Руководитель отдела проектирования систем мониторинга конструкций ГК «СОДИС Лаб» Владислав Усков в интервью нашему блогу рассказал об особенностях мониторинга гидротехнических сооружений и о том, почему многие российские разработчики отказались от идеи производить собственные датчики.
Расскажите о своём опыте внедрения систем мониторинга объектов.
Я начал свою текущую профессиональную деятельность в компании АО «Ленгидропроект», которая является генеральным проектировщиком многих ГЭС в нашей стране. С 2013 года специализируюсь на контрольно-измерительной аппаратуре. За это время принял участие во множестве проектов по реконструкции контрольно-измерительных систем гидротехнических сооружений на станциях Дагестанского филиала ПАО «РусГидро», Саяно-Шушенской ГЭС, Майнской ГЭС, Саратовской ГЭС, Воткинской ГЭС, Бурейской ГЭС, Зейской ГЭС, а также по созданию систем контрольно-измерительной аппаратуры на строящихся Нижне-Бурейской ГЭС, Зарамагских ГЭС, Усть-Среднеканской ГЭС и Гоцатлинской ГЭС.
В 2018-м году я начал работать во Всероссийском научно-исследовательском институте гидротехники имени Веденеева, где занимался внедрением контрольно-измерительной аппаратуры на станциях Дагестанского филиала ПАО «РусГидро», филиале «Невский» ПАО «ТГК-1», Зейской ГЭС и Зарамагских ГЭС, вёл научную деятельность и участвовал в разработке информационно-диагностических систем.
Что в себя включает мониторинг гидротехнических сооружений и чем он отличается от мониторинга зданий?
С технической точки зрения эти системы между собой очень похожи. На нижнем уровне — датчики, на среднем — системы автоматизации, которые в гидротехнике называются автоматизированными системами опроса (АСО). И на верхнем уровне находится программное обеспечение, в гидротехнике — информационно-диагностическая система (ИДС). Основное отличие заключается в динамике поведения самих объектов мониторинга. В случае мониторинга гидротехнических сооружений, особенно на этапе длительной эксплуатации, изменения контролируемых параметров во времени сильно растянуты, а диапазоны измерений весьма ограничены, тогда как при мониторинге зданий, контролируемые параметры более динамичны и, как правило, имеют большие диапазоны. Это требует от системы опроса датчиков и самих датчиков высокой скорости работы для единовременности получения данных с измерительного оборудования, тогда как при статической работе гидротехнических сооружений опрос большого количества систем контрольно-измерительной аппаратуры может занимать несколько часов.
В России сейчас много говорят про импортозамещение, ставить датчики на промышленные объекты и делать автоматизацию начали ещё в советское время, нам может пригодиться этот опыт?
Изначально ещё с 60-х при строительстве бетонных гидротехнических сооружений I класса в основание закладывалось большое количество измерительных датчиков. Они до сих пор стоят практически на всех ГЭС в нашей стране и большинство из них продолжают работать. Производством таких датчиков с 60-х вплоть до 2014 года занимался НИИ энергетических сооружений, их на протяжении всего этого времени не модернизировали. Это были струнные датчики, никакой автоматизации их опроса, конечно, не подразумевалось. В гидротехнике использовались временные измерительные пульты, и опросы осуществлялись ручными периодомерами, когда специалист подключался с помощью клемов к каждому прибору и снимал показания, занося их в журнал. Такая практика до сих пор используется на большом количестве ГЭС, автоматизация постепенно внедряется, но сделать это единовременно на большом количестве объектов невозможно. В конце 90-х появились отечественные системы, позволяющие автоматизировать эти старые советские датчики, в частности одна из первых таких систем была установлена на Красноярской ГЭС.
В 12-м году вышел новый ГОСТ по мониторингу гидротехнических сооружений, который предписывает необходимость автоматизации контрольно-измерительной аппаратуры. За последние 10 лет в этом направлении было проведено много работы, но пока ещё на многих ГЭС показания собираются до сих пор вручную и нет никакой автоматизации.
А можем ли мы сейчас использовать этот советский опыт разработки и производства собственных датчиков?
Для своего времени советские датчики 60–70-х были довольно надёжными, но в последующие годы устарели. Сейчас уже нет смысла что-то восстанавливать, проще разработать новое. Работы по разработке и выпуску серийных датчиков очень трудоёмки и затратны. Такие работы потребуют огромный объём инвестиций, а в связи с невысоким спросом и стоимостью датчиков экономический эффект будет достигнут очень нескоро, и это при условии отсутствия конкуренции. Собственно, поэтому некоторые ведущие российские организации отказались от идеи производить собственные датчики.
Можете привести пример, когда использование системы мониторинга помогло в каком-то конкретном случае?
До серьёзных аварий на ГЭС у нас пока ни разу не доходило. Не будем брать в пример трагедию на Саяно-Шушенской ГЭС, так как системы контроля за гидросиловым оборудованием относятся к сфере АСУТП. При помощи автоматизированного мониторинга гидротехнических сооружений, при грамотной расстановке аппаратуры, а также при профессиональной работе службы мониторинга, все проблемы удаётся решить на ранней стадии. Например, на Ирганайской ГЭС в галерее плотины, основываясь на показаниях пьезометров, было обнаружено недостаточное падение напора на цементационной завесе, а расход по дренажу был практически нулевой, это позволило дать неудовлетворительную оценку работы цементационной завесы и разгрузочного дренажа. В итоге были выполнены комплексные работы по цементации всего периметра напорного фронта.
В каких случаях система мониторинга обязательна для установки?
В гидротехнике всё прописано по классам сооружений, для каждого необходим определённый объём контрольно-измерительной аппаратуры. Также немаловажную часть составляет визуальный мониторинг, который регулярно должны проводить ответственные специалисты, потому что покрыть сетью датчиков полностью все сооружения практически невозможно. К особой категории относятся объекты, аварии на которых могут привести к большим человеческим жертвам, существенным экологическим последствиям, оказать экономическое и социальное воздействие. Несложно себе представить, что произойдёт, если, к примеру, случится прорыв плотины на водохранилище. Поэтому самое важное, что даёт использование систем мониторинга — это обеспечение безопасности и предотвращение аварийных ситуаций.
