Budowa nowego źródła pary w Elektrowni Bełchatów: kluczowa inwestycja PGE GiEK w dobie transformacji

Elektrownia Bełchatów, największy w Europie kompleks wytwórczy opalany węglem brunatnym, wkracza w kolejny etap głębokiej modernizacji technicznej. Należąca do spółki PGE Górnictwo i Energetyka Konwencjonalna S.A. (PGE GiEK) siłownia w Rogowcu przygotowuje realizację strategicznego projektu, jakim jest budowa nowego źródła pary. Przedsięwzięcie to, z pozoru stanowiące element pomocniczej infrastruktury zakładowej, ma fundamentalne znaczenie dla elastyczności operacyjnej całego zakładu. W realiach dynamicznych zmian w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym (KSE) nowe, autonomiczne źródło pary pozwoli uniezależnić dostawy kluczowego nośnika energii od ciągłej pracy wielkich bloków energetycznych podstawy systemu.

Przez dekady model funkcjonowania bełchatowskiej elektrowni opierał się na wytwarzaniu pary technologicznej w sposób skojarzony. Woda podgrzewana w kotłach pyłowych zasilała rurociągi parowe wysokiego ciśnienia, a niezbędne strumienie pary dla celów technologicznych oraz ciepłowniczych były pobierane z upustów turbin parowych. Wraz ze spadkiem współczynnika wykorzystania mocy zainstalowanej oraz przechodzeniem bloków węglowych do roli rezerwy bilansującej, dotychczasowy układ zaczął napotykać istotne ograniczenia techniczne. Nowe źródło pary ma wypełnić tę lukę, gwarantując niezawodność procesów wewnętrznych i zewnętrznych.

Rola pary w gigancie energetycznym: od rozruchu turbin po kolektor przemysłowy

Aby zrozumieć skalę wyzwania, należy spojrzeć na infrastrukturę technologiczną zakładu. W Elektrowni Bełchatów pracuje obecnie 12 bloków energetycznych o łącznej maksymalnej mocy osiągalnej 5298 MW. Rdzeń jednostek stanowi 11 bloków starszej generacji (bloki nr 2–12) o mocy od 370 MW do 390 MW, wyposażonych w kotły parowe typu BB-1150 wyprodukowane przez RAFAKO na licencji Sulzer, turbiny 18K370 z elbląskiego Zamechu oraz generatory GTHW360. Flotę dopełnia oddany do użytku w październiku 2011 roku blok nr 14 o mocy 858 MW, w którym pracuje kocioł wieżowy na parametry nadkrytyczne BB-2400 o wydajności przekraczającej 2400 t/h, turbina parowa STF-100 oraz generator 50WT25E-138.

W tak rozbudowanym układzie para jest nie tylko nośnikiem zamienianym na energię elektryczną, ale również krytycznym medium technologicznym. Jest niezbędna do:

• procedur rozruchowych bloków ze stanu zimnego i ciepłego (wygrzewanie rurociągów, grzanie walczaków);
• zasilania dławnic parowych turbin w celu ich uszczelnienia oraz pracy eżektorów wytwarzających próżnię w skraplaczach;
• podgrzewania oleju lekkiego służącego do rozpału kotłów pyłowych;
• prawidłowego funkcjonowania stacji odgazowywaczy termicznych wody zasilającej;
• pracy instalacji ochrony środowiska, w tym podgrzewaczy instalacji odsiarczania spalin (IOS) oraz układów odazotowania spalin (SCR).

Poza potrzebami własnymi elektrownia zasila również międzyblokowy kolektor parowy, który rozprowadza parę technologiczną o ciśnieniu 1,7 MPa i temperaturze 250°C (parametry zatwierdzone w decyzjach taryfowych Urzędu Regulacji Energetyki) do odbiorców przemysłowych zlokalizowanych na obszarze gminy Kleszczów. Dotychczasowe uzależnienie tego kolektora od pracy głównych bloków rodziło ryzyko przerw w dostawach podczas postojów technologicznych.

Transformacja wymusza elastyczność: harmonogram wygaszania bloków

Kluczowym impulsem do wydzielenia niezależnego źródła pary jest proces dekarbonizacji zapisany w Terytorialnym Planie Sprawiedliwej Transformacji (TPST) Województwa Łódzkiego. Zgodnie z tym dokumentem rola Elektrowni Bełchatów będzie sukcesywnie ewoluować ze stałego źródła pasmowego do roli jednostki rezerwowej, co obrazują spadające wskaźniki produkcyjne.

Ograniczeniu wolumenu wytwarzania towarzyszyć będzie stopniowe wycofywanie z eksploatacji bloków konwencjonalnych. Plan przewiduje odstawienie pierwszego bloku w 2030 roku, kolejnego w 2031 roku, po dwa bloki rocznie w latach 2032 i 2033, trzech jednostek w 2034 roku, dwóch w 2035 roku oraz zamknięcie ostatniego bloku z serii BB-1150 w 2036 roku. Równocześnie do 2028 roku wyczerpie się wydobycie w Polu „Bełchatów”, a dalsza praca elektrowni opierać się będzie na Polu „Szczerców”.

W tych warunkach bloki węglowe będą uruchamiane i odstawiane znacznie częściej niż w przeszłości. Brak stabilnego, ciągłego źródła pary w postaci pracujących upustów turbinowych wymusza stworzenie instalacji, która podejmie pracę natychmiast i zapewni parę rozruchową dla powracających do sieci jednostek oraz zaspokoi potrzeby odbiorców zewnętrznych.

Architektura nowoczesnych źródeł pary w strukturach PGE GiEK

PGE GiEK posiada już doświadczenia w implementacji tego typu rozwiązań w innych zakładach wytwórczych. W Elektrowni Rybnik oraz Elektrowni Dolna Odra koncern zrealizował projekty budowy autonomicznych kotłowni rozruchowych wyposażonych w nowoczesne wytwornice pary. Urządzenia te, zasilane paliwem gazowym lub olejem lekkim, charakteryzują się bardzo krótkim czasem osiągania parametrów znamionowych (zaledwie kilkanaście minut od momentu uruchomienia) oraz pełną automatyzacją pracy.

Inwestycja w Elektrowni Bełchatów wpisuje się w ten sam sprawdzony schemat inżynieryjny. Wydzielone, niezależne źródło pary podnosi poziom bezpieczeństwa energetycznego obiektu, redukuje ryzyko powikłań podczas procedury restartu po ewentualnym blackoutcie oraz gwarantuje stabilne funkcjonowanie podmiotów gospodarczych działających w bełchatowskim węźle przemysłowym. To pragmatyczny krok inżynieryjny, bez którego bezpieczne przejście przez proces transformacji energetycznej byłoby technicznie niemożliwe.