Nové a čistší Tušimice II

V dubnu roku 2012 podepsala společnost ČEZ (investor komplexní obnovy Elektrárny Tušimice II) s generálním dodavatelem ŠKODA PRAHA Invest protokol o převzetí posledního ze čtyř rekonstruovaných bloků elektrárny do provozu. Uzavřela se tak rozsáhlá a náročná komplexní rekonstrukce celé elektrárny. Komplexní obnova Elektrárny Tušimice II je prvním projektem programu obnovy výrobních zdrojů Skupiny ČEZ v ČR. Investor zvolil variantu komplexní obnovy stávajícího technologického zařízení s aplikací nejlepší dostupné technologie BAT (Best Available Technology) k zefektivnění výroby elektřiny a tepla, k odstranění provozních nedostatků stávající technologie elektrárny a ke snížení emisí v souladu s požadavky Národního programu snižování emisí. Životnost elektrárny se prodlouží o dalších 25 let, což je v souladu s předpokládaným vytěžením dolu Libouš, jenž zásobuje elektrárnu palivem s výhledem do roku 2035. Z pohledu projektové přípravy se zvolila nejobtížnější varianta. Do původních stavebních konstrukcí bloků byla instalována nová technologie s vyšší účinností, za použití některých stávajících zařízení, u nichž lze předpokládat provozní životnost dalších 25 let. KOTELNA A ODSIŘOVACÍ JEDNOTKY Kotel typu PG575 od Vítkovice Power Engineering je řešen jako průtlačný, dvoutahový, s granulačním ohništěm a přímým foukáním uhelného prášku do hořákových sekcí. Spalovací komora kotle má mezi kótami +10,0 m a +26,4 m tvar 8úhelníku, zbývající část je obdélníkového průřezu o rozměrech 14 360 × 13 200 mm. Strop kotle je na úrovni +57,50 m. K přípravě uhelného prášku bylo symetricky instalováno 6 ventilátorových mlýnů s práškovými hořáky zaústěnými ve zkosených rozích a bočních stěnách spalovací komory kotle. Pro zapalování prášku a stabilizaci hoření je určeno 6 stabilizačních plynových hořáků na zemní plyn. Použité ventilátorové mlýny zajišťují provoz kotle na všech výkonových hladinách v regulačním rozsahu 50–105 % jmenovitého výkonu, a to při spalování paliva s kvalitativními parametry v celém zadaném rozsahu. Jmenovitý výkon kotle je zajištěn provozem 4 nebo 5 mlýnů v závislosti na kvalitě spalovaného paliva. K přívodu spalovacího vzduchu pro každý kotel slouží pouze jeden vzduchový axiální ventilátor. Vzduch je vháněn přes ohřívák vzduchu Ljungström do vzduchových kanálů kotle. Spaliny se odvádí ze zadního tahu kotle spalinovým kanálem přes Ljungström do elektrostatického odlučovače popílku. Pouze jeden kouřový ventilátor dopravuje spaliny do dvoublokové odsiřovací jednotky. Vzhledem k tomu, že se v projektu nepočítalo s využitím stávajícího 300metrového komínu, odsiřovací jednotky nemají spalinový obtok. Sání kouřových ventilátorů každé dvojice kotlů jsou proto propojena spalinovým kanálem s regulační klapkou pro vyrovnání tlakových poměrů ve spalinových traktech obou kotlů. To zabezpečuje zvládnutí příp. nestacionárních stavů vznikajících při různých provozních stavech kotlů na vstupu do společné odsiřovací jednotky, zejména při neplánovaných odstávkách (výpadcích) některého z kotlů. Rekonstruované elektroodlučovače zajistí koncentraci tuhých znečišťujících látek na úrovni maximálně 100 mg.Nm-3. Odprášené spaliny jsou zavedeny do nového odsiřovacího zařízení dodavatele AEE Andritz. Je navrženo jako dvoublokové, kde se jedna odsiřovací jednotka (ve venkovním uspořádání) používá pro dva bloky. Byly použity i stávající provozy přípravy vápencové suspenze a odvodnění energosádrovce. V absorbéru jsou ze spalin protiproudem vápencovo-sádrovcové suspenze odstraňovány oxidy SO2, SO3 i kyseliny HCL a HF. Hlavním produktem odsíření je sádrovec (CaSO4). Jako absorbent je použit vápenec. Objemový průtok vápencové suspenze se reguluje v závislosti na množství spalin proudících do absorbéru a vstupní koncentraci SO2 do absorbéru. Odsířené spaliny se odvádějí sklolaminátovým potrubím DN 6700 mm do stávajících repasovaných chladicích věží bloků 21 a 23, bez překřížení toku spalin. Zvolené řešení pomohlo snížit investiční náklady a zároveň zvýšilo požadavky na spolehlivost zařízení a řízení chladicích okruhů věžové chladicí vody při provozu pouze jednoho ze dvou bloků. Projektované hodnoty spalin splňují emisní limity platné pro budoucí, zvláště velké zdroje znečišťování podle nařízení vlády č. 352/2002 Sb. Oxid siřičitý 200 mg.Nm-3 NOX po přepočtu na NO2 200 mg.Nm-3 Tuhé znečišťující látky 20 mg.Nm-3 Oxid uhelnatý 250 mg.Nm-3 STROJOVNA Ve stávajícím objektu strojovny jsou na původních, částečně upravených turbínových základech instalovány moderní turbíny o výkonu 200 MWe. Pracují s vyššími parametry admisní páry, s vyšší tepelnou účinností a umožňují docílit požadovanou účinnost bloku. Parní turbína 200 MW (od společnosti ŠKODA POWER) je třítělesová, rovnotlaká, kondenzační s přihříváním páry a 8 neregulovanými odběry páry pro ohřev kondenzátu, napájecí vody, topné vody výměníkových stanic a pro pohon turbonapáječky. Součástí komplexní obnovy je rovněž výměna příslušenství turbíny a většiny souvisejících technologických zařízení, včetně nového, vzduchem chlazeného generátoru Siemens. Napájecí čerpadla zůstávají ve stávajícím uspořádání. To znamená: 1× 100% turbonapáječka a 2× 50% elektronapáječky. Zatímco turbínka hlavního napájecího čerpadla je nová, vysokotlaké napájecí potrubí zůstalo původní, s výjimkou části okolo nově instalovaného srážeče přehřátí páry, jenž pomáhá zvýšení účinnosti cyklu. Na rozdíl od potrubí napájení, stávající vysokotlaké parovody byly kompletně vyměněny. Došlo také k výměně nízkotlaké a vysokotlaké regenerace, kondenzátních čerpadel, ohříváků topné vody a výměníkové stanice tepla, jež slouží k vytápění města Kadaně. VLASTNÍ REALIZACE PROJEKTU Realizace projektu byla rozdělena do dvou etap. V každé se realizovaly dva bloky s tím, že druhé dva byly v provozu pro zabezpečení dodávek elektřiny a tepla pro přilehlé město Kadaň. To vyžadovalo celou řadu provizorních opatření v oblasti technologické, stavební, ale zejména elektro a systému kontroly a řízení (SKŘ). V rámci I. etapy projektu (po 2. 6. 2007) bylo obnoveno technologické zařízení a stavební objekty na blocích 23 a 24. Odstranila se původní dožitá technologie. Byly zhotoveny nové základy pro stroje či upraveny stávající. Došlo na rozsáhlou repasi stávajících ocelových konstrukcí a vybraných objektů elektrárny. Na tyto práce navazovala montáž jednotlivých technologických zařízení: kotelny, strojovny, odsíření, vodního hospodářství a dalších provozních souborů. Vyskytla se řada problémů, a to jak z hlediska prováděcí dokumentace, tak při vlastní montáži zařízení. Především bylo nutné stále plánovat a aktualizovat termíny vzájemně provázaných činností s dostatečným předstihem, a to jak s ohledem na montáž, tak i navazující operace při uvádění zařízení do provozu. Další klíčovou fází realizace bylo období předávání namontované technologie pro instalaci nové kabeláže elektro a ovládání. V rámci tzv. předávání připojovacích míst elektro a SKŘ se postupně oživovaly jednotlivé části technologického zařízení pro předepsané zkoušky. Testy již zapojených dílčích technologických zařízení předcházely závěrečnému najetí celého bloku a provedení celé řady zkoušek s cílem prokázat dosažení garantovaných parametrů zařízení, a to v oblasti bezpečnosti, spolehlivosti a samozřejmě ekologie a provozní ekonomie. Období zprovozňování začalo tzv. čisticími operacemi. Na dokončeném bloku proběhla chemická vyvářka kotle (resp. jeho tlakového celku) a poté čisticí parní profuky. Chemická vyvářka odstraňuje zbytky konzervačních prostředků z výroby a montáže na vnitřních površích trubek. Rozhodující fází zprovozňování výrobního bloku je tzv. bypassový provoz bloku, jenž slouží k zajištění požadované chemické čistoty kondenzátu a páry. Po něm následovalo první najetí turbíny a zahájení primárních zkoušek souvisejícího zařízení. Primární zkoušky byly v I. etapě završeny 1. přifázováním bloku 23 do energetické soustavy (23. 6. 2009). Blok 24 se poprvé přifázoval 19. 9. 2009. Poté přišlo na řadu postupně seřizování technologie a „dolaďování“ algoritmů regulací. Po komplexním vyzkoušení (dynamické změny výkonu) a zkoušce bloku (stabilizovaný 144hodinový provoz) se potvrdila provozuschopnost, spolehlivost, bezpečnost a kvalita provedeného díla. Následovaly garanční testy, které verifikovaly splnění všech požadovaných garantovaných parametrů. Zkušenost z průběhu realizace díla ukazuje, že původně nastavený harmonogram projektu KO ETU II byl značně ambiciózní, a tudíž ne všechny klíčové termíny I. etapy byly dodrženy. Způsobily to především pozdní dodávky některých technologických komponentů na stavbu, obtížná koordinace prací a potřeba neovlivnit technologie dvou paralelně provozovaných bloků. Do určité míry se na zpoždění podílelo i počasí a především zimní období, kvůli němuž bylo třeba přijetí celé řady provizorních opatření. Svou roli sehrál rovněž fakt, že po dlouhé době šlo o 1. projekt takového rozsahu realizovaný v ČR. Že český průmysl tuto výzvu nakonec zvládl, plně prokázala II. etapa, která proběhla již zcela bez zpoždění, i fakt, že na konci celkové rekonstrukce dosahuje elektrárna ještě vyšších výkonových parametrů, než bylo na začátku projektováno. Zkušenosti z realizace I. etapy se efektivně uplatnily ve II. etapě. V průměru bylo zapotřebí na kompletní realizaci jednoho bloku necelých 15 měsíců. Projekt se nesoustředil pouze na vylepšení technických parametrů. Pamatoval rovněž na zlepšení vzhledu Elektrárny Tušimice II: s novou fasádou hlavního výrobního bloku a bez vysokého kouřicího komínu odpovídá elektrárna současným představám o vnější podobě moderního průmyslového komplexu. Ing. Jan Štancl, ředitel sekce Klasické a obnovitelné zdroje Ing. Zdeněk Šnaider, ředitel projektu KO ETU II ŠKODA PRAHA Invest