Zhodnocení parametrů parního kotle po komplexní obnově

Abstract

Disertační práce je zaměřena na problematiku plynových složek spalin a účinnosti kotle po komplexní rekonstrukci Elektrárny Tušimice II v první etapě. Podstatou je splnění smluvních hodnot, tj. snížení emisních limitů a dosažení vyšší účinnosti.S ohledem na současné trendy vývoje energetického strojírenství nejen v ČR, ale i v celé EU, obnovou elektrárny Tušimice II byli realizátoři tohoto díla postaveni před velice náročný úkol. Tento úkol vyžadoval potřebu vyřešit řadu technických problémů, jako např. životnost zařízení minimálně na 25 let. Tento časový údaj odpovídá zásobám uhlí v dolech v severočeském kraji. Očekává se vyšší ekonomie provozu, tzn. nižší obsah emisních látek ve spalinách kotlů a zároveň nižší hodnoty poměru CO2 na vyrobenou jednotku elektrické energie.Již v počáteční fázi řešení bylo zřejmé, že bude nutné uskutečnit řadu experimentů i za spolupráce zahraničních výzkumných pracovišť, protože koncepce stávajících provozovaných kotlů pouze v rámci české energetiky to neumožňovala.Mezi nejdůležitější a nejnáročnější patřila problematika emisí, zejména NOx a CO. Problematika SO2 je na ETU řešena samostatně, mimo vlastní kotel. Kromě retrofitu je také nutné současně provést správné řešení kotle, které musí zajistit nejen vyšší, ale i dlouhodobou účinnost a spolehlivost celého zařízení. Problematika emisí však vyžadovala značně komplikovanou organizaci celého spalovacího procesu, která byla provázena daleko složitějším rozvodem a organizací vzduchového režimu kotle, které by se neobešlo bez zvětšení počtu regulačních orgánů na trasách vzduchu, případně i recirkulovaných spalin, což při praktické realizaci častokrát naráželo na dispoziční problémy, když bylo nutné přihlížet na dilatace kotle, ale i na možnost umístění servopohonů, častokrát v zónách vyšších teplot.Za zdařilé lze vnímat nové řešení dilatací kotle, kdy původní bylo vztaženo na jeden "pevný bod", zatímco rekonstruované kotle jsou řešeny tak, že samostatně dilatuje tlakový systém spalovací komory a další samostatný dilatační celek tvoří druhý tah kotle. Oba tyto nezávislé systémy spojuje tkaninový dilatační kompenzátor, umístěný v prostoru pod stropem kotle.Samostatnou oblastí je návrh a organizace měření včetně návazného řídícího systému, který byl vůči původní koncepci iniciálního provedení elektrárny (která i tak byla v dílčích etapách předchozího provozu několikrát inovována), podstatně složitější. Patrně v této oblasti budou rezervy i na další vylepšování, jelikož řídící systém musí plnit někdy i protichůdné požadavky autonomních regulačních systémů i dílčích okruhů. Zvládnutí těchto úkolů vyžaduje značnou invenci pracovníků, kteří se na takové činnosti mohou vůbec podílet.Vezmeme-li v úvahu, že byly splněny všechny garantované parametry uvedené v kontraktu, lze očekávat, že se toto povede i u další plánované akce, kterou je již zmíněná elektrárna Prunéřov.Na závěr lze konstatovat, že výsledků této disertační práce bude využito při řešení dalších projektů, které se předpokládají v ČR, případně i v jiných zemích EU.

Dissertation thesis is focused on problems of components of flue gas and boiler efficiency after the complex reconstruction of the power station Tušimice II, first stage. The base of reconstruction is to meet contractual values, i.e. the reduction of emission limits and to achieve higher efficiency.With respect to the current trends in power engineering, and not just in the CR, but also throughout the EU, with reconstruction of power station Tušimice II, designers of this work were faced with very challenging task, which required resolving of many technical problems, e.g. the expected lifetime of device at least 25 years. This figure corresponds with the coal store in mines the North Bohemia region. The higher economy of the operation is expected, i.e. the lower content of emission in the boiler´s combustion products as well as lower values of the CO2 ratio per produced unit of electric energy.It had been obvious already in the initial phase of the solving that it would be necessary to carry out many experiments in cooperation with foreign research institutions as well, because in the Czech energy sector the concept of existing boilers in operation had not allowed it. The most important and the most difficult was the problem concerning emissions, especially NOx and CO. In the ETU the question of SO2 is handled separately, outside the boiler itself. Besides the retrofitting, at the same time it is also necessary to perform the solution of the boiler correctly, as this solution has to provide not only higher but long-term efficiency and reliability of the device as well. Problems of emissions, however, required considerably complicated organization of the entire combustion process, which was accompanied by more complex distribution and organization of the boiler´s air mode. This couldn´t be done without increase of the number of regulators on the air routes and eventually recirculated flue gas as well, which was confronted by dispositional problems during practical implementation, when it was required to consider boiler´s expansion as well as possibility of servo-drive´s location, very often in areas of higher temperatures.As a successful solution, there can be seen the new boiler´s expansion. The original one was based on a "fixed point", while the reconstructed boilers are designed in the way of independent expansion of the pressure system of the combustion chamber, and a next separate expansion unit composing the second boiler´s draft. Both of these independent systems are connected with textural expansion compensator, placed in the room under the boiler´s ceiling.A separate area is the design and organization of the measurement, including follow-up control system, which was very complicated when compared to the original concept of initial implementation of power station.(This original concept was upgraded in component phases a few times).There will probably be reserves in this area for other improvements, because the control system must sometimes keep even contradictory demands of autonomous control systems and sub-circuits. Management of these challenges requires considerable invention of workers, who may participate in this operation.In conclusion, the results of this thesis will be used in the process of creating other projects that are expected in the CR, or in other EU countries.