fot: Krystian Krawczyk
Elektrownia Łagisza stała się światowym modelem dla podobnych konstrukcji bloków węglowych CFB o większych wymiarach i mocy 600-800 MW
fot: Krystian Krawczyk
Blok węglowy CFB Elektrowni Łagisza stał się modelem dla elektrowni w innych częściach świata. Uruchomienie w Polsce i kilkuletnie działanie pierwszej na świecie nadkrytycznej elektrowni typu CFB w Łagiszy pod Będzinem miało kapitalne znaczenie dla rozwoju czystych technologii węglowych na globie - ocenia analityk Międzynarodowej Agencji Energetycznej na łamach pisma World Coal Assotiation.
W jednym z ostatnich numerów Cornerstone - periodyku WCA (Światowego Towarzystwa Węglowego) Małgorzata Wiatros-Motyka pracująca dla Centrum Czystego Węgla przy MAE w Paryżu podsumowuje będzińskie doświadczenia. W Łagiszy uruchomiono w 2009 r. pierwszy na świecie blok z kotłem CFB (cyrkulacyjna warstwa fluidalna) o mocy 460 MW. To jak dotąd największy poza Chinami przykład użycia tej nowej technologii.
- Łagisza wzbudza niesłabnące zainteresowanie specjalistów z całego świata, bo doświadczenia zebrane w trakcie projektowania, budowy i użytkowania bloku są bezcenne dla rozwoju i wdrożeń CFB w innych krajach – zauważa autorka.
Pochodząca z lat 60. zeszłego wieku siłownia na początku XXI w miała siedem kotłów opalanych sproszkowanym węglem (każdy z bloków o mocy 120 MW). Postanowiono zastąpić je nowocześniejszym rozwiązaniem.
- Rozważaliśmy różne możliwości, ale dokładne obliczenia dowiodły, że najlepszy byłby nadkrytyczny kocioł z cyrkulacyjną warstwą fluidalną. Ale podobnych nie było wtedy nigdzie na świecie – wspomina Szymon Jagodzik, dyrektor Łagiszy i naczelny inżynier ds. wytwarzania. Za CFB przemawiał koszt (ok. 15 proc. taniej od porównywalnych kotłów fluidalnych) oraz możliwość uniknięcia drogich instalacji zewnętrznych do odsiarczania spalin na mokro. W CFB zarówno dwutlenek siarki, jak i tlenki azotu można zneutralizować wewnątrz kotła. Argumentem było też to, że jednostki CFB można opalać gorszymi rodzajami węgli, biomasą a nawet odpadami.
Projektant i budowniczy, spółka Foster Wheeler Energy Polska starała się korzystać z lokalnych podwykonawców. Turbinę dostarczył Alstom Power, oprzyrządowanie - Elektrobudowa Katowice, odpopielanie i mechanizmy dorzucania sorbentu wapiennego do paleniska - konsorcjum Mostostalu Kraków i Energo-Eko-Systemu z Katowic. Nawęglanie zbudowały spółki Ciepło-Serwis z Będzina i Pure z Jaworzna. Dodatkowe systemy sterownicze pochodziły z fińsko-polskich fabryk Matso Automation. Strategia opłaciła się, bo budowę zamknięto poniżej planowanego budżetu, kosztem ok. 1,9 mld zł. Pieniądze dał właściciel - Południowy Koncern Energetyczny (obecnie Tauron Wytwarzanie) oraz państwowe fundusze ochrony środowiska. Przy budowie przez trzy i pół roku pracowało 1,5-2 tys. osób.
Innowacje na wagę sprawności
Kotły CFB według projektu Foster Wheeler przed Łagiszą zamontowano w Turowie (jednak o podkrytycznych parametrach i mocy bloku 262 MW). Ten pod Będzinem przystosowano specjalnie do węgla kamiennego z miejscowych kopalń i dostępnego na miejscu węglanu wapnia. Węgiel ten ma średnio 20,5 kJ/kg wartości opałowej, 19,21 proc. zawartości popiołu, 1,03 proc. siarki i 14,49 proc. wilgotności. Kocioł w Łagiszy ma kilka konstrukcyjnych osobliwości, począwszy od kompaktowych rozmiarów (27,6 m szerokości, 10 m głębokości i 28 m wysokości) po budowę rusztu, separatorów i systemu odzysku ciepła z gorących spalin (są schładzane ze 130 do 85 stopni Celsjusza). Tylko to ostatnie rozwiązanie poprawia sprawność CFB o prawie 1 proc., a innowacji zastosowano dziesiątki.
Elektrownia zatrudnia 326 pracowników, z czego ok. 60 obsługuje wyłącznie kocioł CFB. To ogromna praca, zważywszy, że np. w 2015 r. blok pracował przez 6 tys. godzin (przeciętnie na 85 proc. mocy maksymalnej), zużywając 905 tys. t węgla i wytwarzając 2,3 TWh elektryczności.
Węgiel trafia do kotła 14 podajnikami ślimakowymi. Jest rozkruszany na ziarna 1-30 mm (80 proc. z nich jest nie większa niż 1 cm), co umożliwia płynne spalanie. Każdej sekundy do paleniska wpada około 40-50 kg węgla. Każdego dnia ok. 4 tys. t. Masa łączna paliwa, piasku, sorbentu i popiołów wypełniających kocioł wynosi ok. 200 t. Chociaż CFB w Łagiszy może spalać wiele rodzajów paliw stałych, potwierdziło się, że najefektywniej pracuje na węglu, dla którego został specjalnie wymyślony.
Uczą się nawet Koreańczycy
Aby związać siarkę z węglem dodaje się węglan wapnia (62,5 tys t rocznie). Emisje tlenków azotu spadły o 80 proc. dzięki niższej niż zwykle temperaturze spalania. Pozostałości usuwane są selektywnie przy pomocy związków amoniaku (2885 t rocznie). Poziomy emisji tlenków siarki, azotu i dwutlenku węgla spełniają wszelkie normy środowiskowe Unii Europejskiej.
Łagisza ma też instalację do podciśnieniowego wychwytu dwutlenku węgla. Naukowcy z Politechniki Częstochowskiej i firmy Eurol Innovative Technology Solutions z udziałem ekipy Taurona badają w niej skuteczność w usuwaniu gazu cieplarnianego ze spalin przy zastosowaniu takich pochłaniaczy, jak węgiel aktywny czy rozmaite krzemiany. Badaniu poddaje się ok. 100 m sześc. spalin na godzinę.
Elektrownia pod Będzinem stała się światowym modelem dla podobnych konstrukcji bloków węglowych CFB o większych wymiarach i mocy 600-800 MW. Tauron Wytwarzanie wielokrotnie gościł w Łagiszy operatorów innych siłowni z całego świata, organizując ćwiczenia naukowe i szkolenia. Uczestnikami byli m.in. przedstawiciele KOSPO z Korei Południowej, budujący bloki o mocy 550 MW w Samcheok. - Nie tylko uczymy ekipy innych elektrowni, ale sami uczymy się także, korzystamy z sugestii, ponieważ robota nad ulepszaniem naszej elektrowni nigdy się nie skończy - mówi dyrektor Jagodzik.
Nowoczesna siłownia węglowa CFB w Łagiszy działać ma do 2046 r. W przyszłości oprócz energii elektrycznej będzie produkować także cieplną.
podpis:
fot.: krystian krawczyk
