Parní turbíny Siemens pro výrobu elektrické energie z biomasy

Vydáním zákona č. 180/2005 Sb. (Zákon o podpoře výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů energie) a souvisejících vyhlášek Ministerstva životního prostředí a Energetického regulačního úřadu byly v České republice vytvořeny podmínky pro zvýšení podílu obnovitelných zdrojů na výrobě elektrické energie, ke kterému se Česká republika zavázala vůči Evropské unii. Jednou z nejdůležitějších oblastí, jejíž rozvoj má výše uvedený zákon a související předpisy podporovat, je výroba elektrické energie z biomasy. V rámci Evropské unie se v uplynulých letech díky státní podpoře výroba energie z biomasy úspěšně rozvinula v řadě zemí - především v Německu, Rakousku, Itálii, Španělsku a všech skandinávských zemích, které mají pro tento způsob výroby elektrické energie nejlepší přírodní podmínky. Podmínky pro rozvoj této oblasti byly státními institucemi vytvořeny v České republice a nedávno i v Maďarsku a Polsku. Výroba elektřiny z biomasy se tak stala v Evropě jedním z nejrychleji rostoucích segmentů trhu pro dodavatele energetických zařízení. Siemens Industrial Turbomachinery s.r.o. se sídlem v Brně (dále SIT Brno), je osvědčeným českým dodavatelem parních turbín i pro tento segment. Tradice výroby turbín v Brně trvá déle než sto let a za tuto dobu bylo z Brna dodáno na 4000 parních turbín do více než 40 zemí světa. Nyní naše zařízení pracují na všech obydlených kontinentech. SIT Brno je od roku 2004 důležitou jednotkou v rámci koncernu Siemens, který je největším světovým dodavatelem parních turbín s celosvětovým tržním podílem na úrovni 30 %. Jako takový je Siemens rovněž nezbytně klíčovým dodavatelem parních turbín pro projekty na výrobu elektrické energie z biomasy na celém světě. Nejdůležitějším produktem, který SIT Brno nabízí pro využití v projektech výroby elektřiny z biomasy, je parní turbosoustrojí typu SST-300. Jde o balený agregát, kde všechny základní komponenty jsou namontovány u výrobce na společném základovém rámu, jehož součástí je i olejová nádrž. Na tomto rámu jsou navíc upevněny i systémy mazacího a regulačního oleje. Všechna zařízení jsou u výrobce osazena snímači dat nutných pro řídicí systém turbosoustrojí a tyto snímače jsou propojeny se sdružovacími krabicemi na hranici rámu, což podstatně usnadňuje propojení s řídicím systémem. Srdcem turbosoustrojí je jednotělesová parní turbína s horizontálně dělenou turbínovou skříní, celokovaným rotorem a přetlakovým lopatkováním. Skříň turbíny je vyráběna ve dvou standardních velikostech a optimalizace lopatkování pro potřeby konkrétního projektu je dosaženo použitím nosičů statorových lopatek. Výstup páry může být orientován nejen dolů, ale i nahoru a v axiálním směru. Turbína je navržena jako vysokootáčková a může dosáhnout nominálních otáček až 12 000 min-1. Zařízení je schopné pracovat při parametrech vstupní páry až do 120 bar (a) a 520 °C, dosáhnout až 50 MW výkonu a podle potřeb zákazníka může mít až dva regulované odběry o tlaku maximálně 16 bar (a). Turbínu lze navrhnout jako kondenzační nebo protitlakovou, (do 16 bar (a) tlaku na výstupu. Pro oba typy turbosoustrojí, SST-300 i dále popsané zařízení SST-400 platí, že výkon z turbíny je vyveden na převodovku, která snižuje otáčky na 1500 min-1 a přenáší výkon na čtyřpólový generátor. Při výběru převodovky a generátoru je vždy kladen maximální důraz na vysokou spolehlivost a účinnost zařízení, a tyto komponenty jsou zásadně vybírány od renomovaných světových dodavatelů. Jedním z typických příkladů použití turbíny SST-300 v projektu energetického využití biomasy je turbína dodaná SIT Brno v roce 2000 pro projekt Bando di Argenta v Itálii, vyrábějící elektrickou energii z dřevních štěpků. Turbosoustrojí o výkonu 13 MW zahrnuje parní turbínu s axiálním výstupem a jedním regulovaným odběrem o tlaku 5 bar (a). Parametry vstupní páry jsou 70 bar (a) a 490 °C, otáčky turbíny 5800 min-1. (obr. č. 1) Dalším produktem SIT Brno, využívaným v projektech na využití biomasy o vyšších výkonech, je turbosoustrojí typu SST-400. V tomto případě je agregát dílensky smontován ve třech základních blocích - parní turbína na vlastním základovém rámu, olejové hospodářství s převodovkou a generátor. Zařízení je osazeno všemi snímači dat, které jsou nezbytné pro řídicí systém turbosoustrojí a tyto snímače jsou propojeny se sdružovacími krabicemi na hranicích jednotlivých bloků. Parní turbína je jednotělesová, s horizontálně dělenou turbínovou skříní, celokovaným rotorem a přetlakovým lopatkováním. Skříň je dodávána v několika standardních velikostech a lopatkování je optimalizováno pro potřeby konkrétního projektu pomocí nosičů statorových lopatek. Výstup páry může být, na rozdíl od typu SST-300, orientován pouze dolů nebo v axiálním směru. Turbína je rovněž konstruována jako vysokootáčková a dasahuje nominálních otáček až 8000 min-1. Zařízení je schopno pracovat při parametrech vstupní páry až do 120 bar (a) a 520 °C a dosáhnout až 65 MW výkonu. Podle potřeb zákazníka lze zajistit dva regulované odběry o tlaku maximálně 45 bar (a). Turbína je vyrobena dle požadavků jako kondenzační nebo protitlaková (do 25 bar (a) tlaku na výstupu). Typickým příkladem využití turbosoustrojí typu SST-400 v projektu energetického využití biomasy je zařízené dodané SIT Brno v roce 2003 pro projekt Pioneer Sugar v Austrálii, který pro výrobu elektrické energie využívá organický odpad z procesu výroby cukru (vylisovanou cukrovou třtinu). Turbosoustrojí o výkonu 38,9 MW zahrnuje parní turbínu s axiálním výstupem do vodou chlazeného kondenzátoru. Parametry vstupní páry jsou 63 bar (a) a 480 °C, otáčky turbíny 5810 min-1. (obr. 2) Obě výše uvedená technická řešení nabízejí investorům v oblasti výroby elektřiny z biomasy řadu významných výhod: ? Vysokou účinnost parní turbíny, která je základním předpokladem rychlé návratnosti investice ? Značnou provozní spolehlivost a nízké náklady na údržbu a opravy zařízení díky prověřené konstrukci, zaručené kvalitě dílenského zpracování a pečlivému výběru prověřených komponentů od renomovaných dodavatelů ? Krátkou dodací lhůtu umožněnou standardní konstrukcí turbínové skříně a základových rámů s olejovým systémem ? Rychlou montáž a uvádění do provozu zajištěné dodávkou smontovaného turbosoustrojí z výrobního závodu ? Malé nároky na prostor kvůli kompaktní konstrukci turbosoustrojí ? Nízké náklady na stavební část díla díky možnosti umístit turbosoustrojí na úrovni podlahy strojovny. Právě kvůli těmto v naší společnosti standardním výhodám je Siemens Industrial Turbomachinery s.r.o., Brno vyhledávaným dodavatelem parních turbín pro projekty energetického využití biomasy, o čemž svědčí řada úspěšných referencí v mnoha zemích. Více informací naleznete na: www.siemens.cz/turbines.