NOVÝ 660MWe BLOK S NADKRITICKÝMI PARAMETRY PÁRY V ELEKTRÁRNĚ LEDVICE

Transkript

1 NOVÝ 660MWe BLOK S NADKRITICKÝMI PARAMETRY PÁRY V ELEKTRÁRNĚ LEDVICE DĚLÁME VELKÉ VĚCI

2 ÚVODNÍ SLOVO Projektem výstavby nového bloku s nadkritickými parametry páry v Elektrárně Ledvice byla naší společnosti ŠKODA PRAHA Invest dána jedinečná příležitost prokázat nejlepší schopnosti generálního dodavatele a generálního projektanta velkých energetických celků. Projekt je pro nás také šancí ukázat, že z realizovaných projektů, jež představuje instalovaný výkon MW po celém světě, čerpáme nejlepší znalosti a schopnosti, které do realizace tohoto projektu převádíme, a že principy nejlepší aplikované technologie a šetrného přístupu k životnímu prostředí pro nás nejsou jen prázdné fráze. Ing. Daniel Jiřička generální ředitel ŠKODA PRAHA Invest DĚLÁME VELKÉ VĚCI

3 O LOKALITĚ Elektrárna Ledvice leží na úpatí východní části Krušných hor mezi českými lázeňskými městy Teplice a Bílina. Postavena byla v letech 1966 až 1969 a její tehdejší celkový výkon činil 640 MW. Po ukončení výstavby, kterou řídila společnost ŠKODA PRAHA, předchůdce dnešního generálního dodavatele nového zdroje, byla zdrojová základna Elektrárny Ledvice tvořena celkem pěti energetickými výrobními bloky s výkony 200 MW (blok 1) a MW (bloky 2 5). V únoru 1994 byl ukončen provoz bloku č. 5 a koncem roku 1998 ukončil provoz blok č. 1. V letech 1996 až 1998 byla na bloku č. 4 provedena generální oprava turbíny a instalován nový fl uidní kotel. O PROJEKTU VÝSTAVBA NOVÉHO 660MWe BLOKU S NADKRITICKÝMI PARAMETRY PÁRY PROBÍHÁ POD VEDENÍM GENERÁLNÍHO DODAVATELE ŠKODA PRAHA INVEST. Nový zdroj 660 MWe v Elektrárně Ledvice (NZ) byl navržen jako nejmodernější elektrárenský blok většího výkonu na tuhá paliva podle doporučení Evropské unie BAT (Best Available Technology), čili blok s co nejvyšší ekonomicky dosažitelnou energetickou účinností a maximálně potlačenými negativními dopady na životní prostředí. Bylo tudíž nutné dosáhnout maximálně možných parametrů provozních médií a minimalizovat emise. Nový zdroj je navržen v jednoblokovém uspořádání, tj. s jedním průtlačným kotlem s nadkritickými parametry ostré páry a čtyřtělesovou parní kondenzační turbínou. Blok je koncipován v kompaktním provedení se zaústěním kouřovodu čistých spalin do chladicí věže. Pro výstavbu tohoto unikátního díla bylo na základě geologických průzkumů navrženo území ve stávající Elektrárně Ledvice. NZ bude využívat uhlí z přilehlého povrchového hnědouhelného dolu Bílina. Dožívající bloky elektrárny č. 2 a 3 budou odstaveny se spuštěním nového bloku a 4. blok s fl uidním spalováním bude dále v provozu společně s novým zdrojem.

4 CÍLE PROJEKTU Výstavba nového bloku s nadkritickými parametry páry, v České republice dosud ojedinělý projekt, byla investorem díla společností ČEZ, a. s., svěřena generálnímu dodavateli ŠKODA PRAHA Invest s.r.o. Cílem projektu je získání nové výrobní kapacity v lokalitě stávající Elektrárny Ledvice formou výstavby nového elektrárenského bloku o jednotkovém výkonu 660 MWe. Klíčové bylo navrhnout stavebně-technologické řešení, které zajistí ekonomicky efektivní provoz bloku po dobu jeho životnosti v souladu s legislativními podmínkami a s využitím principů nejlepších dostupných technologií. Předpokládaná čistá účinnost nového bloku dosáhne 42,5 %. PROJEKTOVÁ A PŘÍPRAVNÁ FÁZE ŠKODA PRAHA Invest je nejen generálním dodavatelem celého projektu, ale též jeho generálním projektantem. Vstupním podkladem pro projektovou přípravu byl záměr stavby zpracovaný investorem. Další technické řešení celého projektu včetně časových souvislostí již řešil projektový tým ŠKODA PRAHA Invest. 3D ARCHITEKTONICKÝ MODEL NOVÉHO ZDROJE Vypořádali jsme se s úkolem nalézt optimální technické řešení, mimo jiné i z hlediska postupu prací v první fázi projektu při minimálním ovlivnění provozu stávajících bloků. Dalším důležitým projektovým úkolem bylo rozdělení projektu na dílčí celky dodávek obchodní balíčky (OB) a zpracování technické a obchodní části zadávací dokumentace pro výběrová řízení na dodavatele těchto OB. Jedním z hlavních úkolů pro generálního projektanta byla koordinace projektové dokumentace tak, aby veškerá zařízení navazovala a tvořila funkční celek napříč všemi OB. Pro zvládnutí náročných projekčních koordinací je projekt NZ zpracováván za pomoci moderních softwarových nástrojů. Jedná se zejména o SW PDMS, ve kterém byl vytvořen databázový 3D model elektrárny. Efekt se projevil především při zpracovávání tzv. clash reportů identifi kací kolizí mezi jednotlivými zhotoviteli, a to již při tvorbě realizační dokumentace. Dalším přínosem je kompletní digitální model elektrárny, který investor obdrží po dokončení díla a který může využívat pro následnou údržbu. Pro značení zařízení a stavebních objektů je důsledně použit systém jednotného značení elektráren v kódu KKS. Dalším důležitým nástrojem pro koordinační činnost je výkres celkové situace stavby, tzv. generel. Generel je aktualizován v souladu s potřebami projektu. Součástí výkresové dokumentace jsou tabulkové přehledy změn, seznamy stavebních objektů a označení KKS. V průběhu projektování byl kladen důraz na zapracování potřeb a požadavků zákazníka. Názorným příkladem interaktivní spolupráce bylo řešení velínu pomocí vizualizace. VIZUALIZACE ŘEŠENÍ VELÍNU

5 TECHNOLOGIE A STAVBA ZÁKLADNÍ VÝKONOVÉ PARAMETRY Elektrický výkon 660 MWe Účinnost 42,5 % Kritické potrubí 28 MPa/5 MPa Teplota páry 600/610 C Množství přehřáté páry t/h STAVEBNÍ ČÁST HLAVNÍHO VÝROBNÍHO BLOKU Při realizaci stavební části hlavního výrobního bloku (HVB) bylo uloženo m 3 betonu a tun oceli, bylo zahloubeno m železobetonových pilotů (887 ks) a m 2 milánských stěn (zajištění stavební jámy). Kotelna je tvořena jednopatrovou betonovou podnoží (suterénu) půdorysných rozměrů m, na kterou je postavena vlastní ocelová konstrukce (OK) kotle. Základová deska kotelny je postavena na 560 velkoprůměrových pilotech. Základem hlavní ocelové konstrukce jsou čtyři masivní sloupy. Na hlavní OK jsou zavěšeny tlakové části kotle. V rámci objektu kotelny byly vybudovány dvě věže o rozměrech m realizované technologií posuvného bednění. Betonáž probíhala kontinuálně 24 hodin denně 7 dní v týdnu. KOTEL Kotel o výšce 141 m je dodávkou fi rmy ALSTOM Power Systems. Jedná se o průtlačný práškový kotel věžového typu. Kotel bude disponovat osmi ventilátorovými mlýny s kapacitou 72 t/h, jejichž otáčky a ventilační účinek, a tedy výstupní rychlost spalin za mlýnem, budou regulovány hydrodynamickými spojkami. K provozu bloku na jmenovitém výkonu postačí sedm mlýnů. ZÁKLADNÍ DEFINIČNÍ ZNAKY KOTLE: průtlačný práškový kotel věžového typu (8 ventilátorových mlýnů na uhelný mour, kapacita 72 t/h) výška: 141 m tlak napájecí vody: 280 barů množství přehřáté páry: t/h teplota přehřáté páry: 600 C teplota přihřáté páry: 610 C hrubá účinnost: 47 % snížení emisí CO 2 a NO x snížení provozních nákladů životnost: 40 let POSTUP PRACÍ NA HLAVNÍM VÝROBNÍM BLOKU V ČASE

6 TURBOGENERÁTOR Parní turbína výrobce ŠKODA POWER je tandemového uspořádání. Skládá se z jednoho kusu jednoproudého VT dílu, jednoho dvouproudého ST dílu a dvou dvouproudých NT dílů typu Diabolo. To znamená, že dva nízkotlaké díly turbíny mají vstup páry uprostřed skříně a pára v jednotlivých stupních expanduje souměrně v opačných osových směrech; teprve z posledních oběžných kol pára vystupuje celkem čtyřmi výstupními průřezy do dvou samostatných kondenzátorů. Turbína je kondenzační s přihříváním, s devíti odběry pro regeneraci a třemi neregulovanými odběry pro teplofi kaci. Regenerace je tvořena pěti NT ohříváky a třemi VT ohříváky. Pro turbínu 660 MWe s nadkritickými parametry jsou použity nové žárupevné oceli vyvinuté v evropských programech COST, které odolají teplotám přes 600 C. POUŽITÉ MATERIÁLY PRO HLAVNÍ DÍLY PARNÍ TURBÍNY: Ventilové komory: G-X12CrMoVNbN9-1 Tělesa VT a ST dílů: G-X12CrMoVNbN9-1 Rotory VT a ST: X14CrMoVNbN10-1 Rotory NT: 27NiCrMoV15-6 Oběžné lopatky VT: Bohler T550 Oběžné lopatky ST: Bohler T505SC Oběžné lopatky NT: Bohler T671 Šroubové spoje: Inconel 718 PAROVODY Jelikož NZ Elektrárny Ledvice je prvním energetickým zdrojem v České republice, který bude pracovat s nadkritickými parametry páry, bylo nutné použít zcela nové materiály a technologické postupy. Z důvodu efektivního využití mechanických vlastností projektových parametrů byly aplikovány vysokojakostní legované oceli X10CrWMoVNb9-2 pro parovody přehřáté páry a X10CrMoVNb9-1 pro parovody přihřáté páry a tvarovky v kovaném provedení s kulovým tvarem hlavního tělesa. Při návrhu hlavních potrubních tras musela být provedena optimalizace tloušťky stěn potrubí v návaznosti na tlakové a teplotní zatížení a požadovanou životnost systému. Veškeré výpočtové postupy a závěry byly projednány s příslušnými kontrolními institucemi (TUV) a byly jimi odsouhlaseny. Pozn.: VT = vysokotlaký ST = středotlaký NT = nízkotlaký POSTUP STAVBY CHLADICÍ VĚŽE V ČASE

7 EKOLOGIE Blok je koncipován jako maximálně šetrný k okolní přírodě. Pro čistění spalin byla vybrána metoda mokré vápencové vypírky, která má nejvyšší provozní účinnost. Spaliny zbavené téměř veškerých prachových částic v moderních elektrofi ltrech jsou vedeny do pračky spalin, kde jsou ve čtyřech sprchových rovinách pročisťovány vápencovou suspenzí. Ta zachycuje kysličníky síry, chemickou reakcí je váže a přetváří na sádrovcovou suspenzi. Při průchodu spalin sprchovými rovinami se zachytí i většina zbývajícího prachu spolu s dalšími škodlivými sloučeninami, např. fl uoru a chloru. Vyčistěné spaliny jsou zavedeny do chladicí věže, odkud spolu s odpařenou chladicí vodou odcházejí do atmosféry. ZÁKLADNÍ GARANTOVANÉ UKAZATELE ČISTOTY VYPOUŠTĚNÝCH KOUŘOVÝCH PLYNŮ (SPALIN): NO X < 200 mg/nm 3 (6 % O 2 ) SO X < 150 mg/nm 3 (6 % O 2 ) CO < 200 mg/nm 3 (6 % O 2 ) Obsah prachových částic < 20 mg/nm 3 (6 % O 2 ) Odluhová voda z chladicích věží se zahuštěným obsahem solí je použita pro doplňování provozní vody do pračky spalin a k vynášení strusky z kotle. Většina odpadních provozních vod z odsíření, chemické úpravny vod z výroby demivody a z kotelny se použije jako záměsová voda v míchacím centru pevných odpadních hmot. Veškerý vyprodukovaný popílek a struska se budou v míchacím centru zpracovávat za použití dalších přísad na takzvaný stabilizát, který se bude potrubím a vysokotlakými pumpami dopravovat do vytěžených částí uhelného dolu, kde se bude ukládat. Po jeho ztvrdnutí vznikne hmota s nízkou vyluhovatelností komponent a chemických prvků. Laicky řečeno, z této hmoty se nebude uvolňovat ani polétavý prach, ani chemické prvky, které by mohly kontaminovat půdu či spodní vody.

8 ZAJÍMAVOSTI PROJEKTU Nový zdroj je prvním nadkritickým blokem na území ČR. Po dokončení se objekt kotelny NZ (vyhlídka na severní věži) stane se svými 143 metry nejvyšší budovou v ČR. Stavební činnosti proběhly dle urychleného akčního harmonogramu a staveniště se podařilo dodavateli kotle a odsíření předat v předstihu. V září 2010 byl na pozici transportován nejtěžší jednotlivý díl, 330 tun vážící stator generátoru.

9 REALIZACE PROJEKT JE ROZDĚLEN NA DVĚ VÝZNAMNÉ FÁZE: uvolnění staveniště (demolice stávajících objektů na ploše NZ bez náhrady, výstavba náhradních objektů pro stávající provoz na ploše NZ včetně úpravy stávajících prostor), výstavba nového zdroje. Kvůli místu pro nový blok musely být zbourány dvě třetiny stávající administrativní budovy, původní chemická úpravna vody a stará část zauhlovacích mostů a musela být posunuta uhelná skládka ve směru od stávajících bloků, aby se na jejím místě mohlo vybudovat odsiřovací zařízení a technologie čistění spalin nového zdroje. Byly vybudovány kilometry přeložek stávajících inženýrských sítí v areálu elektrárny. To znamená, že nejdříve byly vyprojektovány, pak realizovány a nakonec musely být odstraněny původní potrubní a kabelové sítě, aby nepřekážely plánované další výstavbě. Vzhledem k umístění NZ musel projektový tým ŠKODA PRAHA Invest nově vybudovat některé stavební objekty a technologie v místě hlavního výrobního bloku, a to vše za provozu stávajících 3 bloků. Jednalo se zejména o administrativní budovu, chemickou úpravnu vody a zauhlování. Dalším významným komplikujícím faktorem při realizaci fáze uvolnění staveniště se stala stávající rozsáhlá podzemní infrastruktura a omezený prostor pro vlastní výstavbu. Po demolicích a výstavbě náhradních objektů byla nicméně v lednu 2009 zahájena výstavba hlavního výrobního bloku NZ a v únoru 2010 byla předána stavební připravenost pro zahájení montáže kotle. PRIORITY PŘI REALIZACI HLAVNÍ PRIORITY PŘI REALIZACI NZ JSOU: 1. dodržování bezpečnosti práce (BOZP) a ochrana životního prostředí (OŽP), 2. kvalita, 3. harmonogram, 4. rozpočet. SYSTÉMY ŘÍZENÍ REALIZACE ŠKODA PRAHA INVEST POVAŽUJE DODRŽOVÁNÍ OŽP A BOZP ZA NEJVYŠŠÍ PRIORITU PŘI VÝSTAVBĚ. V rámci řízení projektu jsou staveništním řádem uplatněny následující základní principy ochrany životního prostředí: ochrana vod a předcházení únikům, nakládání s nebezpečnými chemickými látkami, nakládání s odpady. MONTÁŽ SPALINOVODU KOTLE

10 Pro splnění požadavků BOZP byla zřízena školicí místnost, kde probíhá školení BOZP v 10 jazykových mutacích. Všichni pracovníci na stavbě musejí projít tímto školením a teprve poté mají povolený řízený vstup na stavbu. Na stavbě platí nulová tolerance k návykovým látkám. Všechny osoby vstupující na stavbu musejí mít pracovní oděv a obuv, ochrannou helmu a refl exní vestu s logem. Pro každé pracoviště jsou jmenováni koordinátor BOZP a technik BOZP, kteří organizují pravidelné týdenní kontrolní dny a provádějí průběžné kontroly na stavbě. Každé pracoviště je při vstupu opatřeno aktualizovaným plánem BOZP. Pravidelně je aktualizován přístup na všechna pracoviště na stavbě pro integrovaný záchranný systém. NA PROJEKTU JSOU DEFINOVÁNY CÍLE KVALITY, ZAKOTVENÉ V PLÁNU KVALITY dodržení požadavků zákazníka dodržení garantovaných parametrů dodržení technologické kázně dodržení rozpočtu projektu dosažení životnosti NZ vysoká provozní spolehlivost schopnost provozu NZ při mezních podmínkách VSTUPY PRO PLÁN KVALITY požadavky plynoucí ze smlouvy o generální dodávce díla požadavky plynoucí ze systému kvality požadavky české státní normy EN ISO 9001 požadavky české státní normy EN ISO požadavky zákonů a předpisů Při časovém plánování a řízení projektu je využívána metoda kritické cesty (CPM Critical Path Method), a to ve všech fázích projektu. Pravidelně jsou předávány týdenní a měsíční zprávy, jejichž součástí je aktualizovaný harmonogram, případně S-křivky, grafi cky znázorňující postup výstavby ve vybraných ukazatelích. ŠKODA PRAHA Invest rovněž kontinuálně sleduje ekonomické ukazatele a na pravidelných kontrolních dnech informuje zákazníka o stavu a vývoji těchto ukazatelů. ZAŘÍZENÍ STAVENIŠTĚ A SPOLEČNÉ ZAŘÍZENÍ STAVENIŠTĚ Generální dodavatel ŠKODA PRAHA Invest připravil souběžně s uvolněním a přípravou staveniště NZ zařízení staveniště (ZS) a společné zařízení staveniště (SZS). V rámci projektu organizace výstavby byly vypracovány koncepce ZS a SZS, aby tyto co nejvíce odpovídaly potřebám stavby. Hlavní cíle přípravy ZS a SZS byly následující: příprava ZS a SZS jako řízený proces pod vedením investora a generálního dodavatele, zajištění dostatečných kapacit zázemí stavby pro plynulou realizaci prací zhotovitelů, maximální využití limitovaných prostorových možností areálu Elektrárny Ledvice, příprava ZS a SZS s ohledem na možné další využití po ukončení realizace NZ. MONTÁŽ MEZISIL POPÍLKU Na vybraných plochách byly vybudovány kontejnerové stavby (buňky), využívané jako kanceláře, šatny, ubytovny a jídelny. To vše s ohledem na plánovaný histogram nasazení pracovníků a na splnění požadavků při maximálním nasazení kapacit v době špičky (cca pracovníků).

11 ZÁVĚREM Realizací projektu nového zdroje v ledvické elektrárně se Česká republika řadí mezi země uplatňující nejmodernější trendy ve výrobě elektrické energie. Pro společnost ŠKODA PRAHA Invest je úloha generálního dodavatele tohoto unikátního projektu výzvou a ctí zároveň. Řízení přípravy a výstavby celého díla, koordinace všech dodavatelů, úspěšně zvládnuté rozhraní mezi provozovanými bloky a stavbou, důraz na ochranu zdraví a životního prostředí, to vše představuje vysoké nároky, se kterými se ŠKODA PRAHA Invest v roli generálního dodavatele v dosavadním průběhu stavby úspěšně vyrovnává.

12 VIZE JE PRVNÍM KROKEM K REALIZACI JSME GENERÁLNÍM DODAVATELEM A PROJEKTANTEM ENERGETICKÝCH INVESTIČNÍCH CELKŮ ŠKODA PRAHA Invest je předním českým dodavatelem energetických celků a jejich technologických částí. Působíme v klasické a jaderné energetice, v oblasti teplárenství, stavíme paroplynové elektrárny, dodáváme obnovitelné zdroje energie. Jsme na českém trhu jediný dodavatel schopný dodat energetické dílo od projektové dokumentace přes realizaci a montáž až po uvedení do provozu a zajištění záručního a pozáručního servisu. Realizujeme český průmyslový projekt desetiletí, obnovu výrobní kapacity Skupiny ČEZ. V rámci tohoto projektu provádíme environmentálně prospěšnou komplexní obnovu elektráren Tušimice II a Prunéřov II, stavíme nový výrobní zdroj s nadkritickými parametry páry v Elektrárně Ledvice a nový paroplynový cyklus v Elektrárně Počerady. Též realizujeme projekty kompletovaných dodávek pro jaderné elektrárny a projekty zvyšování výkonu a modernizace jaderných zdrojů. Působíme rovněž na poli obnovitelných zdrojů energie. Vynikáme silným odborným know-how, které pod značkou ŠKODA PRAHA budujeme 60 let. Za tu dobu jsme dodali více než stovku energetických celků s celkovým výkonem MW do 25 zemí světa. Dodáváme energetické zdroje, jež vynikají vysokou technologickou úrovní, účinností a spolehlivostí, a navíc jsou šetrné k životnímu prostředí. DĚLÁME VELKÉ VĚCI

13 NOVÝ 660MWe BLOK S NADKRITICKÝMI PARAMETRY PÁRY V ELEKTRÁRNĚ LEDVICE DĚLÁME VELKÉ VĚCI