» Realizace obtoku dvou spalinových kotlů v Teplárně Kyjov

cz en

Realizace obtoku dvou spalinových kotlů v Teplárně Kyjov

Hlavní stránka » Technická řešení » Projekty » Realizace obtoku dvou spalinových kotlů v Teplárně Kyjov

Pilířem dnešní elektroenergetiky jsou velké výrobny, především uhelné a jaderné, o výkonu v řádu stovek MW až jednotek GW. Dosavadní technický vývoj směřoval k velkým jednotkovým výkonům a technologiím s maximální nezávislostí na dodávkách paliva a aktuálních povětrnostních vlivech. Na konci vývoje se nacházejí jaderné elektrárny, které nevyžadují kontinuální dodávku paliva a s výjimkou několikatýdenní odstávky mohou pracovat celý rok s maximálním výkonem. Toto jsou elektrárny pracující v tzv. základním pásmu denního diagramu zatížení. Při vyšším zatížení jsou spouštěny pološpičkové elektrárny (obvykle menší uhelné nebo plynové) a zatížení ve špičkách vykrývají špičkové elektrárny (obvykle přečerpávací vodní). Tento mix elektráren zajišťuje dostatečnou výkonnost, stabilitu a trvalé vyrovnávání aktuální bilance výroby a spotřeby elektřiny.

Jednou z pološpičkových elektráren se v roce 2010 stala také Teplárna Kyjov, a.s. Hlavním předmětem podnikání společnosti je výroba a rozvod elektřiny a tepla. Celkový instalovaný výkon společnosti je 23 MWe. Elektřina je vyráběna na kogenerační jednotce s instalovaným výkonem 23 MWe. Celková roční výroba elektřiny netto je cca 167 GWh.

Teplárna Kyjov, a.s. provozuje dva energetické bloky s kombinovanou výrobou elektrické energie a tepla na principu tzv. paroplynového cyklu. To znamená, že teplo ze spalin z každé z obou plynových agregátů (plynová turbina ve spojení s generátorem elektrické energie) spalujících zemní plyn se dále využívá ve spalinových kotlích k výrobě páry a teplé vody. Pára z obou spalinových kotlů se dále využívá pro pohon turbogenerátoru (parní turbina ve spojení s generátorem elektrické energie). Z nízkotlaké části parní turbiny je vyveden odběr páry. Pára předává teplo ve výměníku tepla teplonosnému mediu (teplé vodě) pro účely vytápění. Jedná se o moderní v praxi osvědčenou techniku, která se vyznačuje vysoce efektivním využitím paliva - zemního plynu - a z toho vyplývajícím velice nízkým zatížením životního prostředí.

NávrhStávající uspořádání obou kogeneračních jednotek neumožňovalo samostatné najíždění spalinových turbín bez provozu parních kotlů. Záměrem Teplárny Kyjov bylo stát se pološpičkovou elektrárnou - provozovat stávající spalinové turbíny ve službách k vykrývání špičkových spotřeb elektrické energie, kde se požaduje rychlost najetí spalinových turbín na plný výkon do 15 minut. Aby spalovací turbína mohla být provozována v požadovaném režimu služeb, musí být její najíždění na výkon zcela nezávislé na najíždění parního kotle, který je ohříván spalinami z této spalovací turbíny. Parní kotle se běžně najíždí na plný výkon cca 1 hodinu, což zásadním způsobem bránilo provozovat spalinové turbíny v požadovaných službách. Proto bylo navrženo za spalinové turbíny instalovat obtoky s vyvedením spalin přímo do komína a tak umožnit splnit tvrdé požadavky rychlého najetí spalovacích turbín na plný výkon.

Návrh, projektovou dokumentaci, výrobu a montáž obtoků provedla naše společnost PEEM, spol. s r.o. v úzké spolupráci s firmou T-PROJECT GROUP, spol. s r.o.

S ohledem na to, že prostor v kotelně okolo kogeneračních jednotek je velmi stísněný, bylo nalezení vhodného řešení spalinových obtoků jak z hlediska technického, tak ekonomického, poměrně obtížné. Po pečlivém zvážení byla vybrána varianta, kdy jsou oba spalinové obtoky zaústěné za parními kotli do spodní části stávajících komínů, které byly s ohledem na vysokou teplotu spalin v bypassech dodatečně po celé výšce vyvložkovány.

Vyrobené díly před expedicíVyrobené díly před expedicí
Vyrobené díly před expedicí

Každý obtok spalin je vyveden z boční stěny stávající přívodní spalinové komory, která je situována přímo pod parním kotlem. Oba obtoky jsou poté horizontálně vedeny podél bočních stěn kotelny směrem k tlumičům hluku. Tato část obtoků spalin je podepřena na kótě 0,0 m. Pak je potrubí obtoků vedeno nad tlumiči hluku a mezi stávajícími plošinami vertikálně až nad střechu kotelny. V tomto úseku je každý obtok vybaven jedním tkaninovým kompenzátorem s vnitřní izolací a jednou horkou regulační klapkou 1200x1800 mm. Kolem této klapky je instalován další bypass/obtok s explozní klapkou, která brání přetlaku v systému v případě neotevření regulační klapky. Poblíž horkých regulačních klapek jsou instalovány na potrubí obtoků kontrolní otvory. Každé potrubí obtoku umístěné pod kompenzátorem je uchyceno na nové ocelové konstrukci, která je podepírána čtyřmi sloupy stojícími mimo stávající kanály silnoproudu. Pod střechou je instalován další kompenzátor. Z důvodu komplikované montáže zesílení střechy a jejího celkového rozebrání bylo použito předepnutí lany Monostrand. Nad střechou kotelny, která byla pro vývod obtoků spalin upravena, jsou potrubí obtoků zalomena a zaústěna do spodní části stávajících komínů. Před zaústěním obtoků do komínů je každé potrubí vybaveno jedním tkaninovým kompenzátorem s vnitřní izolací.Tato část obtoků spalin je podepírána nejenom novou ocelovou konstrukcí, ale také i konstrukcí, která nese stávající komíny.

Potrubí obtoků je vyztuženo příčnými a podélnými žebry takovým způsobem, aby stěny potrubí byly dostatečně tuhé a působením úchytných sil a vnitřního přetlaku nedocházelo k jejich nedovoleným deformacím. Tloušťka stěn potrubí obtoků je 4 mm. Pro výrobu potrubí obtoků nacházející se jak v kotelně, tak nad střechou, byla použita ocel 10CrMo9-10. Potrubí v kotelně je obaleno vnější tepelnou izolací chráněnou pozinkovaným plechem, přičemž teplota povrchu oplechování nepřekročí 50°C při teplotě okolního vzduchu 25°C. Tepelná izolace je v souladu s předpisy PO vytažena až do výše 2,5 m nad střechu kotelny. Jednotlivé díly potrubí jsou oboustranně svařovány a následně smontovány pomocí nerezových šroubů a matic. Všechny spoje jsou utěsněny těsnící šňůrou Power Therm. Pro montáž kompenzátorů jsou díly opatřeny přírubou pro jejich přišroubování. Z důvodu dobré těsnosti regulačních klapek je uvnitř každé z nich instalována těsnicí lišta.

Vyústění obtoků nad střechouVyústění obtoků nad střechou
Vyústění obtoků nad střechou

Stávající komíny jsou vyvložkovány po celé jejich délce tepelnou izolací SIBRAL Fiberfrax, která je chráněna nerezovým plechem o tloušťce 2 mm. Komíny jsou ve své horní části opatřeny rozšířením za účelem snížení rychlosti proudících spalin a tím i možného výstupního hluku z komínu. Pod každým parním kotlem na jeho vstupu je instalována nová horká regulační klapka. Pod oběma komíny jsou instalovány klapky, bránící vniknutí horkých spalin do horních částí kotlů.

Součástí instalace obtoků spalin byly také stavební úpravy stávajícího zařízení, které sestávaly z úpravy střechy kotelny, plošin a schodišť a z přeložek kolidujících zařízení a potrubí (odvodňovací, odkalovací atd.).

Vyústění obtoků nad střechouVyústění obtoků nad střechou