Развитие методов монтажа гидросилового оборудования

В дореволюционное время в нашей стране производства гидросилового оборудования не существовало, если не считать трех-четырех небольших заводов и мастерских, выпускавших мелкие турбины для мельниц, бумажных фабрик, лесопильных заводов и других нужд промышленности и сельского хозяйства. Производство гидротурбин и гидрогенераторов для электростанций—новые отрасли машиностроения, зародившиеся лишь после Великой Октябрьской социалистической революции.

В сравнительно короткий арок эти отрасли машиностроения вместе со всей советской тяжелой индустрией достигли такой степени развития и такого технического уровня, которые позволили полностью обеспечить потребность страны в гидротурбинах и гидрогенераторах. Ведущими заводами в стране стали: по гидротурбинам — Ленинградский металлический завод, а по гидрогенераторам — завод «Электросила» имени С. М. Кирова.

На первых этапах освоения производства оба завода пользовались технической помощью иностранных фирм, которая заключалась в получении проектных материалов. Однако с первых же шагов изготовления новой для них продукции заводы не копировали заграничный опыт, а стали на путь создания самостоятельных конструкций. В августе 1925 г. близ станицы Кочетовской на Дону был произведен пуск первой гидравлической турбины, изготовленной ЛМЗ по собственным чертежам.

В мае 1926 г. на Мигеевской ГЭС близ г. Первомайска вошел в строй автоматический регулятор скорости, впервые изготовленный в Советском Союзе в мастерских ЛМЗ. В декабре 1926 г. дал промышленный ток первый из четырех советских гидрогенераторов, установленных на Волховской ГЭС имени В. И. Ленина; генераторы были изготовлены заводом Электросила» по чертежам советских конструкторов.

Развитие методов монтажа гидросилового оборудования неразрывно связано с развитием производства гидротурбин и гидрогенераторов. Освоение промышленностью новых типов турбин, внедрение новых конструкций, увеличение мощности и размеров машин — все это неизбежно и последовательно находило отражение в методах производства монтажных работ. Начиная с установки первых же машин советского производства, техника монтажа осваивалась самостоятельно без всякой иностранной помощи.

В силу конструктивных особенностей гидротурбин и гидрогенераторов монтаж этого оборудования тесно связан с производством строительных работ на гидростанциях. Поэтому на развитие методов монтажа не могли не влиять уровень строительной техники, способы и порядок производства строительных работ. Это влияние нельзя считать односторонним: опыт отечественного гидроэнергостроительства показал, что новые методы монтажа влекут значительные изменения общего хода строительства на гидроэнергетических сооружениях.

Почти весь довоенный период, начиная с постройки первенцев советского гидроэнергостроительства - Волховской и Земо-Авчальской гидроэлектростанций,—характеризуется твердо установившимися традициями в отношении (Производства монтажных работ, общими как для нашей, так и для заграничной практики.

С внедрением поворотнолопастных турбин с увеличением мощности и размеров турбин и генераторов, с изменением их конструкций несколько менялась монтажная технология, но сам монтаж как определенная составная часть всего комплекса работ по сооружению гидроэлектростанций занимал в этом комплексе одно и то же определенное место.

В то время считали, что даже первоначальные работы по монтажу агрегата — установка закладных частей турбины — должны идти при законченном (хотя бы вчерне) здании станции, при наличии в машинном зале действующих эксплуатационных кранов. Монтаж генератора шел позже со сдвигом во времени по отношению к монтажу турбины. Сборочные площади ограничивались постоянной монтажной площадкой в здании станции.

В этих условиях цикл монтажа гидросилового оборудования почти полностью входил составной частью в общий цикл строительства станции.

Подавляющее большинство строившихся станций имело небольшое число агрегатов. На зарубежных многоагрегатных станциях ввод агрегатов производился обычно очередями, группами с довольно значительными интервалами между временем их ввода. На сооружение гидростанций отводился значительно больший период времени, чем это делается сейчас. Масштабы гидроэнергостроительства в нашей стране не имели того размаха, который был придан этому строительству после войны, а монтажным работам не придавали того значения, которого они заслуживают; не было предпосылок для коренного пересмотра методов производства работ.

Чтобы лучше уяснить те большие изменения, которые в сравнительно небольшой период времени произошли в области монтажа гидросилового оборудования, полезно обратиться к некоторым примерам прошлого.

В «Вестнике Волховстроя» в 1926 г. был опубликован график монтажа агрегатов Волховской ГЭС, составленный шведской фирмой — поставщиком турбин — из расчета работы в одну смену; при этом условии общий цикл монтажа всех восьми агрегатов исчислялся в размере 27 ½ мес. При работе в две смены этот цикл определился фирмой в 22 мес., а при работе в три смены — в 17 мес. Строительством в плане производства работ была принята длительность монтажа 18 мес. Фактически же монтаж восьми агрегатов продолжался около 24 мес. (VIII 1925 г. — VIII 1927 г.).

Монтаж агрегатов первой очереди Земо-Авчальской ГЭС (четыре агрегата по 4 500 л. с.) был начат в апреле 1926 г. Станция введена в эксплуатацию в июне 1927 г.

В 1930 г. для монтажа четырех агрегатов Нижне-Свирской ГЭС был составлен предположительный график шведской фирмой Werkstaden Kristinсhamn, поставлявшей турбины для этой станции. Длительность монтажа каждого агрегата (без закладных частей турбины и пусконаладочных работ) определялась в 5 ½ мес., а интервалы между окончанием монтажа агрегатов — в 3—3 ½ мес. Фактическое время монтажа, проведенного под руководством шведских специалистов в период 1933 г.— 1935 г., примерно соответствовало графику 1930 г.

Длительность монтажа трех агрегатов первой очереди австрийской гидроэлектростанции Иохенштейн (не считая монтажа закладных частей и подготовительных работ по монтажу турбин) составила: для агрегата № 1—5 мес., для агрегатов № 2 и 3 — по 47г мес. Интервалы между окончанием монтажа агрегатов — 3 мес.

По мощности, размерам, типу турбин агрегаты ГЭС Иохенштейн одинаковы с агрегатами Нижне-Свирской ГЭС. Из приведенных выше данных следует, что в отношении темпов монтажа заграничная практика осталась на том же уровне, на котором была 20—25 лет назад.

В этой области в Советском Союзе произошли крупные изменения, которые нужно отнести к послевоенному периоду и главным образом к периоду последних 5—6 лет.

Большая программа гидроэнергостроительства и директивное сокращение сроков строительства привели к кардинальному пересмотру существовавших ранее методов монтажа. В 1949 г. были предложены и в том же году приняты к внедрению новые методы монтажа, сводившиеся к двум основным положениям: организованному совмещению монтажных работ со строительными и производству монтажа широким фронтом, охватывающим одновременно несколько агрегатов, с применением временных дополнительных монтажных площадок для укрупнения узлов турбин и генераторов.

Новые методы организации монтажа позволили, во-первых, исключить из общего времени, необходимого на строительство объекта, значительную часть периода монтажных работ; во-вторых, добиться рекордного сокращения длительности монтажа самого агрегата и, в-третьих, получить такую интенсивность ввода машин на мощных многоагрегатных гидростанциях, которая не имела прецедента во всей предыдущей мировой практике.

Новые методы монтажа хотя и были внедрены в лечение всего нескольких лет, но вводились все же не сразу, а постепенно, с проверкой отдельных положений на нескольких стройках: Верхне-Свирской ГЭС, Мингечаурской ГЭС, Цимлянской ГЭС,—вот основные этапы того пути, который привел к результатам, достигнутым на Камской, Куйбышевской и других гидростанциях.

Наиболее показательным примером в смысле эффективности новых методов работ является, несомненно, Куйбышевская ГЭС. График фактического ведения монтажа за период май—декабрь 1956 г. (рис. 1) показывает, что в последние 5 мес. этого года были введены в эксплуатацию девять агрегатов.

Рис. 1. Исполнительный график монтажа агрегатов Куйбышевской ГЭС в 1956 г

Интенсивность ввода за этот период характеризуется интервалом в среднем около 19 дней, в декабре же этот интервал был доведен в среднем до 10 дней. Таким образом, подтвердилась реальная возможность осуществления той интенсивности ввода, которая была заложена еще в проекте производства работ.

Как известно, агрегат № 1 Куйбышевской ГЭС дал промышленный ток в декабре 1955 г., № 2 — в январе и № 3 — в апреле 1956 г. Спад интенсивности ввода агрегатов в первой половине 1956 г. и такой же спад в первой половине текущего года объясняются исключительно ходом строительных работ, на который зимние условия повлияли отрицательно.

При монтаже агрегатов Горьковской ГЭС наилучшие результаты в отношении срока установки одного агрегата получены на агрегате № 7. Как видно из исполнительного графика работ (рис. 2), монтаж этого агрегата — без монтажа закладных частей и пусконаладочных работ — занял всего 1 мес.

Рис. 2. Исполнительный график монтажа агрегатов Горьковской ГЭС в 1956 г.

Эффект достижений советской техники в области монтажа гидросилового оборудования бесспорен и очевиден, если сопоставить приведенные выше данные: с одной стороны, по Нижне-Свирской ГЭС и ГЭС Иохенштейн и по гидростанциям — Горьковской и Куйбышевской— с другой. При этом следует иметь в виду, что размеры, мощность и вес агрегатов двух последних станций значительно больше, чем у агрегатов Нижне-Свирской ГЭС и ГЭС Иохенштейн.

Новые методы работ требуют дополнительных расходов по сравнению с производством работ по обычной схеме. Так, например, совмещенный монтаж обходится примерно на 10% дороже монтажа в готовом здании. Монтаж широким фронтом вызывает в отдельных случаях значительные расходы на сооружение временных монтажных площадок: на Куйбышевской ГЭС такая площадка представляет собой, по существу, сборочный цех, площадь которого составляет около 3 300 м².

Однако указанное удорожание во много раз окупается эффектом, получаемым от применения новых методов работ. При составлении проекта монтажных работ на Куйбышевской ГЭС было исчислено, что удорожание от совместного метода и стоимость временного сборочного цеха в 8 - 9 раз перекрываются стоимостью дополнительно выработанной за счет ускорения ввода агрегатов энергии; выявившаяся возможность частичного использования этого цеха для нужд постоянной эксплуатации дополнительно увеличивает указанное соотношение в лучшую сторону.

Если ожидаемый по Куйбышевской ГЭС эффект оценить не деньгами, а экономией топлива, то такая экономия составит около 700 000 т угля. В условиях, когда недостаток электроэнергии ограничивает выпуск промышленной продукции, эффект от скоростного монтажа приобретает еще более существенное значение.

В настоящее время монтаж гидросилового оборудования на мощных многоагрегатных станциях — это индустриальное производство, способное ритмично, в короткие сроки вводить на объекте один агрегат за другим. К сожалению, уровень индустриализации строительных работ ниже, чем монтажных, и строительная техника пока еще не может обеспечить того ритма и темпа строительства, которые позволяли бы полностью использовать возможности монтажного производства.

Повышение уровня строительной техники, ритмичное ведение строительных работ в течение всего года — это задача, которая должна быть разрешена советскими специалистами в течение ближайших лет.