SPRAWOZDANIE Z PRAKTYKI KIERUNKOWEJ WYDZIAŁU MECHANICZNO-ENERGETYCZNEGO

POLITECHNIKI WROCŁAWSKIEJ

Miejsce praktyki: ELEKTROWNIA OPOLE S.A.

Termin praktyki: 18.08 - 29.08.97r

Specjalność: Termoenergetyka

Temat: EKOLOGICZNE ASPEKTY FUNKCJONOWANIA ELEKTROWNI OPOLE

Wykonał:

Andrzej Gajewski III rok

I. OGÓLNA BUDOWA I WYPOSAŻENIE ELEKTROWNI OPOLE.

Elektrownia Opole jest najnowszą i zarazem najnowocześniejszą elektrownią w Polsce i mimo już ponad 20-tu lat istnienia nadal trwa jej budowa i modernizacja. Zbudowana została w odległości 9 kilometrów od Opola w trójkącie wsi Brzezie, Borki, Dobrzeń Mały przy lini kolejowej Opole - Jelcz - Wrocław i łącznie ze strefą ochronną zajmuje 470 ha. Obiekty technologiczne elektrowni znajdują się także:

• nad rzeką Mała Panew - ujęcie wody uzupełniającej w odległości 2 km od elektrowni,

• oczyszczalnia ścieków i stacja elektroenergetyczna 400/110 kV w odległości 1 km na południowy-zachód od elektrowni,

• wytwórnia emulgatu i składowisko odpadów paleniskowych w Groszewicach, w odległości 17 km od elektrowni.

Elektrownia Opole jest elektrownią cieplną, blokową o początkowo przewidywanej mocy 2160MW z 6 bloków energetycznych o mocy 360MW każdy, jednakże w wyniku zwiększonego zapotrzebowania na energię oraz w obliczu prywatyzacji budowa ostatnich dwóch bloków została wstrzymana, a ich przyszła moc jest szacowana na 500MW każdy.

Cztery pracujące bloki są wyposażone w turbiny ciepłowniczo - kondensacyjne o mocy znamionowej 360MW jednakże po odpowiednich przeróbkach dokonanych już w elektrowni ich moc jest określana na 370*390MW.

Podstawowe wyposażenie technologiczne bloku stanowią:

• kocioł parowy, przepływowy typu BP-1150 o wydajności 1150 t/h

• turbozespół z turbiną 18K360 i generatorem GTHW360 o mocy znamionowej 360MW (426 MVA).

Wyprowadzenia mocy elektrycznej do systemu następuje przez transformatory blokowe o napięciach 22/110 kV, 22/400 kV i rozdzielnie 110 kV i 400 kV zlokalizowanych w stacji elektroenergetycznej „Dobrzeń”.

Paliwem wykożystywanym w elektrowni jest węgiel kamienny dowożony koleją. Średnia wartość opałowa węgla wynosi 23000 kJ/kg (5500 kcal/kg), zawartość popiołu 17 %, a zawartość siarki 1 %, i w przypadku znacznych odstępstw dostarczonej dostawy od normy transport jest odsyłany do producenta. Dobowe zapotrzebowanie na węgiel wynosi ok. 23 tys. ton.

Do przygotowania mieszanki paliwowo-powietrznej zainstalowano na każdym bloku 6 młynów misowo - rolowych typu RP1043x.

Spaliny są odprowadzone poprzez wysokosprawne elektrofiltry o skuteczności odpylania 99,5 %, następnie przez instalację odsiarczania spalin, o ponad 91,5 % skuteczności wyłapywania dwutlenku siarki, do wieloprzewodowego komina, który wyrzuca je na wysokość ponad 700 m.

Popiół spod elektrofiltrów jest przetransportowany pneumatycznie, hermetyczną instalacją do 6 zbiorników regeneracyjnych z których również hermetycznie jest rozsyłany do kontrahentów w przemyśle wydobywczym zwłaszcza do kopalni w celu zasypywania nieczynnych wyrobisk. Żużel spod kotłów odprowadzony hydraulicznie do osadników, po odsączeniu, przewożony jest wagonami do wytwórni emulgatu i składowany razem z emulgatem.

Produktem odsiarczania spalin metodą mokrą jest gips. W mokrej technologii odsiarczania zużywa się dziennie około 800 ton kamienia wapiennego i produkuje się 1300 ton gipsu, który będzie wykorzystywany przez powstającą spółkę Norgips w skład której wchodzi m.in. Elektrownia Opole i produkować będzie materiały budowlane.

Obiegi technologiczne w których czynnikiem roboczym jest woda zostały zaprojektowane jako zamknięte w celu zminimalizowania strat wody. Główne odbiory wody to instalacje:

• zdekarbonizowanej wody chłodniczej,

• zdemineralizowanej wody kotłowej,

• odsiarczania.

Razem na uzupełnienie strat w obiegach potrzeba około 6,5 tys. m³/h wody.

Ścieki z elektrowni, zarówno przemysłowe jak i komunalne, oczyszczone w chemicznej i biologicznej oczyszczalni zrzucane są do rzeki Odry.

Tab. 1 Parametry techniczno-ekonomiczne Elektrowni Opole.

Moc zainstalowana	1440 MW (4 x 360 MW)
Czas wykorzystania mocy zainstalowanej	4333 godzin/rok
Roczna produkcja energii elektrycznej	10 mld kWh
Roczna produkcja energii cieplnej	4700 TJ
Zużycie paliwa umownego	273,8 g/kWh
Wartość opałowa węgla kamiennego	21 000 ÷ 25 000 kJ/kg

	Zużywane ilości (dane średnie)
	1 blok
	godzinowo	dobowo	rocznie
Węgiel kamienny (w Mg)	160	3840	1050000
Woda (w m3) do: układu chłodzącego obiegu kotłowego instalacji odsiarczania	888 83 60	21 300 1 990 1 440	5 756 000 538 000 389 000
Mączka wapienna (Mg)	5,5	132	35 700

	Ilość odpadów (dane średnie w Mg)
	1 blok
	godzinowo	dobowo	rocznie
Popiół i żużel	27,5	538	154 000
Gips	9,3	224	60 500

II. Gospodarka wodna.

Jedynym źródłem wody przemysłowej dla obiegów technologicznych elektrowni jest rzeka Mała Panew, którą charakteryzuje niskie zasolenie oraz wysoka ilość zanieczyszczeń organicznych i zawiesin.

Woda pobierana jest przez ujęcie brzegowe i po przejściu przez system krat, piaskownic i sit obrotowych jest pozbawiana zanieczyszczeń mechanicznych. Z ujęcia tego pobiera się około 2m³/s wody.

Do poszczególnych obiegów technologicznych wodę dostarcza się rurociągiem i dalsze jej uzdatnianie jest uwarunkowane potrzebami danego obiegu.

Istnieją cztery główne obiegi wody dostarczanej do elektrowni:

• sieć wody przeciwpożarowej

• instalacja odsiarczania spalin

• obieg parowo-wodny bloków

• układ chłodzący kondensatory turbiny.

Układ chłodzący kondensatory turbiny jest obiegiem zamkniętym i wraz z chłodniami kominowymi zużywa około 85% całej wody dostarczonej do elektrowni. Spowodowane jest to przede wszystkim dużymi stratami w chłodniach, w których w procesie skraplania następuje znaczne odparowanie wody około 1200 ton/h (pary wodnej). Uzupełnianie strat w obiegu chłodzącym odbywa się wodą przygotowaną w procesie dekarbonizacji i koagulacji. Procesy te prowadzone są w akceleratorach i prowadzą one do obniżenia twardości węglanowej oraz redukcji zanieczyszczeń Jako reagentów służących do preparowania wody w akceleratorze używane są roztwory mleka wapiennego CaOH₂ i siarczanu żelazawego FeSO₄.

Obieg parowo-wodny bloków jest zasilany wodą o bardzo wysokiej jakości -woda zdemineralizowana - pozbawiona jakichkolwiek zanieczyszczeń mechanicznych i chemicznych. Proces jej przygotowania składa się z dekarbonizacji i koagulacji w akceleratorze, po czym kierowana jest na filtry żwirowe. Przefiltrowana, pozbawiona zanieczyszczeń mechanicznych zostaje poddana procesowi demineralizacji na złożach żywic jednowymiennych. Efektem tego jest pozbawienie wody wszystkich rozpuszczonych soli.

Woda zużyta w procesach technologicznych i nie nadająca się do powtórnego przerobienia trafia do oczyszczalni ścieków. W oczyszczalni są oczyszczane dwa rodzaje ścieków, ścieki deszczowo-przemysłowe i sanitarne. Oczyszczalnie elektrowni Opole jest oczyszczalnią mechaniczno-biologiczną w której proces oczyszczania ścieków jest prowadzony metodą osadu czynnego z jednoczesną beztlenową fermentacją zatrzymanych w oczyszczalni substancji stałych. Ścieki przemysłowo-deszczowe oraz sanitarne po ich oczyszczeniu zrzucane są do rzeki Odry, przy czym - jak twierdzi obsługa oczyszczalni - ich zanieczyszczenie we wszelkie związki jest mniejsze niż samej rzeki Odry.

Tab. 2 Bilans ilościowo-jakościowy wody przemysłowej

Rodzaj odbioru Klasy wody Ilość	Sieć wody przeciwpożarowej	Obieg chłodzący	Instalacja odsiarczania	Obieg parowo-wodny
Wybrane parametry jakościowe	Woda surowa 0,11 m^3/s	Woda zdekarbonizowana 1,48 m^3/s	Woda zdekarbonizowana 0,1 m^3/s	Woda zdemineralizowana 0,14 m^3/s
Odczyn pH	6,5 - 7,5	8,3 - 8,5		9,1 - 9,3
Zawiesina ogólna (mg/dm^3)	10 - 40	< 20		niewykrywalna
Twardość węglanowa (mval/dm^3)	1,3 - 1,8	< 1,0		niewykrywalna
Twardość całkowita (mval/dm^3)	2,5 - 4,5	< 4,0		niewykrywalna
Krzemionka (mg SiO2/dm^3)	8,0 - 12,0	< 10,0	Parametry jakościowe jak w obiegu chłodzącym	< 0,02
Żelazo (mg Fe/dm^3)	1,5 - 2,5	< 0,5		< 0,02
ChZT mn (mg O2/dm^3)	7,0 - 15,0	< 8,0		< 1,25
Sód (mg Na/dm^3)	15,0 - 20,0	15,0 - 20,0		niewykrywalna
Przewodność (μS/cm)	-	-		< 0,2

Tab. 3 Bilans ilościowy ścieków

Rodzaj ścieków	ilość (wartości średnie)
Wody opadowe	2540 m^3/l opad
Wody drenażowe	60 m^3/h
Ścieki przemysłowe, w tym z:
instalacji uzdatniania wody	100 m^3/h
odsalania obiegu chłodzącego	1450 m^3/h
zaplecza i baz stałych	21 m^3/h
gospodarki transportowej	20 m^3/h
kotłowni pomocniczej	13 m^3/h
hydraulicznego odżużlania	10 m^3/h
trawienia pomontażowego i chemicznego czyszczenia bloków	80 m^3/h (zrzut okresowy 1 x w roku)
instalacji odsiarczania spalin	32 m^3/h
mycia posadzek w obiektach	70 m^3/h (okresowo)
odmulania chłodni	1000 m^3/h (okresowo)
odwodnienia obiegów technologicznych	250 m^3/h (okresowo)
Ścieki bytowo-gospodarcze	51 m^3/h

III. Instalacja odsiarczania spalin oraz układ usuwania żużla i popiołu.

W elektrowni zainstalowano mokrą technologię odsiarczania spalin. Absorbentem w tej technologii jest zawiesina wodna mączki kamienia wapiennego, a produktem końcowym gips.

Instalacja teka składa się z następujących części:

• absorber z urządzeniami towarzyszącymi zainstalowanych na każdym z bloków. Spaliny tu wchodzą w kontakt ze środowiskiem absorpcyjnym, w wyniku czego następuje związanie zawartych w spalinach zanieczyszczeń przede wszystkim SO₂, HCl i HF. Zachodzi tu także odpylanie spalin.

• instalacje wspólne dla wszystkich bloków:

1. instalacja przygotowania zawiesiny kamienia wapiennego,

2. instalacja przeróbki gipsu (urządzenia do odwadniania gipsu, urządzenia do transportu odwodnionego gipsu do magazynu i magazyn gipsu),

3. instalacja częściowego oczyszczania ścieków, w których przeprowadzana jest chemiczna obróbka ścieków.

Spaliny wydostające się z elektrofiltra przepływają przez regeneracyjny przegrzewacz spalin, gdzie są chłodzone do temperatury 77°C i trafiają do absorbera. Tu kontaktują się współ-prądowo, a następnie przeciw-prądowo z natryskiem absorbera. Po przejściu przez absorber spaliny zawierają około 400mg/Nm³ SO₂ i około 50 mg/Nm³ pyłu, a ich temperatura wynosi 50°C. Następnie trafiają do wymiennika ciepła, gdzie są osuszane i podgrzewane do temperatury 90°C. Stamtąd odprowadzane są do komina.

Do odpylania spalin zastosowano dwusekcyjny trzystrefowy elektrofiltr typu 2HE 2x47-2x800/3x5x11,6/300 produkcji ELWO Pszczyna. Na każdym bloku znajdują się dwa tego typu elektrofiltry. Elektrody elektrofiltra zasilane są przez sześć zespołów zasilających typu Z1KT-38-/80/800 napięciem stałym regulowanym automatycznie o wartości do 80kV. Każdy elektrofiltr wyposażony jest w 6 strzepywaczy elektrod zbiorczych i 12 strzepywaczy elektrod ulotowych. Osadzony na elektrodach popiół po strzepnięciu spada do lejów. Stamtąd jest pneumatycznie odprowadzany systemem rynien areacyjnych do bloków stacji wysyłkowych, które składają się ze zbiornika pośredniego i czterech pomp zbiornikowych typu DN 1600 o wydajności po 40 Mg/h przy czym dwie pompy stanowią 100% rezerwę. Z pomp zbiornikowych rurociągami popiół transportowany jest pneumatycznie do zbiorników retencyjnych w centralnej stacji załadowczej popiołu.

W stacji tej znajduje się 6 zbiorników retencyjnych, o pojemności 2000 m³ każdy. Pod zbiornikami usytuowano cztery tory do bezpylnego załadunku popiołu w stanie suchym.

Żużel z komory paleniskowej kotła spada do wanny mokrego odżużlania zgrzebłowego typu Oz 11-15-27-14x. Współpracuje z nim kruszarka pierścieniowa z której po skruszeniu żużel spada do kanału grawitacyjnego. Kanałem tym pulpa żużlowa spływa do dwóch zbiorników przy pompowni bagrowej odżużlania, skąd jest pobierana przez pompy i tłoczona do osadnika żużla. Jedna pompownia bagrowa zapewnia odżużlanie dwóch sąsiednich kanałów. Osadnik żużla to dwie żelbetowe pracujące na przemian komory osadcze o wymiarach 180x30x5,5 m. (23 000 m³). Żużel po odsączeniu wybierany jest za pomocą suwnic i załadowywany jest na środki transportu, którymi jest wywożony i zagospodarowywany przez przemysł materiałów budowlanych i na rekultywację wyrobisk kopalni węgla.

IV. EKOLOGICZNE ASPEKTY FUNKCJONOWANIA ELEKTROWNI OPOLE.

Elektrownia Opole jest najnowszą elektrownią w Polsce przez co wszelkie istniejące instalacje są zautomatyzowane, a większość skomputeryzowane. Jej nowoczesność objawia się także w stosowaniu wszelkich nowoczesnych technologii mających zapobiegać dewastacji i niszczenia środowiska. We wszystkich odwiedzanych przez nas działach duży nacisk kładzie się na ochronę środowiska.

Elektrownia posiada własną oczyszczalnię ścieków przez co wszelkie płynne zanieczyszczenia nie trafiają bezpośrednio do rzek, ale są w niej neutralizowane.

Tab. 4 Parametry jakościowe ścieków odprowadzanych do rzeki Odry

Parametry	Wartość maksymalna
Temperatura	30°C
Odczyn pH	6,6 do 9,0
Substancje rozpuszczalne	1320 mg/dm^3
Siarczany	439 mg SO4/dm^3
Chlorki	310 mg Cl/dm^3
Zawiesina ogólna	30 mg/dm^3
BZT5	8 mg O2/dm^3
ChZT mn	44 mg O2/dm^3
ChZT md	200 mg O2/dm^3

Jeżeli chodzi o zanieczyszczenia gazowe pyłowe zainstalowane w opolskiej elektrowni elektrofiltry ELWO - Pszczyna gwarantują 99,5% skuteczność. Instalacja odsiarczania spalin firmy KL*CKNER -H*LTER metodą mokrą, wapienną posiada gwarancję skuteczności ponad 90%, a jej produktem końcowym jest gips. Instalacja ta pozwala także odpylać spaliny i pozbawiać ich metali ciężkich w 55%, a także całkowicie ogranicza emisję chlorowodoru i fluorowodoru.

Na ograniczenie emisji pyłów i gazów miała także wpływ hermetyzacja procesów odpylania i transportu popiołów.

Tab. 5 Rodzaj zanieczyszczeń

		Wskaźnik emisji g/GJ
Rodzaj zanieczyszczeń	Emisja roczna (w tys. ton)	rzeczywisty	dopuszczalny
dwutlenek siarki	17,6	127	200
tlenek azotu	23,5	170	170
pył	4,6	33	130
tlenek węgla	3,5	-	-

Jeśli natomiast weźmiemy pod uwagę gospodarkę odpadami paleniskowymi, czyli popiołu i żużla jest ona tak zorganizowana, że mimo posiadania przez elektrownię składowiska takich odpadów jest ono niewykorzystywane Wszystkie odpady paleniskowe są transportowane do firm budowlanych jako dodatek do tychże materiałów oraz do kopalni jako wypełniacz nieczynnych wyrobisk. Składowisko odpadów paleniskowych jest jednak utrzymywane w pełnej gotowości i bez przerwy są na nim prowadzone badania mające zapewnić jego szczelność.

---