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.
