Na návštěvě v elektrárně, kde elektřinu vyrábějí s "čistým" využitím uhlí

Jen několik kilometrů od Karlových Varů leží obec Vřesová. V Malé československé encyklopedii (1987) je o ní třířádková zmínka: 347 obyvatel (1980), Hnědouhelný kombinát (elektrárna, plynárna, briketárna). Od té doby uplynuly téměř dvě desítky let a údaj je nutno opravit. Vřesová se nejen rozrostla v bytové a občanské výstavbě, ale co hlavní, pyšní se doslova ojedinělým provozem paroplynové elektrárny, patřící pod Sokolovskou uhelnou, právního nástupce a.s. Zatím jako jediná svého druhu v Evropě umožňuje výrobu čisté ekologické energie. Unikum elektrárny spočívá v tom, že jako paliva využívá plyn vyrobený z hnědého uhlí. Jaké jsou však s provozem elektrárny zkušenosti? Co všechno tato technologie obnáší a jaké vůbec jsou možnosti zplynování uhlí i dosažený efekt v současné době? Nastolených otázek bylo hodně. Ale berme je postupně. Cestou do Vřesové musí člověk vnímat nejen podmanivost přírodních krás, ale také obrovské změny reliéfu velké části sokolovské uhelné pánve. Není divu, vždyť ročně vytěží tento energetický komplex kolem 10 mil. t hnědého uhlí. OHLÉDNUTÍ O NĚKOLIK LET ZPĚT Do roku 1989 provoz kombinátu ve Vřesové de facto stagnoval v důsledku neujasněné státní energetické koncepce. Jejím původním posláním bylo vyrábět svítiplyn. Avšak vládním rozhodnutím z té doby, že místo svítiplynu se bude Česká republika orientovat na zemní plyn (dovoz z tehdejšího SSSR), bylo vedení společnosti postaveno před otázku - co s tlakovou plynárnou? Z několika možných řešení byly nakonec posouzeny tři varianty: 1) uzavřít její provoz, 2) ze svítiplynu vyrábět metanol, 3) vystavět podle dostupné technologie paroplynový cyklus a vyrábět elektrickou energii. Ten poslední zvítězil a bylo to prozíravé řešení. V té době totiž, kdy byly první a druhý blok uvedeny do provozu na plyn vyrobený z hnědého uhlí - energoplyn (1995 - 1996), klesly ceny metanolu na světovém trhu na minimum a provoz by bylo nutno uzavřít. Avšak výroba elektrické energie z energoplynu se ukázala i v tomto období podstatně efektivnější z pohledu účinnosti i ekologie. ALE VRAŤME SE DO SOUČASNOSTI - K ELEKTRÁRNÁM VE VŘESOVÉ Jedna je klasická, tepelná s granulačními kotli, druhá - o níž si budeme povídat více - je paroplynová, v níž se zpracovává plyn, který si sami vyrábějí. Alternací je i zemní plyn, který nakupuje Sokolovská, a.s. od RWE Transgas. Přeměna uhlí na ušlechtilejší formy energií je ve své podstatě energetickým komplexem technologických procesů. Vzájemně propojeným a na sebe vázaným. Počínaje přípravou a úpravou základních surovin, výroby páry, zplyňování hnědého uhlí, čištění vyrobeného plynu, zpracování a čištění doprovodných látek a odpadů až po konečnou fázi využití čistého plynu - energoplynu - pro výrobu elektrické a tepelné energie NA ZAČÁTKU JE VŠAK UHLÍ V současné době jej těžíme ve dvou lomech - Jiří a Družba, uvádí mně do problematiky Ing. Stanislav Kapr, vedoucí dispečinku Sokolovské uhelné. Zatím co z menšího lomu Družba (roční těžba cca 2 mil. tun) je uhlí určeno převážně externím zákazníkům, z hnědouhelného lomu Jiří, vybaveného pěti kolesovými rýpadly a dálkovou pásovou dopravou (roční těžba až 8,5 mil. tun), přichází k nám 90 - 95 procent uhlí do dvou elektráren Vřesová, kde vyrábíme elektrickou energii a brikety. Uhlí, určené k výrobě briket má vyšší kvalitu, tedy co nejnižší obsah popele a síry. Uhlí se podrtí na zrnitost do 6 m/ m, projde drticími linkami a poté "přejde" do sušičů. Sušení je nepřímé. Čili pára je v prostoru mezi trubkami a stěnou sušáku a trubkami prochází uhlí. Po vysušení jde do lisů, kde vznikají brikety. Ty mají tu výhodu, že obsah vody, které je v našem uhlí přibližně 40 %, se sníží na 10 - 11 %. Výhřevnost se tak zvedne - což je pro zákazníka výhodné - na přibližně 25 megajoulů/ kg. Briketárna je schopna vyrobit ročně až 700 000 t briket. V současné době se pohybuje zhruba na 50procentní kapacitě. Protože však dochází ke zvyšování cen zemního plynu, elektrické energie, zákazníci opět projevují zájem o tyto produkty z fosilních paliv. TECHNOLOGICKÝ PROCES POKRAČUJE VŠAK DÁL Uhlí (cca 3,5 mil. tun/rok), které doputuje přepravníky do elektrárny ve Vřesové, prochází tzv. hrubou drtírnou. To je uhlí s průměrnou 20procentní popelnatostí. Po rozdrcení se předsouší a třídí. Odtříděná jemná frakce je spalovaná v klasické teplárně. Hrubá frakce pak tvoří vsázku pro tlakovou plynárnu. Uhlí je za tlaku 2,7 MPa zplynováno kyslíkoparní směsí v generátorech se sesuvným ložem (Lurgi). Selektivní vypírkou Rectizol jsou z plynu odstraněny benzíny, veškerý sirovodík, některé organické sloučeniny, a také zbytky popelovin. Protože vyrobený plyn se používá jako palivo pro plynové turbíny, ponechává se v něm většina oxidu uhličitého, který koná mechanickou práci v plynové turbíně a jeho obsah působí příznivě na omezení oxidu dusíku při spalování v plynové turbíně. Odsířením expanzních plynů ze selektivní vypírky je získáván další cenný produkt z uhlí - kyselina sírová (96 % hm). Odsíření je založeno na principu termického spalování sirovodíkových plynů na oxid sírový a následnou kondenzací na kyselinu sírovou ve skleněném reaktoru. Provozní soubor odsiřovací jednotky je koncovým stupněm výroby energoplynu s roční produkcí cca 15 000 t kyseliny sírové, určené k dalšímu využití. Je v podstatě určen k likvidaci plynu z provozu Rectizol, který obsahuje kromě uhlovodíků také sulfan a organické sloučeniny síry. "Odplyny" odcházející do atmosféry obsahují zanedbatelné množství oxidu siřičitého, stopy oxidu sírového a oxidů dusíku, což nepředstavuje - v porovnání s dřívější dobou - žádné výrazné ekologické zatížení životního prostředí. Cítíte něco? - obrátil se na mně s provokativní otázkou inženýr Kapr. Ne, necítím nic. Kromě pocitu horka. Ale to bylo od slunce, které tehdy pálilo uprostřed areálu elektrárny jako divé. Tady všude, celé okolí Vřesové, bylo vyplněné ještě před několika lety občasným charakteristickým zápachem merkaptanu. Uplatněním nové technologie při odsíření teplárny a plynárny - s aplikací našich i zahraničních poznatků - se nám podařilo tyto pachy odstranit na minimum! Energoplyn, vyrobený tlakovým zplyněním uhlí je v technologii paroplynové elektrárny používán jako základní palivo. Paroplynová elektrárna je tvořena dvěma bloky, každý o instalovaném výkonu 200 MW. Součástí každého bloku je plynová a parní turbína. Doplňkovým palivem, umožňujícím rychlé změny výkonů bloku a palivem záložním, je zemní plyn. Obě paliva jsou spalována ve spalovacích komorách plynové turbíny. Vzduch pro spalování a pro chlazení průtočné části turbíny je dodáván turbokompresorem, který je umístěn na jedné hřídeli s turbínou. Spaliny o teplotě kolem 1100 oC vstupují do plynové turbíny, která pohání generátor. Na výstupu z turbíny mají spaliny teplotu cca 540 oC a jsou vedeny do kotle na odpadní teplo. Kotel je dvoutlaký, bez přitápění. Pára je vedena do dvoutělesové dvoutlaké kondenzační parní turbíny se dvěma regulovanými odběry, která pohání vlastní generátor. Teplo obsažené ve spalinách je před výstupem na komín využito pro předohřev vody k vytápění karlovarské aglomerace. Spaliny vypouštěné z kotle plně vyhovují všem normám pro ochranu ovzduší. FINÁLE - ELEKTRICKÁ ENERGIE vyrobená oběma bloky je přes blokový transformátor vyvedena linkou 220 kV do rozvodné sítě. Řídicí systém bloku umožňuje plně využít vlastností plynové turbíny a dává při vysoké automatizaci provozu možnost využívat zdroj jako špičkový. Parní část provozu elektrárny je těsně propojena s klasickou teplárnou ve Vřesové. Spojení obou technologií vytvořilo pružný a provozně spolehlivý celek. Napojení plynové turbíny na parní část bloku a moderní řídicí systém umožňují plně využít dynamických vlastností spalovací turbíny a získat tak špičkový zdroj elektrické energie za přijatelných provozních i investičních nákladů. Zvýšení dynamických vlastností bloku bylo výrazně posíleno vybudováním nové výrobní jednotky kyslíku firmou Linde GAS, která byla uvedena do provozu v červenci 2005. Energetická účinnost od vstupu uhlí po výstupní svorky bloku se pohybuje v úrovni cca 45 %. ÚDRŽBA, SERVIS - ZÁKLADNÍ KAMENY SPOLEHLIVOSTI ZAŘÍZENÍ Zkušenosti s celkovým provozem - za celé to období - máme vesměs pozitivní, říká David Neuvar, vedoucí sekce paroplyn, jenž u Sokolovské pracuje přes 12 let. Elektrárna, která je dílem především našich výrobců, pracuje řádově 8000 provozních hodin ročně. Dál to záleží na letních opravách, v jakém rozsahu jsou prováděny. Využitelnost bloků se pohybuje v posledních letech na úrovni 99 %, bez plánovaných odstávek. A poruchovost? Minimální. Vyplývá to z kvality zařízení, jež se neustále zdokonaluje, a systému údržby, stanovené výrobcem. Těžištěm servisní činnosti celého komplexu elektrárny je pochopitelně plynová turbína, jejíž servis zabezpečují speciálně vyškolení naši lidé pod dozorem šéfmontéra výrobce. To se nám za celá leta velice osvědčilo. Vřesovská klasická elektrárna (teplárna) vyrobila za rok 2005 1698 GWh elektrické energie. Je to historicky nejvyšší výroba elektrické energie, přičemž v průběhu celého roku nedošlo k žádné vážnější provozní poruše. Obdobně tak i na technologii PPC bylo v tomto roce vyrobeno 1900 GWh. To zařadilo Sokolovskou uhelnou na první místo mezi nezávislými výrobci elektrické energie v České republice. Významné jsou též karbochemické produkty (hnědouhelný dehet, fenolový koncentrát, kapalný čpavek, kyselina sírová), jež jsou jak na vnitřním trhu ČR i v Evropě ojedinělé, neboť obdobné produkty jsou jinde vyráběny výlučně na bázi černého uhlí, ropy nebo zemního plynu. Zplynování uhlí, parciální oxidace kapalných uhlovodíků a výroba elektrické energie ve Vřesové je příkladem výjimečného a funkčního spojení klasické uhelné technologie s moderní technologií elektrárenskou. Vznikla tak účinná jednotka s výhodnými regulačními vlastnostmi, která vyrábí čistou, ekologickou elektřinu z hnědého uhlí při aplikaci vysoce účinných technologií na ochranu životního prostředí. Výroba elektrické energie v kombinátu ve Vřesové je tak ojedinělou jednotkou nejen v rámci České republiky, ale zřejmě i v celosvětovém měřítku. OLDŘICH HOUŠKA