Technologie Teplárny Planá před zahájením rekonstrukce

Teplárna vyrábí elektřinu a teplo na principu procesu kombinované výroby elektřiny a tepla.

Kombinovaná výroba elektřiny a tepla (KVET, kogenerace)

  • je nejúčinnější cestou přeměny energie paliva na využitelnou energii (elektřinu a teplo)
  • díky vyššímu využití tepelného obsahu paliva oproti oddělené výrobě elektřiny a tepla šetří palivo i životní prostředí
  • pokrývá téměř 2/3 dodávek tepla pro soustavy zásobování teplem v České republice

Teplárnu tvoří několik skupin technologických zařízení:

  • Kotelna
  • Strojovna s turbínou a s regulovanými odběry tepla pro dodávku tepelné energie 
  • Přídavná zařízení (řízení spotřeby paliva, čištění spalin, chemická úpravna vody, systémy rozvodů elektřiny a kontrolní systémy a systémy monitoringu)

Rozvody tepla (parní, horkovodní)
V teplárně jsou tři parní kotle (označené K1, K2 a K3), které spalují hnědé uhlí. Jejich výkon je 3 x 65 tun páry za hodinu. Pro výrobu elektřiny slouží turbína TG3 (46.5 MWe). Přídavná zařízení zahrnují řízení spotřeby paliva, čištění spalin, chemickou úpravu vody, distribuci tepla, kontrolní a monitorovací systém a distribuci vyrobené elektřiny.

Kotelna

Kotelna byla postavena v letech 1961 – 1969. V kotelně se nachází tři parní kotle ČKD DUKLA. Kotel K1 byl instalován v roce 1961, kotel K2 v roce 1962 a v roce 1968 se přidal kotel K3. Celkový tepelný výkon teplárny je 177.3 MWt. Základním palivem je hnědé uhlí dodávané z Podkrušnohorské pánve. V roce 2005 se započalo s přidáváním ekologického paliva. To představují buď brikety vyrobené z lněného vlákna a konopí nebo z pšeničných otrub. LTO se používá pro náběh kotlů a stabilizaci spalovacího procesu.

Strojovna s turbínou

Původně strojovna sestávala ze dvou turbín. V roce 1998 došlo k jejich výměně za turbínu kondenzační. Pára vyprodukovaná v kotlích teplárny je vedena společným parním potrubím do turbíny. K technologickému vybavení patří i tři redukční chladící stanice, které jsou připojené ke sběrné nádrži. V budově přilehlé ke strojovně se ještě nacházejí rozvody páry a výměníková stanice pára – horká voda.

Přehledové schéma stávající technologie teplárny

 

Jak funguje uhelná teplárna vyrábějící elektřinu a teplo v procesu kombinované výroby elektřiny a tepla (KVET, kogenerace)?

Detailní popis hlavního technologického zařízení a technické parametry

Kotelna

Kotelna zdroje byla budována v letech 1961 až 1969. V kotelně jsou instalovány 3 parní kotle ČKD DUKLA á 65 t/hod s granulačním topeništěm. V roce 1961 byl osazen kotel K1, v roce 1962 kotel K2 a v roce 1969 kotel K3.

Kotle jsou provedeny jako práškové s granulační výsypkou, strmotrubné jedno bubnové s přirozenou cirkulací vody a s přímým vháněním uhelného prášku pomocí ventilačního účinku mlýnů do ohniště. Zadní stěna vytváří nos pro lepší stabilizaci hoření v spalovací komoře. Varný systém je složen z varných trubek průměr 60/3 mm - přední stěna 60/5 mm. Ve spodní části jsou trubky zavařeny do spodních zavodňovacích komor průměr 219/14 mm. V horní části jsou varné trubky pomoci spojovacích vidliček zaválcovány do bubnu kotle.

Pro zvětšení výparné plochy je v ohništi umístěno dalších 6 ks varných šotů - trubek průměr 60/3 mm zavěšených v přední části spalovací komory. Dolní komory a varné šoty jsou spojeny s bubnem zavodňovacími trubkami průměr 108/4 mm, vedenými vně oplechování kotle (27 kusů).

Trubkové stěny jsou opatřeny vnitřním oplechováním / plech 3 mm /, zality pyroplastem / žárobetonem / do +8 m, obloženy čedičovou vatou a pokryty zvnějšku pozinkovaným plechem. Materiál všech trubek varného systému je třídy 12022.1. dle ČSN 42 0002

Základním palivem je v mlýnech upravované hnědé prachové uhlí dodávané Sokolovskou uhelnou společností z dolu Jiří a Družba s nízkým obsahem síry a popelovin. Od loňského roku je k palivu přidáváno ekologické palivo – BIO brikety ze lnu a konopí + pšeničné otruby. Pro najíždění a stabilizaci hoření je používán lehký topný olej.

V kotelně je osazen dále parní kotel K4 na LTO o parním výkonu 25 t/h. určený jako na posílení dodávky páry 1,0 MPa na výrobu el.energie (v současné době je kotel zakonzervován a nevyužívá se). Tepelný výkon kotelny celkový je 157,3 MWt (177,3 MWt včetně nevyužívaného kotle na LTO).

Hlavní parametry kotlů K1, K2, K3:

Typ topeniště granulační č.65/3,8
Typ kotle parní
Jmenovitý tepelný výkon K1,K2,K3 157,3 MWt (52,3, 52,3, 52,7)
Jmenovitý parní výkon á 65 t/h
Max. přetlak páry 3,8 MPa
Max. teplota páry 445 °C
Základní palivo HU 13,5 MJ/kg
Přídavné palivo LTO 42,3 MJ/kg
Rok výroby K1, K2 1958, K3 1968


Spaliny z kotlů jsou vedeny do elektrostatických filtrů (s účinností 99,6 až 99,7 %). Odpopílkování je pneumatické. Popílek z elektrofiltrů je dopravován pneumaticky do zásobníku, odkud je v souladu s požadavky zákona o odpadech odvážen na úložiště nebo využíván prostřednictvím vhodných odběratelů (výrobců ekologického zásypu).

Pára z kotlů je vedena do společné sběrny. Ze sběrny je napojena parní turbína TG3 a dále vyvedena přes redukční stanici RSCH 1 dodávka tepla v páře 0,2 MPa do parních rozvodů, přes redukční stanici RCHS 4 dodávka tepla v páře 1,0 MPa a přes RCHS 5 dodávka tepla v páře 2,0 MPa.

Granulační kotle prošly několika generálními opravami, jejich technický stav odpovídá jejich využívání.

Strojovna TG

Ve strojovně byla původně osazena dvě turbosoustrojí, která byla v roce 1998 nahrazena parní kondenzační turbínou TG3. Ze společné sběrnice je odebírána pára pro toto turbosoustrojí, na společnou sběrnici jsou dále připojeny tři parní redukční a chladící stanice označené RSCH1, RSCH4 a RSCH5. V přilehlém prostoru strojovny se nacházejí rozdělovače páry a předávací stanice pára-horká voda produkující horkou vodu do Kovosvitu, která odebírá páru z rozdělovače 0,2 MPa.

Kondenzační parní turbína TG3

Ze společné sběrnice páry je odebírána pára pro turbosoustrojí TG 3. Jedná se o parní kondenzační turbínu. Tato turbína byla instalována v roce 1999 (uvedena do provozu 29.3.1999).

Hlavní parametry turbosoustrojí TG 3 (kondenzační):

Typ turbíny parní kondenzační se dvěma regulovanými odběry WEE80
Provedení turbíny/jmen.otáčky jednotělesová/3 000/min.
Jmenovitý výkon 46,5 MWe
Maximální výkon 50,7 MWe
Minimální výkon 10 kWe
Jmenovitý účiník 0,8
Maximální hltnost 200 t/hod
Jmenovitý tlak admisní páry 3,4 MPa
Jmenovitá teplota admisní páry 450 °C
Výstupní tlak páry, průtok I.stupeň 1,0 MPa, 60 t/h
Výstupní tlak páry, průtok II.stupeň 0,18 MPa, 75 t/h

Hlavní parametry turbogenerátoru a blokového transformátoru

Výkon generátoru poháněného turbínou je vyveden do rozvodny 110 kV. Stroj je schopen pracovat trvale s výkonem 65 000 kVA, 52 000 kW, cos fí 0,8, 10 500 V. Generátor lze charakterizovat takto. Jedná se o třífázový synchronní turbogenerátor s okružním vzduchovým chlazením přes vodní chladič umístněný na kostře generátoru, s dvěma ložisky, včetně základové desky.

Typ 8H630832/ 2
Zdánlivý výkon 63 375 kVA
Činný výkon 50,7 MW
Cos fí 0,8
Jmenovitý proud 3 485 A
Jmenovité napětí 10 500 +- 5% V
Jmenovité otáčky 3 000 ot/ min
Spojení fází Y
Frekvence 50 Hz
Vyvedeno konců vinutí 6
Krytí stroje IP 44
Buzení naprázdno I0 = 233 A E0 = 81 V
Buzení při jmenovitém zatížení IZ = 609 A IZ = 266 V

Pro případ, kdy TG3 je mimo provoz, tvoří rezervu redukční stanice RCHS 1 a RCHS 4.

Hlavní parametry RSCH 1

Počet redukčních stanic páry 1 ks
Jmenovitý výkon RSCH 1 50 t/h
Vstupní tlak páry 3,7 MPa
Vstupní teplota páry 445 °C
Výstupní tlak páry 0,2 MPa
Výstupní teplota páry ~220 °C

Hlavní parametry RSCH 4

Počet redukčních stanic páry 1 ks
Jmenovitý výkon RSCH 1 50 t/h
Vstupní tlak páry 3,7 MPa
Vstupní teplota páry 445 °C
Výstupní tlak páry 1,0
Výstupní teplota páry ~280 °C

Hlavní parametry RSCH 5

Počet redukčních stanic páry 1 ks
Jmenovitý výkon RSCH 1 a.b 5 t/h
Vstupní tlak páry 3,7 MPa
Vstupní teplota páry 445 °C
Výstupní tlak páry 0,2 MPa
Výstupní teplota páry ~305 °C

Hlavní parametry horkovodní stanice

Tepelný výkon VS 11,6 MW
Provozní teplota výst. vody/vratné vody max.121°C/ 69,5°C
Vstupní teplota páry 445 °C
Výstupní pára - tlak 160-200 kPa
Výstupní pára - teplota 160-220 °C
Výměníky parní počet x typ 2 x JAD XK 17.217.08
Výměníky parní výkon 2 x 5,8 MW
Chladič kondenzátu počet x typ 2 x XK 9.88.08.65
Chladič kondenzátu výkon 2 x 520 kW
Oběhová čerpadla počet x typ 2 x Grundfos NB100-250/250
Oběhová čerpadla Q, H, P 2x148 m3/h,182J/kg,11kW
Pojistný ventil počet, DN, otev. př. 2, DN80, otev.př.0,55 M
+10,5 MWe
Celkové navýšení výkonu
+84%
Účinnost výroby energií
-50%
Množství snížení emisí