Modernizace systému kontroly chemického režimu v elektrárně Mělník I

publikováno:

Elektrárna Mělník I je prvním ze tří bloků vybudovaných postupně koncem šedesátých a začátkem sedmdesátých let jako komplex kondenzačních elektráren spalujících hnědé uhlí dopravované vlaky ze severočeských a západočeských dolů. Instalovaný výkon je 4 x 60 MW.

V roce 2019 realizovala společnost JSP, s.r.o. pro elektrárnu Mělník I komplexní rekonstrukci systému monitoringu chemického režimu.

Úvod:

Společnost JSP, s.r.o. je přední český výrobce a dodavatel v oboru měření a regulace. Vyrábí a dodává především snímače pro měření teploty, tlaku, průtoku, hladiny a systémy chemické analýzy pro energetiku, chemii a průmysl. Rovněž poskytuje kompletní I&C řešení pro výstavbu nových a rekonstrukce stávajících energetických celků. Jedná se většinou o ucelené dílo včetně kompletního inženýringu - od projektových prací, přes vlastní dodávky, montáž nebo šéfmontáž, testy a uvedení do provozu, až po zajištění záručního a pozáručního servisu, dodávek náhradních dílů a další potřebné podpory, jako je například pravidelná kalibrace čidel ve vlastní akreditované laboratoři (AKL) či ověření pro fakturační měření v autorizovaném metrologickém středisku (AMS) JSP.

Mezi hlavní dodávky patří také „Systémy kontinuální chemické analýzy vody a páry v energetice“, zkráceně SWAS z anglického Steam and Water Analytical System. V roce 2019 realizovala společnost JSP komplexní obnovu tohoto systému chemického monitoringu na bloku 1 Mělnické elektrárny.

Význam moderní chemické analýzy v energetických provozech:

Kvalita, chemické složení a znečištění vody má přímý vliv na životnost a spolehlivost zejména blokových zařízení (kotlů a turbín) klasických i jaderných elektráren. Tyto parametry mají přímou vazbu na opotřebení jednotlivých částí technologie a celkově na ekonomiku celého provozu. Úroveň některých chemických prvků či nečistot je v moderních provozech nutné monitorovat „on-line“, v reálném čase a s přímou vazbou do řídícího systému, tak aby obsluha mohla včas diagnostikovat stav a preventivně na měnící se parametry reagovat adekvátní úpravou či zásahem. Dnes je dokonce řízení chemie okruhů postaveno na roveň řízení toku energie. Pomocí porovnání reakce a měřením na různých místech okruhu lze také například rychle detekovat zdroj nečistot, odhad typu znečištění nebo poruchy chemického režimu.

Řetězec vzniku informace o chemickém režimu od technologie k člověku zahrnuje:

  • odběr vzorku z hlavního proudu média
  • úpravu vzorku (snížení teploty a tlaku či kondenzace páry na kapalinu)
  • vlastní analýzu měřených hodnot
  • zpracování signálu (filtrace, mrtvé pásmo)
  • přenos do databáze a zobrazení v DCS
  • informace o validitě měření = mohu naměřenému údaji věřit?
  • identifikaci příčiny poruchy a poškození technologie (varovný systém)
  • zajištění vysoké bezpečnosti při provozu, obsluze a údržbě

Popis systému SWAS dodaného na EME1:

Instalované řešení systému chemické analýzy vody a páry pokrývá komplexní vyhodnocování provozně potřebných fyzikálně-chemických vlastností vody a páry umožňující dálkově kontrolovat a registrovat všechny potřebné údaje v řídícím systému bez zásahů obsluhy. Řešení je provozováno v automatickém režimu a je trvale chráněno proti chybným manipulacím a nežádoucím provozním režimům pomocí jisticích prvků. Poskytuje provoznímu personálu i personálu údržby všechny potřebné údaje ve formě, která zajistí bezpečný a ekonomický provoz technologie při minimálních nárocích na zatížení obsluhy.

V rámci realizace projektu společnost JSP zajišťovala vybudování kompletně vybavené centrální vzorkovny v mezistrojovně pro chemická měření (vodivost, pH, kyslík, křemík a čpavek) na páře a vodě. Projekt začínal stavebními úpravami místnosti analyzátorovny a rozvodny, včetně požárně bezpečnostního řešení, nových odpadů, vzduchotechniky, klimatizace a EPS.

Významnou částí dodávky je systém chlazení vzorků médií nově koncipovaný jako uzavřený chladící okruh. Primární strana chlazení je zajištěna neupravenou labskou vodou, zatímco sekundární stranu tvoří uzavřený chladící okruh s demineralizovanou vodou. Konfigurace chlazení je zabezpečena 2 technologickými uzly umístěnými na rámech v přízemí strojovny.

Všechny potřebné vzorky vody a páry jsou staženy impulsním potrubím do nově vybudované centrální vzorkovny, kde jsou umístěny panely úpravy vzorků (redukce teploty tlaku a průtoku měřeného vzorku) a také všechny analyzátory pro kontinuální monitoring potřebných hodnot.

Naměřené hodnoty z analyzátorů jsou vyvedeny do místního PLC v rozvodně, odkud jsou dále přenášeny do nového ŘS Ovation a zobrazovány na operátorských stanicích nadřazeného řídicího systému elektrárny v centrálním velínu. Hodnoty z měření jsou dále ukládány do archivačních stanic zákazníka a do centrálního úložiště pro potřeby nadřazených aplikací - např. ChemLab.

Vlastní analyzátory a panely úpravy:

Měření zahrnuje analýzu páry a vody kotlů K1 až K6 a turbín TG1 až TG4. Původní analyzátory byly dříve rozmístěny na různých místech v provozu a nyní jsou soustředěna v rámci zefektivnění do jedné místnosti. Pro všechna měření jsou jednotně instalovány moderní analyzátory SWAN.

Monitorují se vzorky:

  • napájecí vody (křemík, specifická vodivost, katexová vodivost, pH–výpočtem, čpavek a kyslík)
  • kotelní vody (křemík, pH, specifická vodivost a katexová vodivost)
  • syté páry (katexovaná vodivost)
  • přehřáté páry (křemík, specifická vodivost, katexová vodivost, odplyněná katexová vodivost, pH - výpočtem a čpavek)
  • kondenzátu (kyslík, katexovaná vodivost)
  • přípravné vody (specifická vodivost)
  • demivody v sekundárním chladicím okruhu (specifická vodivost)

Panely úpravy vzorku JSP a panely s analyzátory SWAN jsou instalovány na kompaktních montážních rámech, je zajištěn společný přívod chladící vody a společné odpadní potrubí pro odvod chladící vody, vzorků z jednotlivých analyzátorů a ručních odběrů. Panely úpravy vzorku jsou pak propojeny nerezovým impulsním potrubím s jednotlivými analyzátorovými jednotkami. Odpad z analyzátorů a ručních odběrů je sveden nad nerezový žlab s mřížkou pro možnost odkládání lahví pro ruční kontrolní odběry.

Rozsah dodávek společnosti JSP představuje:

  • kompletní návrh řešení a projektovou dokumentaci
  • demontáž původních zařízení a konstrukcí stavební úpravy
  • dodávku a instalaci redundantního systému sekundárního chlazení
  • instalaci nového impulsního potrubí pro přívod vzorků od technologie do analyzátorovny
  • dodávku a instalaci nových kompletních rámů s panely úpravy vzorků a analyzátory
  • napájení nové technologie - rozvaděč, kabeláž, kabelové trasy
  • nový autonomní řídicí systém pro technologii chlazení a sběr dat z analyzátorů
  • vizualizaci a řízení technologie z centrálního velínu prostřednictvím operátorských stanic nadřazeného řídicího systému elektrárny
  • přenos dat do datových skladů ČEZ
  • kompletní projekt, dodávky, instalaci a zprovoznění systémů
  • zhotovení a předání dokumentace skutečného stavu

Koncem roku 2019 úspěšně proběhl 60denní zkušební provoz a zařízení je předáno do provozu.

Závěr:

Nový monitoring chemického režimu kotlů a turbogenerátorů v elektrárně Mělník I významně přispěje k ekonomickému, spolehlivému a bezpečnému provozu technologie těchto kotlů a turbín, stejně jako tomu je při podobných instalacích systémů kontinuálního měření chemického režimu realizovaných společností JSP, například u nového paroplynového bloku elektrárny Počerady 880MW, při instalaci kontinuálního měření chemie vody a páry rekonstruovaných bloků C, D a E (3x 250 MW) Prunéřova II v rámci jejich Komplexní obnovy, či v případě instalace na Teplárně a dvou paroplynových blocích Vřesová v Sokolovské uhelné a mnoha dalších energetických provozech v České republice i zahraničí.

JSP, s.r.o.

Reklama

Vážené čtenářky a čtenáři,

od dubna 2020 jsme spustili nový web časopisu All for Power. Všechny historické články lze dohledat na „staré verzi webu“ - old.allforpower.cz. Pokud jste si na své firemní stránky některý z našich článků někdy vložili, upravte si v administraci odkaz - vložte slovo „old“, čili old.allforpower.cz/ … (link článku). Odkaz bude plně funkční.

Kalendář akcí