V Plzni díky Metrostavu dýchají čistější vzduch Metrostav snížil emise TZL a SO2 v Plzeňské teplárenské Pro výstavbu technologických zařízení byly použité nejmodernější materiály pro kompletní odsíření

Stavební společnost Metrostav a.s. divize 3 – oblast energetiky a teplárenství dokončila v Plzeňské teplárenské rekonstrukci odsiřovacího zařízení a elektrostatického odlučovače. Cílem stavby bylo snížení emisí tuhých znečišťujících látek (dále jen „TZL“) a SO₂ s ohledem na budoucí zpřísnění emisních limitů dle požadavku BAT/BREF. Byla provedena intenzifikace a úpravy čtyřsekcového elektrostatického odlučovače instalací nových vysokonapěťových zdrojů před odsířením a úpravy v absorbéru včetně instalace nové konstrukce TRAY pod sprchovými patry absorbéru. V říjnu 2020 byl úspěšně ukončen zkušební provoz nové technologie. Díky investici necelých 200 milionů korun splní elektrárna nový evropský emisní limit na TZL oxid siřičitý. Zařízení pracující na principu mokré vápencové vypírky významně snížilo emise tuhých znečišťujících látek, síry a anorganických sloučenin chlóru a fluóru.

Systém odsíření tvoří čerpadlovna, absorbér, elektrostatický odlučovač, schodišťová věž s výtahovou šachtou, kouřovody, ventilátor, elektrorozvodna a mnoho dalších prvků. Princip fungování – systém TRAY usměrňuje tok spalin a zadržuje část vápencové suspenze v absorbéru, kde se rozstřikuje vápencová suspenze, na níž se chemicky naváže oxid siřičitý a jeho koncentrace ve spalinách tak významně klesá.

„Zakázku jsme získali i díky zkušenostem z projektu „Nový zdroj 660 MWe v Elektrárně Ledvice, kde společnost Metrostav a.s. taktéž prováděla rekonstrukci absorbéru. Náročnost projektu spočívala v precizním provedení veškerých prací pouze po dobu odstávky“ prozrazuje vedoucí projektu David Nový z Divize 3 společnosti Metrostav a.s.

Součástí Díla bylo zpracování dokumentace nutné pro přípravu a realizaci Díla, a to zejména v rozsahu dle přílohy č. 6 vyhlášky č. 499/2006 Sb., o dokumentaci staveb v platném znění a další dokumentace včetně dodavatelské nutné pro zboží, služby a další činnosti spojené s přípravou a realizací Díla včetně jeho vyzkoušení, uvedení do provozu a předání Investorovi. Nedílnou součástí Díla bylo obstarání rozhodnutí správních orgánů v návaznosti na provádění Díla, zaškolení obsluhy zadavatele, řízení kvality a zajištění BOZP při provádění Díla.

GEOGRAFICKÁ POLOHA

Plzeňská teplárenská, a.s. se nachází v městě Plzni, v západní části České republiky v Plzeňském kraji. Plzeň je napojena na dálnici D5 spojující Prahu s Norimberkem. Staveniště se nachází v sídle objednatele – areál Energetika, které je v průmyslovém areálu ŠKODA Plzeň.

Pozemek staveniště je s výškovými rozdíly terénu od 333,00 m n.m. do 334,50 m n.m. (výškový systém Jadran).

HISTORIE

• 1950 První využití závodního horkovodu Škoda pro vytápění bytů v oblasti Jižní Předměstí.
• 1960–1970 Výstavba lokálních výtopen na uhlí v lokalitách Světovar, Letná, Doubravka a Bory.
• 1976 Dokončena výstavba I. etapy centrální teplárny na uhlí a výstavba dvou horkovodních napáječů zásobujících Severní a Jižní Předměstí.
• 1982 Zahájení výstavby II. etapy centrální teplárny s kombinovanou výrobou tepla a elektřiny – dva práškové kotle a protitlaká turbína.
• 1999 Uvedení do provozu nové kogenerační jednotky o výkonu kotelní jednotky 180 t páry za hodinu a turbogenerátoru s kondenzační odběrovou turbínou o výkonu 50 MW_e.

VÝCHOZÍ STAV

Na výstupu spalin z každého kotle jsou nainstalovány elektrostatické odlučovače. Pro kotel K1 třísekcový a pro kotel K3 dvousekcový. Každý kotel je vybaven dvěma spalinovými ventilátory. Za těmito ventilátory vstupují spaliny do společného kouřovodu a jsou vedeny do čtyřsekcového elektrostatického odlučovače před odsířením. V tomto kouřovodu před vstupem do čtyřsekcového elektrofiltru je instalován by-pass, který umožňuje odvádět spaliny do železobetonového 120metrového komínu při najíždění a odstavování technologie odsíření. Za čtyřsekcovým elektrofiltrem je instalován podpůrný ventilátor, který dopravuje spaliny do odsiřovacího absorbéru. Součástí absorbéru je komín pro odvod vyčištěných spalin do atmosféry.

V době projektování a realizace stávající technologie odsíření (roky 2008 až 2009) nebyly na kotlích ještě realizovány žádné technologie za účelem snižování NO_X ve spalinách.

V rámci intenzifikace stávající technologie odsíření na nové parametry zhotovitel musel vzít na vědomí následující skutečnosti vztahující se k denitrifikaci kotlů K1 a K3:

Kotel K1
Realizace denitrifikace proběhla v roce 2015. Vlastní denitrifikace kotle se sestává ze souboru primárních opatření (instalace nízkoemisních hořáků) a aplikace sekundární metody pro redukci emisí NO_X (instalace technologie SNCR, použitý reagent 40% roztok močoviny).

Garantované parametry:

• koncentrace NO_X ve spalinách po provedení primárních a sekundárních opatření je < 200 mg/Nm³,
• čpavkový skluz - denní průměr < 10 mg/Nm³.

Kotel K3
Denitrifikace kotle K3 bude realizována v průběhu roku 2019. Vlastní denitrifikace kotle bude za použití technologie SNCR, použitý reagent 40% roztok močoviny.

Koncentrace škodlivin ve spalinách na výstupu z kotle K3 (vztažené na 6 % O₂, suchý plyn):

• Koncentrace NO_X 135 mg/Nm³
• Koncentrace CO ≤ 230 mg/Nm³
• Skluz NH3 ≤ 10 mg/Nm³

Součástí dodávky technologie denitrifikace byly nové spalinové ventilátory pro kotel K3.

POŽADAVKY NA TECHNICKÉ ŘEŠENÍ

ELEKTROSTATICKÝ ODLUČOVAČ (EO) A KOUŘOVODY
Před zahájením rekonstrukce bylo nutné provést CFD analýzu optimalizace proudění spalin v kouřovodech. Po provedení této analýzy byl zpracovaný 3D model s novým provedením. Součástí rekonstrukce EO byla výměna tří kusů vysokonapěťových zdrojů a úprava zaústění kouřovodů do absorbéru. Tento díl byl kompletně vyměněný za nerezový a osazený kompenzátorem pro zajištění dilatace. Ostatní kouřovody byly zrevidovány a provedeny drobné lokální opravy. Na vhodnosti použitého nerezového a laminátového materiálu společnost Metrostav a.s. spolupracovala s experty z ČVUT fakulta strojní, ústav materiálového inženýrství.

PODPŮRNÝ VENTILÁTOR
Součástí rekonstrukce byla úprava podpůrného ventilátoru, a to z důvodu zvýšeného tlaku na odsiřovací technologii. Tato úprava zahrnovala zejména následující činnosti:

• komplexní kontrola a posouzení zařízení jako celku

ABSORBÉR a MOKRÝ KOMÍN
Podstatou tohoto projektu byla úprava v absorbéru. Před zahájením stavebních prací bylo nutné absorbér vyčistit. Následně bylo postaveno vnitřní lešení do výšky až 25 m, z kterého byla upravovaná technologie. Práce probíhali na více pracovištích souběžně, a to na výměně nového eliminátoru kapek, montáži distribučního potrubí vápencové suspenze včetně konstrukce TRAY.

CIRKULAČNÍ ČERPADLA a SYSTÉM ROZSTŘIKU SUSPENZE
Pro bezvadné fungování technologie bylo nutné provést úpravu tří recirkulačních čerpadel vápencové suspenze. Tato úprava zahrnovala výměnu oběžných kol za větší, což zajistilo potřebný výkon čerpadel potřebný ke splnění garantovaných parametrů.

Cirkulační čerpadla byla uvnitř absorbéru napojená na polypropylenové distribuční potrubí, které bylo vyměněno za laminátové a osazeno tryskami pro rozstřik vápencové suspenze.

DMYCHADLA OXIDAČNÍHO VZDUCHU
Byla provedena výměna nefunkčního dmychadla oxidačního vzduchu. Dmychadlo bylo napojeno na řídící systém na velínu provozu.

ELEKTRO
Pro nově dodanou technologii sloužící k intenzifikaci odsiřovacího zařízení bylo dodané veškeré elektrozařízení pro napájení vlastní spotřeby díla a propojení se stávajícím zařízením. Pro veškerá nově dodávaná elektrozařízení byly dodány také příslušné elektrické ochrany a jistící zařízení. Součástí nových rozvodů elektro bylo rozšíření stávajícího řídícího systému.

VSTUPNÍ PARAMETRY

Vstupními parametry byly tyto hodnoty:

• Max. objemovém toku suchých spalin 410 000 Nm³/h;
• Vstupující spaliny do zařízení odsíření mají teplotu 185 °C s koncentrací SO₂ 7 630 mg/m³ a tuhých znečišťujících látek 60 mg/m³.

DOSAŽENÉ GARANTOVANÉ PARAMETRY

Výsledkem této náročné rekonstrukce bylo splnění těchto významných parametrů:

• SO₂ max. 145 mg/Nm³, TZL 7 mg/Nm³, Cl- 5 mg/Nm³, F- 3 mg/Nm³;
• Vlastní spotřeba elektrické energie 1 495 kWh/h.
• Spotřeba tlakového vzduchu 20 kg/h;

Celá rekonstrukce byla zasažena celosvětovou koronavirovou pandemií, a i přesto se celému týmu pracujícím na takto náročném díle podařilo splnit plánovanou odstávku tepelných zdrojů, která byla pouhých 60dní a to od 20.4.2020 do 19.6.2020, tedy ve vyhlášeném nouzovém stavu a za přísných epidemiologických a hygienických opatření.

Z výsledků rekonstrukce je zřejmé, že společnost Metrostav a.s. a její pracovníci jsou schopni realizovat takto složité technologické celky a v České republice patří ke špičce v oboru mezi dodavateli technologií pro teplárenství a energetiku.

David Nový
Metrostav, a. s., Divize 3