ŠKODA POWER a Doosan company pro českou energetiku

Společnost ŠKODA POWER, významný výrobce a dodavatel technologických zařízení a zákaznických služeb v oblasti energetiky s více než stoletou tradicí výroby parních turbín, jejíž akvizici v prosinci 2009 dokončila firma Doosan Heavy Industries & Construction, úspěšně realizuje projekty pro českou energetiku. Příkladem může být projekt komplexní obnovy elektrárny Tušimice II se čtyřmi turbínami ŠKODA o výkonu 200 MW. V průběhu 60. a 70. let minulého století byla pro výrobu elektrické energie v tehdejším Československu vybudována flotila bloků pro základní zatížení. Jednalo se z velké části o bloky s jmenovitým výkonem 200 MWe. V průběhu provozu byly tyto bloky částečně modernizovány. Od 90. let je však provoz některých těchto bloků omezován a nebo dokonce zrušen. Stále přísnější požadavky z pohledu emisí CO2 při výrobě elektrické energie logicky podpořily myšlenku na zásadní zefektivnění výroby v uhelných elektrárnách. V této souvislosti byla elektrárna Tušimice II 4x200 MW jako první určena ke komplexní obnově. Vedle výroby elektrické energie je možným výstupem cyklu i dodávka tepla v rozsahu až 80 MWt. Projekt „Komplexní obnova elektrárny Tušimice II“ byl vyhlášen v roce 2006. Koncepce obnovy elektrárny předpokládala zásahy do cyklu na straně kotle, turbíny i chladícího okruhu. Cílem všech těchto úprav bylo dosažení měrné spotřeby tepla maximálně 7828 kJ/kWh při jmenovitých vstupních a výstupních parametrech cyklu. V soutěži na dodávku zařízení strojovny pro tento projekt uspěla ŠKODA POWER. Dosažení vysoké účinnosti a spolehlivosti turbín při co nejnižších výrobních nákladech bylo hlavním kritériem pro návrh nových strojů. Nové turbíny musely být umístěny na původní základ, což prakticky rozhodlo o možné konfiguraci stroje, tj. o původním třítělesovém uspořádání. Toto uspořádání mělo příznivý dopad na výslednou účinnost turbíny, nebylo však zcela výhodné z pohledu vynaložených nákladů, pro které by modernější dvoutělesové uspořádání nabízelo výhodnější a úspornější řešení. Požadavkem zadavatele však bylo minimalizovat dopady do základu stroje a tak musela být použita třítělesová koncepce turbíny. Aby mohlo být dosaženo požadované zlepšení měrné spotřeby tepla, bylo třeba na straně turbíny kromě jiného zásadně změnit návrh dosud použitého profilování lopatek. ŠKODA POWER se v té době již delší dobu připravovala na uplatnění tzv. 3D lopatkování, které díky obecnému tvarování profilů umožňuje příznivě ovlivnit úroveň ztrát v turbínových stupních. Po provedení řady experimentálních měření a CFD výpočtů souvisejících s 3D profilováním lopatek se tak turbína pro projekt 200 MW Tušimice stala prvním strojem, u kterého bylo v plné míře nasazeno toto moderní 3D lopatkování. První měření na dvou již dodaných blocích plně prokázalo, že uplatnění tohoto typu lopatkování bylo správným a nezbytným krokem. Ke zvýšení účinnosti celého cyklu přispělo kromě nasazení moderního typu lopatkování například i významné navýšení termodynamických vlastností admisní páry. Její hodnoty pa=17,5 MPa, ta 570 °C a teplota přihřáté páry t=575 °C se řadí k velmi dobrým hodnotám pro moderní subkritické bloky. Použití těchto teplot si vynutilo nasazení odolnějších materiálů pro některé exponované díly turbíny, zejména se jednalo o širší uplatnění materiálu P91 pro turbínová tělesa nebo ventilové komory. Navýšení provozních teplot vyloučilo i použití dosud tradičních technologií - například nitridace povrchů jako ochrany proti oxidaci a zadírání. Zde se poprvé ve větší míře podařilo nahradit tuto technologii moderními HVOF nástřiky. Vstup do oblasti těchto vyšších admisních teplot na projektu Tušimice II otevřel prostor pro přípravu na konstrukci turbín s ještě vyššími parametry. Řada zkušeností získaných na projektu Tušimice II pak byla využita při návrhu USC turbíny pro projekt „Nový zdroj Ledvice 660 MW“. Vedle vlastní turbíny dodávala ŠKODA POWER v rámci projektu Tušimice II i další součásti strojovny – například generátor, modernizovanou turbínu pro pohon napájecího čerpadla, ohříváky regeneračního systému i vybavení výměníkové stanice a novou vnitřní vestavbu kondezátoru. Do dodávky patřil i nový řídicí systém turbíny. V současné době jsou již v provozu a po úspěšném garančním měření bloky TG23 a TG24. Výsledky měření na obou blocích dosahují velmi podobných hodnot a s rezervou se podařilo splnit požadavek na měrnou spotřebu tepla jako hlavního ukazatele efektivnosti přeměny energie v cyklu. Projekt obnovy elektrárny Tušimice II se tak stal pro ŠKODA POWER úspěšným vstupem do oblasti subkritických bloků s vyššími vstupními parametry páry na domácím trhu. Dalším projektem v rámci komplexní obnovy klasických elektráren v ČR, na kterém se podílí ŠKODA POWER, je projekt Prunéřov II. Elektrárna Prunéřov II s instalovaným výkonem 5×210 MWe byla vybudována firmami z bývalé Polské lidové republiky a uvedena do provozu v roce 1982. Elektrárna je v současnosti užívána v oblasti základního zatížení obchodního diagramu ČEZ a poskytuje podpůrné služby přenosové soustavě. V roce 1996 byla elektrárna vybavena novým odsířením. Základním účelem komplexní obnovy elektrárny Prunéřov II je prodloužení životnosti její části, konkrétně bloků B23, B24 a B25 o 25 až 30 let. Nedílným účelem obnovy je zefektivnění výroby elektřiny modernizací technologie na požadovanou brutto účinnost v kondenzačním provozu: min. 41,5 %, požadovaný koeficient vlastní spotřeby elektřiny ke 1,11 max. a snížení emisí škodlivin, vyplývající z legislativních podmínek k získání povolení na dobu projektové životnosti obnovené části elektrárny. V případě tohoto projektu již bylo možno požadované turbíny 3x250 MW navrhovat v moderním dvoutělesovém uspořádání. Turbína tak bude mít kombinovaný vysokostředotlaký díl a jeden dvouproudový nízkotlaký díl s koncovou lopatkou o délce 1085 mm. Práce na projektu však byly z důvodu nevyjasněnosti schvalovacího procesu celé akce pozastaveny a nyní se opět rozebíhají. Dosažené dobré výsledky na projektu Tušimice II dávají oprávněný předpoklad splnění požadovaných hodnot i na projektu Prunéřov II. Společnost ŠKODA POWER a Doosan company i celá Doosan Heavy Industries & Construction jsou připraveny i v budoucnosti dodávat pro českou energetiku výrobky špičkové kvality, nabízet zákazníkům specializované služby a získat tak v krátké době čelní pozici špičkového výrobce energetických zařízení, a to nejen v evropském, ale i v celosvětovém měřítku. ŠKODA POWER se touto akvizicí stává členem velké rodiny, která jí poskytne veškerou potřebnou finanční a technickou podporu tak, aby se stala hlavním nositelem know how a vývoje parních turbín. Miroslav Kapic, úsek Rozvoj ŠKODA POWER a Doosan company