электродвигатель. Такая ситуация может возникнуть при внезапном прекращении подачи пара в турбину, когда агрегат, оставаясь подключённым к сети, начинает потреблять энергию вместо её выработки.

Принцип действия защиты генератора от режима обратной мощности

Система отслеживает величину активной мощности генератора в симметричном режиме. Её ключевая особенность — избирательность: защита активируется только при отрицательных значениях активной мощности, сигнализирующих о нештатном режиме, и остаётся неактивной при положительных показателях, соответствующих нормальной генерации.

Технические требования и параметры настройки

Для надёжного функционирования защиты необходимо соблюдение ряда условий:

  1. Подключение к измерительным цепям
    Система подключается к трансформаторам тока и напряжения на линейных выводах генератора, получая данные о фазном токе и линейном напряжении.
  2. Точность измерений
    При настройке малых уставок (≤ 0,02) требуется использование измерительных трансформаторов тока класса точности 0,5 или 0,2 для минимизации погрешностей.
  3. Диапазон уставок срабатывания
    Уставка регулируется в пределах от 0,01 до 0,5 (с шагом 0,001) относительно номинальной мощности генератора (PN​).
  4. Согласование токов
    Обеспечивается соответствие между вторичным номинальным током генератора (INГ​) и номинальным током защиты (IN​) — допустимое соотношение лежит в диапазоне 0,5–1,0.
  5. Параметры срабатывания при минимальной уставке
    При уставке 0,01 PN​ (угол 150° для Pобр​) мощность срабатывания не должна превышать 0,02 PN​ при углах 61° или 239°.
  6. Коэффициент возврата
    В диапазоне уставок 0,01–0,05 PN​ (при угле 150° для Pобр​) коэффициент возврата составляет не менее 0,95, что исключает ложные срабатывания.
  7. Блокировка при низком напряжении
    Защита автоматически блокируется, если напряжение опускается ниже 0,1 Uном​, предотвращая некорректную работу в условиях значительных провалов напряжения.

Алгоритм срабатывания защиты генератора от режима обратной мощности

При фиксации обратной мощности система действует по следующему алгоритму:

  • Выдает команду с регулируемой выдержкой времени (диапазон: 0,1–10 с, шаг регулировки — 0,1 с).
  • Отключает высоковольтный выключатель.
  • Активирует устройство резервирования отказа выключателя (УРОВ).
  • Подаёт команду на останов турбины.
  • Воздействует на блок релейной форсировки.
  • Инициирует гашение магнитного поля генератора (с учётом типа системы возбуждения — основной или резервной).

Таким образом, защита от обратной мощности обеспечивает комплексную безопасность генератора, сочетая высокую чувствительность к нештатным режимам с надёжной отстройкой от ложных срабатываний.

Схема РЗА генератора турбины ТЭЦ представлены выше >>>

Перечень принятых сокращений:

  • АВР – автоматический ввод резерва;
  • АПВ – автоматическое повторное включение;
  • АРМ – автоматизированное рабочее место
  • АСУ ТП – автоматизированная система управления технологическим
  • процессом;
  • АУВ – автоматика управления выключателем;
  • АЦП – аналого-цифровой преобразователь;
  • ВН – сторона высшего напряжения;
  • ГЗ – газовая защита;
  • ДЗ – дистанционная защита;
  • ДЗГ – дифференциальная защита генератора;
  • ДЗО – дифференциальная защита ошиновки;
  • ДЗТ – дифференциальная токовая защита трансформатора;
  • ДЗШ – дифференциальная защита шин;
  • ЗИП – запасные части, инструменты и принадлежности;
  • ИТС – информационно-технологические системы;
  • КЗ – короткое замыкание;
  • КИН – контроль исправности цепей напряжения;
  • МТЗ – максимальная токовая защита;
  • МПТ – микропроцессорный терминал;
  • МПУ – микропроцессорное устройство;
  • НН – сторона низшего напряжения;
  • ПА – противоаварийная автоматика;
  • РАС – регистрация аварийных событий;
  • РЗА – релейная защита и автоматика;
  • РПН — регулирование напряжения трансформатора;
  • СВ – секционный выключатель;
  • СТС – статическая тиристорная система самовозбуждения;
  • СТСР – статическая тиристорная система возбуждения;
  • ТН – измерительный трансформатор напряжения;
  • ТСН – трансформатор собственных нужд;
  • ТТ – измерительный трансформатор тока;
  • УРОВ – устройство резервирования отказа выключателя;
  • ЭМС – электромагнитная совместимость.

Защита обмотки ротора от перегрузки

Схема РЗА защиты генератора ТЭЦ

Защита обмотки ротора генератора от перегрузки в системе РЗА

В составе релейной защиты и автоматики (РЗА) генератора турбоагрегата ТЭЦ функционирует специализированная система, предназначенная для предотвращения повреждений обмотки ротора из‑за чрезмерной токовой нагрузки. Её ключевая задача — оперативно реагировать на превышение допустимых значений тока возбуждения и при длительной перегрузке инициировать отключение генератора.

Назначение и принцип работы системы защиты

Основой для срабатывания защиты служит контроль относительного тока ротора (р∗​). Система включает три функциональных блока, каждый из которых выполняет строго определённые действия:

  1. Сигнальный орган
    Работает с фиксированной (независимой) временной задержкой. При выявлении перегрузки формирует предупредительный сигнал, информирующий оперативный персонал о возникновении нештатной ситуации.
  2. Орган-отсечка
    Обеспечивает экстренное реагирование:
  • производит отключение высоковольтного выключателя;
  • активирует устройство резервирования отказа выключателя (УРОВ);
  • инициирует процесс гашения магнитного поля генератора (при работе с основной или резервной системой возбуждения);
  • воздействует на блок релейной форсировки;
  • подаёт команду на останов турбины.
  1. Интегральный орган
    Действует по двухступенчатому алгоритму с дифференцированными временными задержками:
  • первая выдержка времени — запускает процедуру развозбуждения генератора, снижая ток возбуждения до безопасных значений;
  • вторая выдержка времени — при сохранении перегрузки выполняет полное отключение:
    • разрывает цепь через выключатель;
    • активирует УРОВ;
    • гасит поле генератора (с учётом типа системы возбуждения);
    • воздействует на блок релейной форсировки.

Вывод о работе системы РЗА обмотки ротора генератора от перегрузки

Таким образом, многоуровневая структура защиты обеспечивает как предварительное предупреждение, так и поэтапное аварийное отключение, минимизируя риски повреждения оборудования при перегрузках.

Схема РЗА генератора турбины ТЭЦ представлены выше >>>

Перечень принятых сокращений:

  • АВР – автоматический ввод резерва;
  • АПВ – автоматическое повторное включение;
  • АРМ – автоматизированное рабочее место
  • АСУ ТП – автоматизированная система управления технологическим
  • процессом;
  • АУВ – автоматика управления выключателем;
  • АЦП – аналого-цифровой преобразователь;
  • ВН – сторона высшего напряжения;
  • ГЗ – газовая защита;
  • ДЗ – дистанционная защита;
  • ДЗГ – дифференциальная защита генератора;
  • ДЗО – дифференциальная защита ошиновки;
  • ДЗТ – дифференциальная токовая защита трансформатора;
  • ДЗШ – дифференциальная защита шин;
  • ЗИП – запасные части, инструменты и принадлежности;
  • ИТС – информационно-технологические системы;
  • КЗ – короткое замыкание;
  • КИН – контроль исправности цепей напряжения;
  • МТЗ – максимальная токовая защита;
  • МПТ – микропроцессорный терминал;
  • МПУ – микропроцессорное устройство;
  • НН – сторона низшего напряжения;
  • ПА – противоаварийная автоматика;
  • РАС – регистрация аварийных событий;
  • РЗА – релейная защита и автоматика;
  • РПН — регулирование напряжения трансформатора;
  • СВ – секционный выключатель;
  • СТС – статическая тиристорная система самовозбуждения;
  • СТСР – статическая тиристорная система возбуждения;
  • ТН – измерительный трансформатор напряжения;
  • ТСН – трансформатор собственных нужд;
  • ТТ – измерительный трансформатор тока;
  • УРОВ – устройство резервирования отказа выключателя;
  • ЭМС – электромагнитная совместимость.