saiga20k (saiga20k) wrote,
saiga20k
saiga20k

Categories:

Причины аварии на Саяно-Шушенской ГЭС. Кто виноват?

Авария на Саяно-Шушенской ГЭС потрясла всю страну. Её неожиданность, масштабность и загадочность привлекли к себе внимание многих людей. Появилось немало версий, от совершенно фантастических до вполне правдоподобных, пытающихся объяснить произошедшее. 3 октября 2009 года был опубликован Акт комиссии Ростехнадзора, 21 декабря 2009 года – результаты расследования парламентской комиссии. 23 марта 2011 года Следственный комитет завершил собственное расследование причин произошедшего, предъявив обвинения руководству и техническому персоналу станции. Казалось бы, все ясно – вот технические причины произошедшего, вот предполагаемые виновники. Однако, все не так просто.


Если вы ожидаете увидеть в этом сообщении некое “срывание покровов”, рассказ про то, что коварные власти скрывают правду, про то, что все украли и т.п. – вынужден разочаровать, этого не будет. Будет серьезный разбор, насыщенный рядом технических терминов. Без этого, увы, никак. Будет много букв и мало картинок. Тем не менее, я постараюсь сделать изложение как можно популярнее.

Довольно долго я не имел какого-то сформированного мнения о причинах аварии. При всей моей давней увлеченности гидроэнергетикой, я не чувствовал себя компетентным в ряде довольно специфических технических вопросов. Еще в конце 2009 года я написал в Википедии статью об аварии, где аккуратно изложил информацию из Акта Ростехнадзора. В Акте были некоторые моменты, которые меня насторожили еще тогда, но я списал их на собственную некомпетентность. Но в целом, причины были понятны, в Акте - www.sshges.rushydro.ru/file/main/sshges/press/news-materials/doc/Act6.pdf они изложены в следующем виде:
Вследствие многократного возникновения дополнительных нагрузок переменного характера на гидроагрегат, связанных с переходами через не рекомендованную зону, образовались и развились усталостные повреждения узлов крепления гидроагрегата, в том числе крышки турбины. Вызванные динамическими нагрузками разрушения шпилек привели к срыву крышки турбины и разгерметизации водоподводящего тракта гидроагрегата… наблюдался относительный рост вибрации турбинного подшипника ГА-2 примерно в 4 раза… В этой ситуации с целью обеспечения безопасной эксплуатации главный инженер СШГЭС должен был принять решение об остановке ГА-2 и исследовании причин вибрации
Проще говоря, гидроагрегат разрушили вибрации, возникавшие при его переходе через нерекомендованную зону. При этом, гидроагрегат сигнализировал о своем ненормальном состоянии повышенной, превышающей допустимые нормы вибрацией, на которую персонал не обратил внимания.

Однако, я довольно быстро обратил внимание на то, что это объяснение не вполне устраивает специалистов отрасли. Это проявлялось в личных разговорах, в некоторых публично произносимых фразах. Чувствовалось, что отрасль осмысливает произошедшее, и рано или поздно результаты этого осмысления будут предъявлены. Что, собственно, и произошло через полтора года после произошедшего.
2 февраля 2011 года на ресурсе Тайга.инфо по адресу tayga.info/details/2011/02/02/~102283 была опубликована развернутая статья “О вибрации на агрегате №2 СШГЭС до аварии. Дискуссия” авторства Александра Клюкача, инженера Саяно-Шушенской ГЭС, одного из обвиняемых в произошедшем.
Одновременно, в февральском номере журнала “Гидротехническое строительство” (это ведущий научно-технический журнал в области гидротехники и гидроэнергетики) была опубликована статья авторства А.П.Карпика, А.П.Епифанова (оба – доктора технических наук)и Стефаненко Н.И. (кандидат технических наук, начальник службы мониторинга Саяно-Шушенской ГЭС) под названием “К вопросу о причинах аварии и оценка состояния арочно-гравитационной плотины Саяно-Шушенской ГЭС”.

Обе эти работы содержат научно оформленную, а посему не вполне понятную незнакомому с тематикой читателю жесткую критику выводов Акта Ростехнадзора. В связи со спецификой, они остались по большому счету незамеченными. Но меня они заставили очень серьезно задуматься.
19-20 мая 2011 года проходила конференция «Повышение эффективности системы управления безопасностью ГЭС». Это мероприятие было задумано как попытка осмысления специалистами отрасли причин произошедшего на Саяно-Шушенской ГЭС, попытка сделать выводы для того, чтобы такое более не повторилось. Скажу сразу – как мне кажется, этот результат был достигнут.
Я имел возможность присутствовать на этой конференций. На ней собралась элита отечественной гидроэнергетики и гидротехники – крупные ученые, специалисты проектных организаций и заводов, ведущие инженеры гидроэлектростанций – всего более 150 человек, около 50 докладов. Я сидел на пленарных заседаниях и метался между пятью круглыми столами, проводившимися в одно и то же время; к счастью, на наиболее важные доклады я смог попасть. Я слушал, что говорят эти люди в докладах, дискуссиях и в кулуарах. И я понял одну вещь. Они не верят Акту Ростехнадзора. Не всему, конечно, но ряду его принципиальных положений.
Кусочки мозаики в моей голове сложились в единую картину.

Факты

Итак, давайте взглянем на факты. А они таковы:
1.    Непосредственной технической причиной аварии явилось усталостное разрушение шпилек крепления крышки гидроагрегата №2 (ГА №2). Факт наличия усталостных трещин был установлен исследованием шпилек в ЦНИИТМАШе, специалист которого выступал на конференции. Ряд важных деталей:
а. На момент аварии, средняя степень усталостных разрушений в шпильках составила около 60-65%. Остаточная несущая способность шпилек фактически соответствовала нагрузкам на турбину, т.е. была исчерпана. Авария могла произойти в любой момент при совершенно штатной эксплуатации турбины.
б. Усталостные разрушения развивались постепенно, в течение долгого времени, не одного года. Это следует из наличия ржавчины в трещинах, а также наличия отдельных зон разрушения. Судя по всему, усталостные разрушения усиливались после операций по затяжке гаек, которые проводились, в частности, при капитальных ремонтах (их было четыре).
Все это ставит однозначный крест на всех версиях аварии, подразумевающих в качестве ее первопричины какое-либо мощное нештатное воздействие на гидроагрегат в момент аварии – гидроудар, теракт, электродинамическое воздействие. В них просто не было необходимости.

2.    После аварии, были изучены на предмет наличия трещин шпильки других гидроагрегатов станции. В частности, шпильки гидроагрегата №1 просвечивал ультразвуком тот же ЦНИИТМАШ. По словам его представителя, они были полностью уверены в том, что увидят на гидроагрегате №1 примерно ту же картину усталостного разрушения. Однако, ни одной трещины в шпильках гидроагрегата №1 обнаружено не было. Насколько мне известно, исследовались шпильки и других гидроагрегатов, с тем же результатом.

Это означает следующее. Переходы гидроагрегата через нерекомендованную зону, названные главной причиной развития усталостных разрушений в Акте Ростехнадзора, не могли быть причиной аварии. Другие гидроагрегаты ходили через эту зону не меньше, а то и побольше, чем гидроагрегат №2; в самом Акте указано, что в 2009 году гидроагрегат №2 проработал в этой зоне в общей сложности всего 46 минут, а гидроагрегат №4 – вдвое больше, 1 час 38 минут, но в шпильках гидроагрегата №4 никаких усталостных разрушений не было найдено. По мнению специалистов ведущего в стране института в области гидравлических турбин – ЦКТИ, вибрации в нерекомендованной зоне не могли вызвать разрушение шпилек.

О вибрации гидроагрегата №2

Отдельно следует остановиться на вопросе вибрационного состоянии гидроагрегата №2 перед аварией, ибо на факте ее наличия в первую очередь строятся обвинения против персонала станции. В Акте приводится график вибрации гидроагрегата, измеренного датчиком ТП Р НБ – радиальные вибрации турбинного подшипника, нижний бьеф. Вот он:


Вроде бы, все очевидно – вот он, рост запредельных вибраций. Однако, если задуматься, возникает вопрос – а что, это был единственный датчик на этой турбине? Ответ содержится в статье Клюкача – нет, этих датчиков на турбине было 10 штук. Запредельную вибрацию показывал только один датчик, другие же, установленные рядом с ним и проводившие измерения в том же направлении, показывали норму. Более того, этот датчик показывал запредельную вибрацию даже на остановленном гидроагрегате, что делает его показания заведомо недостоверными. Но именно эти сбойные и недостоверные показания легли в основу обвинений конкретных людей.

Недостоверность показания датчика ТП Р НБ и нормальное вибрационное состояние гидроагрегата №2 подтверждается и иными источниками. Об этом говорит бывший главный инженер и директор станции, ныне главный технический инспектор ОАО “РусГидро” Валентин Стафиевский в книге Льва Гордона “Чудо Саян”. Об этом же говорили в своем докладе ведущие специалисты ОРГРЭС – головной организации, занимающейся вопросом виброконтроля энергетического оборудования. Есть и независимое подтверждение – график колебаний плотины (сейсмограмма), зафиксированный автоматической сейсмостанцией, установленной на плотине.
Вот эта сейсмограмма, приведенная в вышеуказанной статье в “Гидротехническом строительстве”:



Сейсмостанция отличается высокой точностью, она “ловит” изменения режима работы гидроагрегатов – их пуски, останов, переход через нерекомендованную зону. Участок между цифрами 1 и 2, продолжительностью 32,5 с – это период разрушения гидроагрегата №2, между 2 и 3 продолжительностью 74 – воздействие потока воды на машинный зал, после 3 – вибрации, вызванные неуправляемым разгоном гидроагрегатов №7 и 9. До момента аварии, т.е. до цифры 1, график вибрации ровный, обусловленный фоновыми колебаниями плотины от работающих в нормальном режиме гидроагрегатов. Никаких запредельных вибраций, от которых “ходуном ходит пол”, нет.

Все вышесказанное означает, что гидроагрегат №2 перед аварией не имел фиксируемых аппаратурой контроля запредельных вибраций, и соответственно персонал станции не имел никаких оснований для его остановки.

О вероятных причинах разрушения шпилек

Итак, выводы Акта Ростехнадзора сомнительны. Почему же разрушились шпильки? На этот счет существуют две версии. Каждая из них имеет свои сильные и слабые стороны.
Первая версия, высказанная в частности в той же статье в “Гидротехническом строительстве” – усталостные разрушения возникли еще в период работы ГА №2 со временным рабочим колесом. Известно, что ГА №2 с 1979 по 1986 год, в сумме около 20 тысяч часов, работал на пониженных напорах со сменным рабочим колесом. При этом, наблюдался гидравлический небаланс рабочего колеса и значительные вибрации, превосходившие допустимые показатели. Возможно, что в ходе капитальных ремонтов уже ослабленные шпильки “перетянули”, что ускорило их дальнейшее разрушение – но доказать это уже невозможно.
Вторая версия, которой придерживаются специалисты ЦКТИ – шпильки разрушили высокочастотные вибрации, возникавшие во время штатной работы гидроагрегата в рекомендованной зоне, не фиксировавшиеся имевшимися датчиками, и вообще довольно плохо изученные.

Я не буду сейчас подробно разбирать сильные и слабые стороны этих версий, они очень узкоспециальны, и для того, чтобы их подтвердить или опровергнуть, требуются дополнительные исследования, которые, насколько мне известно, ведутся. Но обе они отрицают вину работавшего на момент аварии персонала и руководства станции.

Аналоги

Очень похожие аварии, но с меньшими последствиями, происходили на ГЭС Канады, Австралии, Новой Зеландии, США. Но ближе всего – авария на Нурекской ГЭС в Таджикистане.

Машинный зал Нурекской ГЭС. Фото отсюда - www.ljplus.ru/img4/p/i/pigger_2/t-ges09.jpg

9 июля 1983 года персонал станции услышал удар и видел выбивающийся шахты турбины поток воды. Гидроагрегат был остановлен, предтурбинный затвор перекрыт. Нижние помещения станции были затоплены примерно двухметровым слоем воды.
При осмотре выяснилось, что из 72 шпилек разорвано 50. Турбина уже начала подъем, но была остановлена в самом его начале.
Причиной аварии было названо усталостное разрушение шпилек по причине недостаточно хорошей затяжки. С тех времен, на таджикских ГЭС – Нурекской и Байпазинской дважды в год обязательно проводился ультразвуковой контроль шпилек. Проводился он и на Зеленчукской ГЭС, костяк персонала которой составили специалисты, приехавшие из Таджикистана.
Но увы, выводы из той аварии сделаны не были, четкого указания на необходимость обязательного проведения ультразвукового контроля шпилек на всех крупных ГЭС сформулировано не было. Обращаю внимание – этого не было сделано именно в советские времена, которые зачастую приводятся как эталон правильного отношения к безопасности. Фактически, вопрос контроля шпилек отдавался на уровень конкретной ГЭС, где-то его делали, а где-то, имея в виду отсутствие в заводской инструкции по эксплуатации турбин указаний на необходимость такого контроля, не делали. Эта ситуация – один и типичных из признаков системного характера аварии.

В 1983 году на Нурекской ГЭС пронесло. В 2009 на Саяно-Шушенской – нет. Авария развивалась быстрее, дежурная смена машинного зала не успела остановить гидроагрегат и сбросить затвор. Начальник смены погиб и уже ничего не расскажет.

Кто виноват?

Исходя из вышесказанного, я хочу сделать вывод, который многим не понравится. Я полагаю, что причины аварии не связаны с преступной халатностью отдельных людей. Они носят системный характер и складывались много лет – как минимум, с момента пуска гидроагрегата №2 в 1979 году. Ошибки многих людей, каждая из которых сама по себе не была фатальной, сложились в одной точке. Кто-то из них уже умер. Оставшиеся будут чувствовать ответственность за эту трагедию всю жизнь. Искать и принародно наказывать “козлов отпущения” в этой ситуации глупо. Хотя, политически целесообразно. Массам нужны конкретные люди, которых можно объявить ответственными за все. И похоже, что их уже нашли.

Гидроэнергетическая отрасль постепенно отошла от вызванного аварией шока. Выводы сделаны, и они основаны на понимании системного характера аварии. Что внушает определенный оптимизм.
Tags: Саяно-Шушенская ГЭС
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 13 comments