Na návštěvě v kladenské elektrárně

Během posledních deseti let vyrostl na Kladně nový zdroj energie o výkonu 2 × 135 MWe, tvořený dvěma uhelnými bloky s cirkulačními fluidními kotli a jeden blok s plynovou spalovací turbínou a výměníkem pro využití odpadního tepla o výkonu 66,9 MWe. Původní technicky i morálně zastaralé kotle a turbogenerátory bývalých energetických zdrojů Poldi SONP byly odstaveny a jsou postupně fyzicky likvidovány, a to včetně budov. „Z původních technologií prošel rekonstrukcí tzv. blok č. 3, což byl nejmodernější kotel s turbogenerátorem postavený u nás v 2. polovině 70. let 20. století. S jeho provozem se počítá nejdéle do 31.12.2015,“ říká Petr Karafiát, ředitel pro inženýring a ekologii kladenské elektrárny ECK Generating.

Celkový pohled na zdroj, v popředí blokové transformátory bloků č. 4 a 5 – 11,5123 kV, nalevo zapouzdřená rozvodna 123 kV Elektrárny Kladno

Z původních technologických souborů a staveb prošly rekonstrukcí dále pomocné a podpůrné objekty a systémy, jako je chemická úpravna vody, zauhlování, železniční infrastruktura, silniční infrastruktura, systém zásobování vodou a odvodu a čištění vod odpadních a vyvedení elektrického výkonu a připojení do distribuční soustavy vvn 110 kV. Součástí byla „recyklace“ původního pozemku bývalé závodní teplárny, který byl po demolici nepotřebných objektů a zařízení dekontaminován, a nové objekty postaveny na stejném místě, takže nedošlo k žádnému dalšímu záboru zemědělské či lesní půdy. „To je podle našeho názoru též velmi důležité. Byla to ukázková akce využití brownfi elds a v tomto trendu hodlá naše společnost pokračovat i nadále,“ říká P. Karafiát.
Ptám se na opatření, která přispěla k zvýšení účinnosti procesů, a ředitel mi odpovídá, že hlavním opatřením byla náhrada morálně i technicky zastaralých kotlů a turbosoustrojí technologií „state to art“, tj. zařízeními, která mají podstatně vyšší termodynamickou účinnost konverze primární energie v palivu do energie využitelné, tj. elektrické energie a dodávkového tepla. Původní „nejlepší“ kotle totiž měly účinnost kolem 80%, nové fluidní mají kolem 93,5% v běžném povozu. Podobná situace byla a je i u turbogenerátorů. Při garančních měřeních byla naměřena účinnost nových bloků v plně kondenzačním provozu (tedy bez odběru topné páry pro účely vytápění města Kladna či technologické procesy v přilehlé průmyslové zóně) 36,5%, což je více než u starších zařízení. „Další úspory energie znamenala rekonstrukce chemické úpravny vody, celková optimalizace provozu systému dodávek topné páry a navazujících horkovodních výměníkových stanic a podobně,“ vysvětluje ředitel.

Centrální dozorna elektrárny po bloky č. 4, 5, 6 a 8 a pomocné provozy mimo CHÚV

Jak zjišťuji, hlavním přínosem instalace nových technologií, tj. převážně fluidních cirkulačních kotlů je možnost v reálném čase řídit vlastní spalovací procesy tak, aby se daly dodržovat stanovené emisní limity. Emise dusíku jsou řízeny vlastní technologií spalování ve fluidní vrstvě (nižší teploty, kontrola rozložení teplot v loži atd.), emise oxidů síry jsou omezovány injektáží drceného vápence přímo do spalovací komory kotle a emise prachu vysoce účinnými tkaninovými filtry.
Sekundárním účinkem injektáže vápence do spalovací komory je též výrazné omezení emisí halogenových sloučenin (chlorovodík, fluorovodík) a samozřejmě následně i emise organických sloučenin, jako jsou dioxiny a furany. Lze konstatovat, že ohniště fluidního kotle funguje nejen jako zdroj tepla pro ohřev napájecí vody a její přeměnu v páru, ale také jako určitý chemický „reaktor,“ kde dochází k výrazné redukci tvorby a následné emisi životnímu prostředí škodlivých látek.
„Z naměřených výsledků emisního monitoringu a jednorázových kontrolních měření lze konstatovat, že limity stanovené zákonnými předpisy jsou nejen dodržovány, ale hluboce podkračovány,“ přibližuje P. Karafiát.

Generátor, uzel vyvedení výkonu zapouzdřenými vodiči 11,5 kV a prostor VT a NT regenerace

Popeloviny, resp. tuhé zbytky ze spalovacího procesu mají určitě velký potenciál být využity coby druhotné stavební materiály. Popeloviny z kladenské elektrárny jsou v současné době využívány obchodním partnerem jako materiály pro sanace starých důlních děl a lomů, likvidace a rekultivace skládek, těsnění starých odvalů dolů atd. Laboratorní zkoušky prokázaly, že je lze za určitých podmínek využívat i v oblastech silničního stavitelství, dnes existují komerční technologie pro výrobu syntetického kameniva či stavebních prvků atd. „Naše společnost se tímto druhem podnikání nezabývá, nicméně samozřejmě i nepřímo usilujeme o to, aby byly popeloviny co nejlépe zhodnoceny. Doporučoval bych proto obrátit se na kolegy stavbaře či odpovědné úředníky ministerstev průmyslu a obchodu nebo životního prostředí s otázkou, proč nejsou ze strany státu v rámci úsilí o ochranu primárních přírodních zdrojů „recyklace“ a využívání těchto materiálů více ať legislativně, či fi skálně podporovány na úkor těžby přírodních materiálů,“ nastiňuje problém v legislativě ředitel. „Není to samozřejmě jen otázka ekonomická, je to též záležitost celkové filozofi e společnosti a jejího postoje vůči ochraně životního prostředí. Když už si něco jednou z přírody vezmeme, pak bychom to měli umět maximálně využít a ne jen „vyhodit“ a místo toho si vzít něco jiné. Naše společnost ovšem nedokáže ovlivňovat rozhodování na úrovni týkající se celkové strategie využívání potenciálních druhotných surovin,“ dodává.

Strojovna TG 2 × 135 MWe

Ptám se na budoucnost rozvoje a Petr Karafiát odpovídá: „Stávající bloky č. 4 a 5 (2 × 135 MWe) jsou z hlediska účinnosti na hranici svých fyzikálních možností, a proto se strategie společnosti zaměří na udržení jejich účinnosti pokud možno po celou zbývající dobu jejich životnosti. Jak už jsem uvedl, nejstarší a nejméně účinný blok č. 3 bude buď odstaven bez náhrady, nebo nahrazen novým o vyšší celkové termodynamické účinnosti než mají stávající č. 4 a 5. V současné době se projektově prověřují obě možnosti“.
Mimo případnou náhradu za dosluhující blok č. 3 je v plánu elektrárny soustředit se v následujícím období na udržení účinnosti bloků stávajících a dále na další optimalizaci distribučních sítí elektrické energie a tepla, kde jsou určitě ještě rezervy. Celý systém byl totiž původně vybudován pro provoz oceláren a dalších těžkých provozů bez ohledu na ztráty energií. V současnosti postupně probíhá proces optimalizace provozu, a tedy i spotřeby energie jak u největších odběratelů (ocelárna Poldi Hütte, válcovny Třineckých železáren), tak samozřejmě i konverze velkých ploch a původních provozů těžkého průmyslu na logistické areály, lehký průmysl, služby atd. „Ty mají jiné požadavky na dodávky energie, a tedy i výkony a kapacity elektrických transformačních stanic a rozvodů. Totéž platí samozřejmě i pro dodávky tepla,“ vysvětluje.
Součástí strategického plánu společnosti je neustálé omezování zejména emisí do ovzduší jakožto dominantního druhu znečišťování životního prostředí. Od 1. ledna 2008 dojde proto na obou fluidních kotlech ke snížení emisního limitu pro oxidy síry o sto miligramů na normální kubický metr spalin a od 1.1.2016 o snížení emisí oxidů dusíku z těchto kotlů na jednu polovinu oproti stávajícímu stavu. Pokud dojde k výstavbě náhrady za blok č. 3, pak ten již od počátku bude splňovat limity platné pro rok 2016, tedy zhruba jednu třetinu toho, co produkuje dnes.

(foto Stanislav Cieslar, archiv ECK Generating, a. s.)

Autor

• Ing. Cieslar Stanislav