Nový moderní plynový kotel v Plzeňské energetice a.s.

• Foto

Trocha historie neuškodí …

Začátkem sedmdesátých let minulého století bylo pro účely pokrytí zvýšených odběrů tepla v tehdejším areálu ŠKODA rozhodnuto o výstavbě nového špičkového zdroje tepla v bývalém Energetickém závodě ŠKODA (dnes Plzeňská energetika a.s.), který se skládal mimo jiné z nových objektů olejové kotelny, venkovního olejového hospodářství a výměníkové stanice pára/horká voda (ozn. VS III).

V nové olejové kotelně byl v roce 1975 uveden do provozu jeden, středotlaký parní, dvoububnový kotel označený K5, výrobcem byla První brněnská strojírna, národní podnik. Ruku v ruce s následným plánovaným rozšiřováním výroby v tehdejším podniku ŠKODA došlo i k rozšíření tohoto objektu kotelny, do které byl v roce 1978 instalován druhý kotel, označený K6, stejného výrobce. 

Pro skladování paliva bylo vybudováno olejové hospodářství, které sestávalo z celkem 6 ks zásobníků vč. potřebného příslušenství o celkové skladovací kapacitě 11 200 m³ těžkého topného oleje (mazutu). Nová výměníková stanice o výkonu 58 MWt, která byla umístěna, stejně jako stávající stanice VS I a VS II, v objektu strojovny elektrárny ELÚ III (pozn. historické označení ELÚ, tedy “elektrická ústředna“ pochází z dob Emila Škody) byla připojena na stávající horkovodní systém pro zajištění dodávek tepla do nové větve TH+RH (turbinová a reaktorová hala).

Oba olejové kotle tak byly schopné zajistit dle potřeby dodávku páry jak do výměníkových stanic, tak do středotlakých parních rozvodů pro topné a technologické potřeby odběratelů v areálu ŠKODA. A tak také činily.

V letech 90tých však začala průmyslová výroba v podniku ŠKODA stagnovat, docházelo k opouštění některých areálových objektů, zároveň s rostoucími cenami energií přišlo na úsporná opatření v podobě omezování vytápění, přechodu z parního na horkovodní vytápění, majitelé objektů začali s postupným zateplováním budov. Výsledkem tohoto procesu byl poměrně značný pokles dodávek tepla, což se promítlo do ročního provozního fondu obou kotlů – četné starty i dlouhodobé odstávky přispívaly ke zhoršování technického stavu tohoto zařízení (koroze, netěsnosti). Zajišťování standardní údržby takto provozovaných zdrojů bylo nerentabilní.

Šlo bohužel (nebo bohudík?) o nevratný proces. Olejové kotle tak plnily, byť v silně omezeném rozsahu, svoji funkci až do roku 2007 (K6), resp. 2010 (K5), kdy s ohledem na jejich celkový technický stav a stále se zpřísňující legislativní požadavky na ochranu ovzduší bylo rozhodnuto o jejich převedení do studené zálohy. Co bylo dál?

VYUŽITÍ PŮVODNÍHO OBJEKTU KOTELNY K5,6

Podnět pro využití části objektu kotelny přišel v roce 2007, kdy se začala zvažovat investice nového charakteru. Šlo o tři kompaktní zdrojové jednotky (dieselový motor na společném rámu s generátorem a příslušenstvím, výrobce Wärtsilä, Finsko), které tvořily rychlestartující zdroj elektrické energie. Projekt byl dlouze diskutován a nakonec schválen i z důvodu relativně příznivých investičních nákladů, k čemuž přispěla i možnost využití stávajících objektů a technologií příslušných již neprovozovaným olejovým kotlům K5,6 (kotelna, zásobní nádrž na TTO, komín). Došlo tedy k likvidaci kotle K6, na jehož místě byl nový energetický zdroj s názvem “Záložní zdroj elektrické energie 22 MW“, dnes motorgenerátory, v roce 2011 uveden do komerčního provozu. Odstavený kotel K5 zůstal v objektu kotelny po oddělení příslušných požárních úseků zachován.

V této době byly již v naší společnosti na zdrojích úspěšně certifikovány Podpůrné služby podle kodexu ČEPS – provozní zkušenosti s jejich poskytováním přispěly k učinění důležitého rozhodnutí – vybudovat na místě kotle K5 nový zdroj tepelné energie, který umožní krom jiného i rozšíření nabízeného výkonového rozsahu těchto služeb v topné sezóně prostřednictvím tří provozovaných turbosoustrojí. Tak se začala psát další nová kapitola rozšiřování energetického zdroje, teplárny ELÚIII.

NOVÝ KOTEL – ALE JAKÝ?

V roce 2010 byly definovány potřeby a rozsah tohoto nového projektu, stanoveny potřebné výkonové parametry, jednoduše shrnuto – nový středotlaký rychlestartující kotel včetně příslušenství, v objektu kotelny, o jmenovitém parním výkonu 55 t/h.

Výběrové řízení na generálního dodavatele však nepřineslo očekávaný výsledek – celkové investiční náklady byly příliš vysoké, kalkulovaná návratnost se tak pohybovala mimo rámec představ akcionáře společnosti. Investice v této podobě byla odsouzena k zániku, výběrové řízení zrušeno. Co dál? Bylo zapotřebí záměry a plány přehodnotit (zvážit alternativní varianty, počítat, celkově optimalizovat a hlavně) a přesvědčit akcionáře o skutečné potřebě výstavby nového kotle v Plzeňské energetice a.s. Výsledkem
tohoto časově náročného procesu byla finální úprava výkonových parametrů (kotel o výkonu 25 t/h páry) a souhlasné stanovisko akcionáře k zahájení nového výběrového řízení.

Poznámka: Toto řešení bylo původně provozním personálem odmítáno (slovy: „25 tun páry? To je jako kdybychom neměli nic“), nakonec s ohledem na provozní potřeby a požadavky akcionáře přijato smířlivě slovy „Lepší něco než nic“ ☺.

To bylo uskutečněno závěrem roku 2013 a naplnilo příslušné očekávání ohledně ekonomické výhodnosti nabídky – byly tak vytvořeny podmínky pro podpis smlouvy o dílo s vítězem tendru, společností První brněnská strojírna, a.s.

Rekonstrukce kotelny – výstavba kotle K7

Účel a cíl
Byly definovány tyto základní požadavky na provozní vlastnosti kotle:

• Zajištění vlastní spotřeby páry pro start uhelných kotlů.
• Zajištění dodávek technologické a topné páry pro případ odstavení uhelné části energetického zdroje v letním období (technologická pára pro Pilsen Steel aDoosan Škoda Power).
• Zajištění vlastní spotřeby a dodávek tepla i při výpadku výrobního bloku.
• Zvýšení poskytovaného rozsahu Podpůrných služeb podle Kodexu ČEPS a.s.

Ostatní data a parametry

• spotřeba paliva (zemní plyn) při jmenovitém výkonu . . . . 1 900 Nm³/h
• vlastní spotřeba el. energie při jmenovitém výkonu . . . . . 105 kW
• spotřeba tepla pro udržování kotle v teplé záloze. . . . . . . 0,2 GJ/h
• koncentrace NO_x při jmenovitém výkonu . . . . . . . . . . . . . 51 mg/Nm³
• koncentrace CO při jmenovitém výkonu . . . . . . . . . . . . . .4 mg/Nm³
• rozměry kotle včetně EKA a hořáku (šířka/výška/délka). . 4,5/5,5/7,5 m
• hladina akustického tlaku v kotelně (1 m od zařízení) . . . .85 dB(A)
• doba dosažení jmenovitých parametrů kotle z teplé zálohy. . . . 20 min.

STRUČNÝ POPIS PŘEDMĚTU DÍLA

Předmětem díla byla kompletní všeprofesní rekonstrukce stávajícího zdroje tepla. Původní olejový kotel K5 vč. příslušenství byl demontován (tato činnost nebyla v rozsahu popisované investiční akce), budova kotelny byla rekonstruována, vybavena novým sendvičovým opláštěním, vzduchotechnickým zařízením a osvětlením. Byla ponechána pouze střecha, systém vytápění a nosná konstrukce objektu, ta však prošla celkovou sanací. Nový parní kotel umístěný na novém základu na podlaží + 0 m ve stávajícím prostoru je vodotrubné konstrukce, 2bubnový, s membránovými stěnami, přetlakový, s jedním plynovým hořákem a jedním vzduchovým ventilátorem. Ekonomizér kotle je umístěn ve spalinovém kanále nad kotlem.

Kotel včetně nového vodního hospodářství (napájecí čerpadla, chemické hospodářství na podlaží +0m) a tepelné úpravy vody (zahrnující ohřívák přídavné vody, napájecí nádrž s odplyňovačem na podlaží + 9,37 m), byl připojen na stávající potrubní rozvody. Přívod plynu k hořáku byl realizován ze stávající přípojky vedoucí na střeše objektu kotelny odbočkou po venkovní fasádě, spaliny pak zavedeny do nového komína výšky 41,5 m, kotveného do nosné konstrukce kotelny. Skříně silového rozvaděče 400V, stejně jako rozvaděč SKŘ, jsou umístěny v oddělených požárních úsecích na podlaží + 4,55 m.

Provoz kotle včetně příslušenství je plně automatizován, o což se stará řídicí systém kotle založený na Simatic S7, který je integrován do nadřazeného systému PCS 7 firmy Siemens. Nezbytné manipulace a dálkové ovládání je zajišťováno obsluhou z tepelného velínu s využitím stávající pochůzkové služby.

ČLENĚNÍ DÍLA NA DÍLČÍ OBJEKTY A SOUBORY

D.1 Dokumentace stavebního objektu
D.1.1 – Architektonicko-stavební řešení
D.1.2 – Stavebně-konstrukční řešení
D.1.3 – Požárně-bezpečnostní řešení
D.1.4.1 – Vzduchotechnika
D.1.4.2 – Vytápění
D.1.4.3 – Elektrotechnická zařízení

D.2 Technologická zařízení
PS01 – Kotelna K7
DPS 01.1 – Přípojka plynu
DPS 01.2 – Kotel K7
DPS 01.3 – Tepelná úprava vody
DPS 01.4 – SKŘ
DPS 01.5 – Elektročást

PS02 – Odvod spalin
DPS 02.1 – Komín
DPS 02.2 – Spalinovody

Harmonogram díla

• zadávací dokumentace: 09/2013
• demontáž původního kotle K5: 11/2013 až 02/2014
• výběr dodavatele, podpis SOD: 12/2013
• územní souhlas: 03/2014
• změna integrovaného povolení: 05/2014
• stavební povolení: 06/2014
• stavebně-montážní práce: 07 až 11/2014
• dodávka kotle na staveniště: 14. 10. 2014
• zkoušky a uvádění do provozu: 12/2014 až 06/2015
• komplexní vyzkoušení: 06/2015
• uvedení kotle do provozu: 07/2015
• kolaudační souhlas: 09/2015

Poznámka: Zkušenému oku znalce jistě neujde poměrně dlouhý termín věnovaný zkouškám a uvádění do provozu. V tomto období nabralo dílo časový skluz z důvodu nevhodného projektového řešení jednotlivých dílčích částí (BOSP – hladinové čidlo na válci kotle, odplynění napájecí vody, přívod přídavné vody). Po provedených úpravách však bylo řešení shledáno jako vyhovující.

Hlavní Dodavatelé

• projektant a generální dodavatel: První brněnská strojírna, a.s.
• projektant a dodavatel tepelné úpravy vody: SES Bohemia Engineering, a.s.
• výrobce tlakového celku kotle: Liberecké kotlárny - Hölter, s.r.o.
• dodavatel stavební části: Vyko-Sanace-Brno, spol. s r.o.
• dodavatel části elektro, SKŘ a MaR: BCS Engineering, a.s., invelt-elektro spol. s r.o.
• dodavatel montážních prací: SP Power s.r.o.

A co říci závěrem?

Společnost Plzeňská energetika a.s. získala touto investicí moderní zdroj tepla, který byl po doléčení „drobných dětských nemocí“ plně integrován do výrobní základny a účastní se tak generování potřebného zisku nezbytného pro obnovu provozovaného energetického zdroje.

Autoři: Ing. Petr Sláma a kolektiv, Plzeňská energetika a.s.

New modern gas boiler at Plzeňská energetika
The object of the investment plan was the complete reconstruction of the backup heat source at Plzeňská energetika. The current physically exhausted K5 oil boiler plant built in 1975, with a rated steam output of 75 t/h, was replaced with a new modern gas boiler with modified parameters.

Autor

• Ing. Sláma Petr