Metrostav DIZ zbavil Elektrárnu Mělník síry a zbaví ji i rtuti

Stavební společnost Metrostav DIZ dokončila v Elektrárně Mělník I výstavbu dvou odsiřovacích linek pro všech šest výrobních bloků. V březnu byl úspěšně ukončen zkušební provoz nové technologie. Díky investici přes 1,6 miliardy korun splní elektrárna nový evropský emisní limit na oxid siřičitý. Zařízení pracující na principu mokré vápencové vypírky významně sníží i emise tuhých znečišťujících látek a anorganických sloučenin chloru a fluoru. Pro výstavbu technologických zařízení bylo použito přes 4 500 tun ocelových konstrukcí, dodaných Střediskem ocelových konstrukcí divize 3 společnosti Metrostav.

ZÁKLADNÍ ÚDAJE

• Název stavby: „SNÍŽENÍ EMISÍ SOX NA ELEKTRÁRNĚ MĚLNÍK I., KOTEL K1-K6“ Elektrárna Mělník I.
• Objednatel: Energotrans, a. s.
• Zhotovitel: Metrostav DIZ s.r.o

Systém odsíření tvoří čerpadlovna, dva absorbéry, schodišťová věž s výtahovou šachtou, kouřovody, ventilátory, budova odvodnění, elektrorozvodny a mnoho dalších prvků. Princip fungování je jednoduchý – v absorbérech se rozstřikuje vápencová suspenze, na níž se chemicky naváže oxid siřičitý a jeho koncentrace ve spalinách tak významně klesá. Díky odsíření se elektrárna stává i významným přispěvatelem do cirkulární ekonomiky. Jako vedlejší produkt totiž vzniká sádrovec, který se využívá ve stavebnictví.

„Zakázku jsme získali i díky dobře odvedené práci při komplexní obnově Elektrárny Prunéřov II a zkušenostem z rekonstrukce žatecké teplárny. Mělnický projekt nabídl řadu technologických lahůdek, především přestavbu 140 metrů vysokého komína za pomocí největších jeřábů v ČR a osazení horního dílu nové nerezové vložky prostřednictvím vrtulníku. Zároveň jsme museli již v předstihu vybudovat provizorní komín, aby elektrárna mohla zůstat v provozu i v průběhu realizace ekologizace,“ prozrazuje vedoucí projektu Ing. Zdeněk Hošek z Divize 3 společnosti Metrostav.

Projekt odsíření v Elektrárně Mělník byl realizován formou EPC (navrhni, obstarej, postav), který zhotoviteli ukládá projektovou přípravu, dodávku technologií i kompletní realizaci stavby. Technici Metrostavu museli vyřešit ve všech fázích spoustu obtížných úkolů – již v rámci nabídky vytvořit základní projekt včetně rozpočtu a v rámci realizace především skloubit požadavky technologů i investora s kapacitami a možnostmi stavby. Při dokončení pak bylo nutné celé dílo seřídit a spustit tak, aby splnilo smluvní parametry.

Základové poměry, demolice stávajících objektů

Staveniště se nachází na druhohorní České křídové tabuli. Jíly a prachovce se nacházejí v hloubce 8 až 8,5 metru pod povrchem. 1 až 2 metry pod povrchem byly navážky tvořeny stavebním odpadem, starými základy, kanály a písky s příměsí štěrku. Základy byly založeny na písčitých hlínách s příměsí štěrku. Základové spára byla do cca 2 až 3 metry pod povrchem.

V rámci stavby byla provedena demolice objektů č. 41/70 (cca 2 000 m3 obestavěného prostoru) a část objektu č. 41/71 (cca 10 000 m3 obestavěného prostoru). Dále bylo odstraněno vnitřní ochranné keramické pouzdro v železobetonovém komínu o výšce 140 metrů. Pro tyto potřeby byl na tzv. mokrý komín osazen, pomocí vrtulníku, ocelový nosný rošt. Na něj byla zavěšena nově instalovaná nerezová vložka komínu. Zároveň rošt slouží jako podkonstrukce pro oplechování, které zabraňuje zatékání mezi vložku a dřík komínu.

V neposlední řadě byly zdemolovány základy starých kouřových ventilátorů a podzemních železobetonových konstrukcí (4 000 m3). V rámci demontáží byly pracovníky společnosti Metrostav demontovány původní kouřovody včetně ohříváků spalin – cca 5 000 tun.

Zakázka byla rozdělená na tzv. technologické celky:

• Spalinový systém
• Systémy absorpce
• Systém dávkování vápence
• Systém odtahu a odvodnění sádrovce

Součástí realizace byla i výstavba dočasného komínu, který sloužil pro provoz linky II (bloky 4, 5 a 6) v době odstávky bloků 1, 2 a 3 (linka I) a rekonstrukce trvalého komínu. Následně byl dočasný komín rozebrán. 

Ve špičce na staveništi pracovalo cca 360 lidí. Montážně složité byly například absorbéry, kde byl kladen velký důraz na přesnost (ovalita, svislost i přesnost instalace vestaveb a hrdel pro technologii) a kvalitu povrchu ocelových konstrukcí pro lining (povrstvení). Pro montáž kouřovodů bylo zase málo času, a to pouze po dobu odstávky kotlů, čili cca šest měsíců. Během této odstávky se musely demontovat stávající kouřovody a technologie, včetně demolic základů kouřových ventilátorů, postavit nové kouřovody (včetně podpor a jejich základů), osadit spoustu technologických zařízeních včetně kouřových ventilátorů, rozvést veškerou elektroinstalaci a odzkoušet a uvést zařízení do provozu. Pro informaci… Průměr kouřovodů je srovnatelný s průměrem tubusu nového pražského metra.

Opláštění, povrchová ochrana

Hlavní stavební objekty (budova čerpadel SO02, budova odvodnění SO03 a výtahová šachta) byly opláštěny sendvičovými panely různých tlouštěk. Střecha byla též opláštěna sendvičovými panely. Absorbéry, kouřovody surových spalin, kouřové ventilátory a většina potrubí byly obloženy tepelnou izolací (vata) a oplechovány hliníkovým plechem.

Vnější ocelové konstrukce byly chráněny protikorozní ochranou na korozivní prostředí C5-I a vnitřní ocelové konstrukce na prostředí C4. Použil se epoxidový nátěrový systém tloušťky 320 μm respektive 280 μm.

Řešení abraze

Vzhledem k tomu, že spaliny i suspenze jsou poměrně agresivní, byly kontaktní plochy technologických zařízení, jímek i potrubí navrženy tak, aby odolaly takovému prostředí včetně možné abraze. Několik příkladů níže: 

1. Vstup spalin do absorbérů byl vyložen speciální nerezovou ocelí 1.4652.
2. Absorbéry a kouřovody čistých spalin byly ochráněny tzv. liningem/povrstvením, který se skládá ze speciálních epoxidových nátěrů různé roztažnosti a odolnosti, speciálních pryskyřic, sklorohože a laminátu. Celý systém ochrany je navrhován i s ohledem na mechanickou odolnost a liší se skladbou i tloušťkou podle zatížení jednotlivých částí technologie. Tloušťka se pohybuje v rozmezí 1,6 až 4 mm.
3. Betonové konstrukce (jímky, podlahy, odvodní kanálky a podobně) byly též opatřeny ochrannou vrstvou epoxidové stěrky tloušťky 2 až 4 mm.
4. Odtah a cirkulace suspenze byla rozvedena laminátovým potrubím.
5. Vnitřní technologie absorbéru je také provedena z uvedené speciální nerezové oceli (TRAY, míchadla a potrubí pro dávkování vápence) a ostatní technologie v absorbéru jsou z plastu či laminátu (odlučovač kapek, sprchové patro, provzdušňovací potrubí, ochranné koše na sání recirkulačního potrubí).

Systém kontroly a řízení SKŘ

Zařízení instalované specialisty firmy Metrostav je autonomní, čili bezzásahové. Obsluhují jej pracovníci z velínu prostřednictvím vzdálených přístupů, resp. kontrolují na monitorech, zda zařízení pracuje správně. Veškeré dávkování (vápence, vody, odtah sádrovce a další), ovládání a ochrany jsou nastaveny tak, že v případě změn výkonů kotlů, tzn. i množství spalin, se automaticky „přenastavuje“ i nově instalovaná technologie „odsíření“.

Výsledky

Vstupující spaliny do zařízení odsíření mají teplotu 185 °C v množství až 2 420 000 Nm³/h s koncentrací SO₂ 7 630 mg/Rm³ a tuhých znečišťujících látek max. 60 mg/Rm³. Po výstupu z nových ekologických technologií mají spaliny 60 °C s koncentrací SO₂ max. 130 mg/Rm³ a TZL max. 8 mg/Rm³. Zařízení dokáže vyrobit až 42 tun sádrovce za hodinu.

Po odsíření zajistí Metrostav i likvidaci rtuti

Velkým tématem energetiky v celé Evropě je v současnosti rtuť. Provozovatelé elektráren a tepláren musí splnit velmi přísný nový evropský limit platný od srpna 2021. Proto investor Energotrans již během výstavby odsiřovací linky rozhodl o jejím doplnění o pilotní zařízení, které dokáže částečně zachytávat právě zbytkovou rtuť ve spalinách. Výstavbu unikátního zařízení na zachytávání rtuti provedl opět Metrostav DIZ. Je to naprosto mimořádná zakázka, protože zařízení staví Metrostav jako první v ČR a druhý v Evropě. Dodavatelem unikátního patentovaného filtračního zařízení je americká firma W. L. Gore. Očekáváme, že v nastávající dekádě bude systém instalován v řadě dalších uhelných elektráren a tepláren. Samozřejmě ale vždy záleží na konkrétním zdroji, protože systém nemusí být kompatibilní se všemi technologiemi.

Z podkladů Ing. Zdeňka Hoška, Metrostav, a. s., Divize 3