PROGRAM BLOKI 200+
Komisja Konkursowa NCBR pozytywnie oceniła Metodę poprawy elastyczności bloków klasy 200MW, opracowaną przez Konsorcjum Wykonawców, w skład którego wchodziły Polimex Mostostal S. A. – Lider Konsorcjum, Polimex Energetyka sp. z o.o., Politechnika Warszawska, Energoprojekt - Warszawa S.A., Transition Technologies S.A., Transition Technologies – Advanced Solutions sp. z o.o., Transition Technologies-Control Solutions sp. z o.o.
Realizacja Programu odbywała się na podstawie zawartej pomiędzy NCBiR oraz Konsorcjum Umowy o wykonanie i finansowanie projektu w programie „Bloki 200+”, której przedmiotem było przeprowadzenie prac B+R, zmierzających do opracowania innowacyjnej, referencyjnej, testowej, nowatorskiej, niskonakładowej technologii modernizacji bloków energetycznych parowych, podkrytycznych, klasy 200MWe, opalanych węglem kamiennym lub węglem brunatnym, zmierzającej do zmiany podstawowych parametrów pracy i utrzymania i dostosowania ich do nowych wymagań i określonego reżimu pracy z większą zmiennością obciążenia i z dużą liczą odstawień i uruchomień.
Działania wchodzące w skład Metody, zostały zrealizowane na bloku referencyjnym nr 4 o mocy 241MWe, pracującym w Enea Elektrownia Połaniec S.A., Zawada 26, 28-230 Połaniec, a następnie przebadane celem potwierdzenia zakładanych parametrów.
Opracowana i wdrożona przez Konsorcjum Metoda jest uniwersalnym rozwiązaniem, które może być wdrażane na innych blokach parowych, w szczególności podkrytycznych klasy 200MWe. Proponowane rozwiązania mogą być wdrażane kompleksowo bądź przez implementację wybranych komponentów. Metoda opiera się o ogólnodostępne na rynku elementy technologii, nie wymaga prac modernizacyjnych ingerujących w konstrukcję bloku i pozwala na osiągnięcie założeń Programu Bloki 200+.
ZNACZENIE PROJEKTU DLA POLITYKI ENERGETYCZNEJ
W dniu 29.03.2022 Rada Ministrów przyjęła założenia do aktualizacji (PEP2040) – wzmocnienie bezpieczeństwa i niezależności energetycznej, przedłożone przez Ministra Klimatu i Środowiska. Proponowane zmiany w PEP2040 uwzględniają zwiększenie dywersyfikacji technologicznej i rozbudowa mocy opartych o źródła krajowe. Konsekwentnie realizowane będzie dążenie Polski do pokrycia zapotrzebowania na moc elektryczną zdywersyfikowanymi technologicznie źródłami krajowymi w celu utrzymania wysokiego stopnia niezależności energetycznej. Uwzględniono również wykorzystanie krajowych złóż węgla kamiennego, które może ulegać okresowemu zwiększaniu w sytuacji zagrożenia bezpieczeństwa energetycznego państwa. Dla zapewnienia ciągłości dostaw podjęte zostaną działania mające na celu utrzymanie gotowości do pracy jednostek węglowych zgodnie z ich technicznym czasem życia, który jest dłuższy niż wynika to z przesłanek ekonomicznych, wrażliwych na ceny uprawnień do emisji CO2.
Elementem nowego dokumentu będzie plan wykorzystania istniejących jednostek wytwórczych z uwzględnieniem możliwości zwiększenia efektywności i okresu funkcjonowania bloków węglowych wraz z niezbędnymi działaniami modernizacyjnymi i utrzymaniowymi na rzecz zapewnienia właściwego poziomu mocy stabilnych i właściwego bilansowa.
W ramach „Programu Bloki 200+ Innowacyjna technologia zmiany reżimu pracy bloków energetycznych klasy 200 MWe” , powstałego z inicjatywy Zespołu ds. nowych technologii wytwarzania energii Narodowego Centrum Badan i Rozwoju, opracowano nowe rozwiązania techniczne, pozwalające na dostosowanie bloków energetycznych do zmieniających się warunków eksploatacji i nowych wyzwań związanych z pracą KSE, tak aby mogły one przepracować kolejne 15 -20 lat.
Niskonakładowa modernizacja bloków podkrytycznych i dostosowanie części z nich do eksploatacji, jako jednostek szczytowo-rezerwowych może być przez pewien czas alternatywą dla inwestycji w nowe bloki energetyczne dużych mocy i dawałaby szansę na lepsze zharmonizowanie tych inwestycji w czasie z rozwojem technologii skutkującym obniżeniem kosztów generacji energii elektrycznej w OZE czy obniżeniem kosztów magazynowania energii.
REALIZACJA PROGRAMU
Celem Projektu Bloki 200+ było pracowanie Metody w ramach realizacji Programu Bloki 200+ umożliwia dostosowanie jednostek wytwórczych klasy 200 MWe, stanowiące prawie 25% mocy zainstalowanej w KSE na bezpieczną transformację Polityki energetycznej Polski.
Cel miał zostać osiągnięty poprzez realizację zadań cząstkowych:
- Grupa I Zadanie 1: Skrócenie czasu rozruchu ze stanu zimnego – 5 h
- Grupa I Zadanie 2: Skrócenie czasu rozruchu ze stanu ciepłego – 2,5 h
- Grupa I Zadanie 3: Skrócenie czasu rozruchu ze stanu gorącego – 1,5 h
- Grupa I Zadanie 4: Zmiana gradientu przyrostu mocy – 4 % mocy znamionowej MW/min
- Grupa I Zadanie 5: Minimalna moc przy stabilnej/długotrwałej pracy na paliwie podstawowym (Minimum Techniczne Jednostki Wytwórczej) z dotrzymaniem aktualnych parametrów emisyjnych - 40% mocy osiągalnej
- Grupa II Zadanie 1: Wzrost sprawności wytwarzania energii elektrycznej (netto) w obszarze od Minimum Technicznego Jednostki Wytwórczej do 60% wartości mocy osiągalnej bez znaczących ingerencji/modyfikacji w układ przepływowy turbiny
- Grupa III Zadanie 3: Zmniejszenie emisji pyłu w spalinach zgodnie z wymogami BAT dla emisji pyłu
Konsorcjum opracowało zestaw działań modernizacyjnych składających się na opracowaną Metodę:
D01 Zabudowa parowej nagrzewnicy, powietrza do młynów na by-passie głównego kanału powietrza pierwotnego do młynów węglowych w budynku kotłowni:
- Podgrzew powietrza pierwotnego do młynów węglowych do 110ºC;
- Wygrzewanie młynów węglowych;
- Szybsza „zgoda” na podanie pyłomieszanki do młynów;
- Ograniczenie zużycia mazutu podczas uruchomienia bloku;
- Skrócenie czasu rozruchu ze stanów: zimnego, ciepłego, gorącego;
- Największy wpływ na skrócenie czasu rozruchu;
- Para technologiczna z kolektora międzyblokowego 1,7 MPa.
Działanie to pozwoliło na realizację zadań:
- GRUPA I ZADANIE 1 ROZRUCH ZE STANU ZIMNEGO - 5 h
- GRUPA I ZADANIE 2 ROZRUCH ZE STANU CIEPŁEGO - 2,5 h
- GRUPA I ZADANIE 3 ROZRUCH ZE STANU GORĄCEGO - 1,5 h
D02 Wykonanie częściowego by-passu ECO w postaci kanałów gorących spalin z kanału II ciągu kotła sprzed ECO w kotłowni do kanału zewnętrznego spalin za LUVO do SCR (po obydwu stronach kotła):
- Utrzymywanie temperatury spalin przed wlotem do SCR >321 ºC;
- Umożliwienie osiągniecia minimum technicznego 40% WMT;
- Praca w zakresie 40-80% WMT;
- Praca SCR w zakresie 40-100% WMT z zadaną wartością tlenków azotu NOx = 150 mg/m3usr;
- Utrzymywanie temperatury spalin na wylocie z elektrofiltru > 130 ºC.
Działanie to pozwoliło na realizację zadań:
- GRUPA I ZADANIE 5 MINIMALNA MOC PRZY STABILNEJ PRACY
- GRUPA III ZADANIE 3 ZMNIEJSZENIE EMISJI PYŁU W SPALINACH
D03 Zabudowa stacji ciepłowniczej związanej z utrzymaniem cyrkulacji w rurach opadowych z walczaka:
- Utrzymywanie temperatury wody kotłowej w parowniku >190 ºC podczas postoju bloku;
- Utrzymywanie odwróconej cyrkulacji w parowniku kotła;
- Wyrównanie temperatury metalu walczaka miedzy górną a dolną częścią max Δ=20 ºC.