ENERGETYKA CIEPLNA I ZAWODOWA, nr 4/2007

Zbliża się zakończenie inwestycji

W Elektrowni Pątnów II, wchodzącej w skład Zespołu Elektrowni Pątnów – Adamów Konin SA, realizowana jest budowa nowego bloku energetycznego o mocy 464 MW. Po zakończeniu inwestycji będzie to pierwsza jednostka prądotwórcza na parametry nadkrytyczne w krajowym systemie elektroenergetycznym. Charakteryzuje się wysoką sprawnością energetyczną: 44,0 % brutto i 41,0 % netto. Inne, istotne dla eksploatacji parametry to:
Moc znamionowa bloku brutto na zaciskach generatora przy temperaturze wody chłodzącej 20ºC - 464 MW
Moc bloku netto na szynach 400 kV przy temperaturze wody chłodzącej 20ºC - 440 MW
Roczna produkcja energii elektrycznej brutto – 3,3 TWh i netto 3,1 TWh
Urządzenia przewidziane do wyposażenia bloku są oparte na najnowocześniejszych rozwiązaniach sprawdzonych w zagranicznych elektrowniach opalanych węglem brunatnym. Oczekuje się wysokiej dyspozycyjności bloku (94 % w latach z remontem średnim i 91,3 % w co szóstym roku z remontem kapitalnym). Blok Elektrowni Pątnów II charakteryzuje się wysoką sprawnością wytwarzania energii, co wiąże się z mniejszym zużyciem paliwa i zmniejszeniem ilości odpadów poprodukcyjnych. Wyposażony został w najnowocześniejsze instalacje ochrony atmosfery, w tym w instalację mokrego odsiarczania spalin, instalację obniżenia emisji związków azotu metodami pierwotnymi w kotle energetycznym.
Elektrownia Pątnów II stanowi kompletny układ technologiczny przeznaczony do przemiany energii chemicznej paliwa w energię elektryczną przy wykorzystaniu energii cieplnej pary wodnej jako czynnika pośredniego w przemianach energetycznych. Ciepło odpadowe powstające w wyniku procesu technologicznego odprowadzane jest do otoczenia. Odprowadzenie ciepła odpadowego następuje ze spalinami poprzez komin do atmosfery oraz z wodą chłodzącą do pobliskiego systemu jezior, skąd w wyniku naturalnego procesu schładzanie przekazywane jest również do atmosfery.
W skład Elektrowni Pątnów II wchodzą następujące główne układy:

Kocioł BB-1345, którego producentem jest konsorcjum Alstom–RAFAKO, to kocioł pyłowy, wieżowy, przepływowy typu Bensona, z przegrzewem międzystopniowym przeznaczony do pracy blokowej z turbiną kondensacyjną o mocy 464 MW. Charakterystyczne parametry zainstalowanego w Elektrowni Pątnów II kotła to:
- wydajność znamionowa – 1300 t/h,
- temperatura wody zasilającej – 273oC,
- temperatura pary świeżej – 544oC,
- temperatura pary wtórnej 568oC,
- ciśnienie pary świeżej – 26,6 MPa,
- ciśnienie pary wtórnej – około 5,2 MPa,
- sprawność (osiągalna) – 90,2 %.
Turbina parowa, której producentem jest Alstom Power, jest turbiną reakcyjną, osiową, czterokadłubową, kondensacyjną, z jednostopniowym przegrzewaczem pary i siedmioma nieregulowanymi upustami regeneracyjnymi. Podstawowe parametry charakteryzujące pracę tego urządzenia:
- parametry pary świeżej - 25,8 MPa/540 0C,
- parametry pary wtórnej gorącej – 5,02 MPa/565 0C,
- parametry pary wtórnej zimnej – 5,5 MPa/309 0C,
- natężenie przepływu pary świeżej – 361 kg/s,
- obroty znamionowe – 50 1/s (3000 1/min),
- moc znamionowa brutto – 464 MW.

3. Generator firmy Alstom, jest urządzeniem typu 50WT23E-104 o mocy znamionowej (dla cosφ 0,85 = 564,7 MVA). Napięcie znamionowe generatora wynosi 21 kV, a jego sprawność około 98, 74 %. Urządzenie wyposażone zostało w wodorowy układ chłodzenia wirnika i rdzenia oraz bezpośrednio wodny układ chłodzenia uzwojenia stojana.

Urządzenia elektroenergetyczne

W Elektrowni Pątnów II, poza kotłem, turbiną i generatorem, zainstalowane są następujące podstawowe urządzenia elektroenergetyczne:

- transformator blokowy o mocy 570 MVA, napięciu 21/400 kV, dwuuzwojeniowy z chłodzeniem olejowo-powietrznym;
- transformatory potrzeb własnych (zaczepowy) trójuzwojeniowy o mocy 50/25/25 MVA i napięciu 21/6,3/6,3 kV;
- połączenia szynowe – połączenia generatora z transformatorem blokowym oraz z transformatorem potrzeb własnych wykonane za pomocą szynoprzewodów (zostanie zastosowany wyłącznik generatorowy).
- połączenie transformatora blokowego z rozdzielnią 400 kV wykonane za pomocą napowietrznej linii 400 kV oraz linią kablową 400 kV.
Oprócz wspomnianych już urządzeń blok energetyczny w Elektrowni Pątnów II wyposażony został w szereg instalacji i korzystać będzie z układów pomocniczych. Do najważniejszych zaliczyć należy:

• UKŁAD NAWĘGLANIA
• UKŁAD WODY CHŁODZĄCEJ
• INSTALACJA ODSIARCZANIA SPALIN
• GOSPODARKA SORBENTEM I GIPSEM
• INSTALACJA ODPYLANIA SPALIN
• INSTALACJA PIERWOTNEJ REDUKCJI TLENKÓW AZOTU
• ODPROWADZENIE ODPADÓW PALENISKOWYCH

Układ automatyki bloku

Urządzenia i instalacje bloku 464 MW zostały zaprojektowane i dostarczone w stanie umożliwiającym automatyczny ruch bloku, poczynając od początkowego nagrzewania instalacji i układów bloku przy zastosowaniu pary z kolektora międzyblokowego, poprzez automatyczny sekwencyjny rozruch do osiągnięcia mocy minimalnej na palnikach olejowych, mocy minimalnej na palnikach węglowych, a następnie przez automatyczny nabór mocy do osiągnięcia mocy zadanej. W układzie automatycznym zostało zrealizowane również bezpieczne odstawienie, aż do całkowitego ostygnięcia urządzeń bloku.
Układ sterowania bloku wyposażony jest w automatyczne zabezpieczenia zapewniające maksymalne możliwe do osiągnięcia bezpieczeństwo obsługi i urządzeń, gwarantujące jednocześnie zabezpieczenie i ochronę środowiska.
Sterowanie bloku umożliwia pracę z ciśnieniem poślizgowym zmiennym liniowo od 100 do 40%, w zakresie obciążeń odpowiednio 98-40 %, rozumianych jako ilość pary świeżej w stosunku do ilości znamionowej. W zakresie poniżej 50% obciążenia blok jest dostosowany do pracy ze stałym ciśnieniem.
Czas rozruchu kotła:
- po 8 h postoju - 1h
- po 48 h postoju - 3h
- ze stanu zimnego - 5h

Układ automatyki zapewnia pełną kontrolę bloku, możliwość sekwencyjnego sterowania, możliwość rejestracji i analizy stanu urządzeń oraz diagnozowanie możliwych awarii wynikających z nadmiernego stopniowego pogarszania się stanu urządzeń. Aparatura kontrolno-pomiarowa bloku spełnia zarówno wymagania wynikające z oferowanej technologii bloku oraz wymagania UDT i PSE.
Układy pomiarowe, zainstalowane na bloku mogą służyć do kontroli emisji zanieczyszczeń przez blok 464 MW, zgodnie z obowiązującymi przepisami.
Centralny układ sterowania blokiem został zainstalowany w nastawni bloku. Część centralna układów AKPiA bloku zrealizowana została w oparciu o cyfrowy rozproszony system automatyki (Distributed Control System - DCS), który jest tak skonfigurowany, aby przy współpracy z częścią obiektową AKPiA - spełniał wymagania funkcjonalne bloku. Nastawnia bloku podzielona jest na dwie części.

Część nieoperacyjną, w której zostaną umieszczone szafy centralnego układu starowania oraz szafy układu starowania turbozespołu
Część operacyjną przeznaczona dla operatorów bloku

Zasadnicze funkcje sterowania blokiem zapewnione są przez stanowiska operatorskie wyposażone w monitory obrazujące pracę bloku. Stanowiska umożliwiają ingerencję operatora w prace układów oraz zapewnią rejestrację wybranych parametrów pracy bloku.
Elektrownia Pątnów II korzysta ponadto z gospodarek pomocniczych istniejącej Elektrowni Pątnów I. Do gospodarek tych należą:

instalacja doprowadzenia pary pomocniczej dla potrzeb rozruchu bloku,
sieci zewnętrzne wodno-kanalizacyjne, wody p.poż. i centralnego ogrzewania, doprowadzenia oraz odprowadzenia wody chłodzącej, ścieków i czynnika grzewczego dla potrzeb budynków oraz budowli bloku 464 MW,
instalacja wytwarzania wodoru dla potrzeb generatorów,
instalacje teletechniczne,

W okresie natężenia prac budowlanych i montażowych – w 2006 i 2007 roku - na terenie Pątnowa II zatrudnionych jest około 1 000 osób. Prace wykonuje prawie trzydzieści różnych firm. Do najważniejszych z nich należą: REMAK SA, Energomontaż Północ, Alstom Power, Karrena, PAK SERWIS, Siemens, RAFAKO SA, Konsorcjum Alstom/Rafako.
Na dzień 31 grudnia 2007 roku zaplanowano podpisanie wstępnego protokołu odbioru bloku po pomyślnie zakończonym ruchu próbnym i rozpoczęcie jego komercyjnej eksploatacji.