TEMAT NUMERU
WODA I ŚCIEKI • energia z osadów • gospodarka wodno-ściekowa • woda zdemineralizowana SUW z mikropiaskiem
>8
W stronę nowoczesności
> 40
Magazyn + elektrownia
> 60
SPIS TREŚCI
Ciepłownictwo 40 W stronę nowoczesności wywiad z Janem Kosem, dyrektorem PGE GiEK S.A. Oddział Elektrociepłownia Gorzów 44 Młoda, ale z tradycją Aldona Senczkowska-Soroka 46 Konkurencyjni i czujni wywiad z Mariuszem Majkutem, prezesem zarządu Szczecińskiej Energetyki Cieplnej 50 Ciepło z energią Aldona Senczkowska-Soroka 54 Skupiamy się na rentownych inwestycjach wywiad z Markiem Mrówczyńskim, prezesem zarządu Elektrociepłowni BĘDZIN
Barbara Engler, Paweł Regucki
30
Fot. www.photogenica.pl
8 SUW z mikropiaskiem Przemysław Płonka 12 Woda „DEMI” i Actiflo w Elektrowni Pątnów Michał Jodango, Marcin Berger, Krzysztof Pacierpnik 18 Coś więcej niż osad Krzysztof Barbusiński 24 Ultraczysta dla nowego bloku Jacek Grygierczyk, Jakub Karwaszewski, Jacek Żelazny 30 Woda limitowana Barbara Engler, Paweł Regucki 36 Najpierw próba, potem inwestycja Maciej Błaszkowski
Woda limitowana
Ciepło z energią Aldona Senczkowska-Soroka
50
Fot. FORTUM
Temat numeru: WODA I ŚCIEKI
OZE 56 Energia od morza wywiad z Wojciechem Cetnarskim, prezesem zarządu Polskiego Stowarzyszenia Energetyki Wiatrowej 60 Magazyn + elektrownia Paweł Mirek, Wojciech Nowak
Remonty i utrzymanie ruchu
Energia Od morza
64 Rurociągi z GRP dla obiegu wody chłodzącej Norbert Kopydłowski 66 Sprostać standardom Dorota Brzezińska, Stanisław Nowak
wywiad z Wojciechem Cetnarskim, prezesem PSEW
Z życia branży
56
75 W 3 dni dookoła energetyki Aldona Senczkowska-Soroka
Felieton
Fot. PSEW
Nowoczesne technologie
78 Uwagi do toczącej się dyskusji przedwyborczej, a właściwie do prób dyktatu sposobów na przyszłość Jerzy Łaskawiec
3
od redakcji Wydawca: „BMP bis” spółka z ograniczoną odpowiedzialnością spółka komandytowa KRS: 0000406244, REGON: 242 812 437 NIP: 639-20-03-478 ul. Morcinka 35 47-400 Racibórz tel./fax (032) 415-97-74 tel.: (032) 415-29-21, (032) 415-97-93 aldona.soroka@e-bmp.pl www.kierunekenergetyka.pl
Aldona Senczkowska-Soroka redaktor wydania tel. 32/415 97 74 wew. 20 tel. kom. 792 809 881 e-mail: aldona.soroka@e-bmp.pl
Przemysł i woda Ażeby po nas zostały jedynie Ślady na piasku i kręgi na wodzie. Woda jest nam niezbędna do życia – można powiedzieć, że jesteśmy od niej uzależnieni (w końcu nasze ciało w 60% składa się właśnie z wody). I na szczęście po latach zaniedbań i rabunkowej gospodarki ludzie w XXI w. szczególnie zaczęli dbać o jej zasoby, a także chronić środowisko naturalne, by – jak napisał Leopold Staff – zostawić po sobie ziemię taką, by mogły żyć na niej kolejne pokolenia. Bez wody nie może obyć się także przemysł, w tym energetyka. Wodę w elektrociepłowniach i elektrowniach zawodowych wykorzystuje się w wielu procesach technologicznych. „Dobowe zapotrzebowanie na świeżą wodę nierzadko sięga kilkudziesięciu tysięcy ton, co powoduje, że zakłady te są lokalizowane przy rzekach, naturalnych jeziorach lub zbiornikach retencyjnych” – piszą Barbara Engler i dr Paweł Regucki. Bardzo ważne jest, aby maksymalnie wykorzystać cyrkulującą w obiegu zamkniętym wodę chłodzącą, a jednocześnie zachować obowiązujące limity zanieczyszczeń. To jedno z wyzwań. Kolejnym, jeśli chodzi o gospodarkę wodno-ściekową w energetyce, są nowoczesne technologie uzdatniania. Np. w Elektrowni Pątnów II, w oddanej do użytku w 2008 r. stacji uzdatniania wody, pominięto ważny element – zastosowana technologia membranowa nie zakładała etapu wstępnego oczyszczania, które okazało się niezbędne w przypadku wody pobieranej z jeziora Gosławickiego. Zdecydowano się więc na budowę instalacji do wstępnej obróbki wody. W myśl idei, że nic nie powinno się marnować, najnowsze technologie pozwalają na produkowanie energii z biogazu powstającego w procesie fermentacji osadów ściekowych, będących produktem odpadowym z oczyszczania ścieków, o czym pisze prof. dr hab. inż. Krzysztof Barbusiński. Oczyszczalnie ścieków stają się dzisiaj także producentami znacznych ilości ciepła i energii elektrycznej pozyskiwanych w procesach kogeneracji. O tych i innych wyzwaniach, które stoją przed gospodarką wodno-ściekową w energetyce, rozmawiać będziemy 1-2 października w Lublinie, podczas IX Konferencji Naukowo-Technicznej Woda i Ścieki w Przemyśle.
Rada Programowa: prof. Jan Popczyk – przewodniczący, Politechnika Śląska prof. Andrzej Błaszczyk – Politechnika Łódzka Wiesław Chmielowicz – prezes ECO Opole SA dr hab. inż. Maria Jędrusik – prof. nadzw. Politechniki Wrocławskiej Mieczysław Kobylarz – dyrektor GDF SUEZ Energia Polska S.A. prof. Stanisław Mańkowski – Politechnika Warszawska Katarzyna Muszkat – prezes zarządu ZE PAK SA dr inż. Mariusz Pawlak – Politechnika Warszawska Waldemar Szulc – wiceprezes zarządu PGE Górnictwo i Energetyka Konwencjonalna SA PGE Elektrownia Bełchatów S.A. prof. dr hab. inż. Artur Wilczyński – Politechnika Wrocławska Adam Witek – prezes zarządu „Energetyka” sp. z o.o. Grupa Kapitałowa KGHM Polska Miedź S.A. prof. nadzw. dr hab. inż. Krzysztof Wojdyga – Politechnika Warszawska prof. Jacek Zimny – Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie
Prezes zarządu BMP’ Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Sp. k. Adam Grzeszczuk Redaktor naczelny Przemysław Płonka Redakcja Joanna Jaśkowska, Aldona Senczkowska-Soroka Redakcja techniczna: Maciej Rowiński, Marek Fichna Prenumerata, kolportaż Aneta Jaroszewicz Sprzedaż: Beata Fas, Magda Kozicka, Ewa Zygmunt, Jolanta Mikołajec, Małgorzata Pozimska
Druk: FISCHER POLIGRAFIA Cena 1 egzemplarza – 25,00 zł Wpłaty kierować należy na konto: Bank Spółdzielczy w Raciborzu Nr konta: 40 8475 0006 2001 0014 6825 0001 Prenumerata krajowa: Zamówienia na prenumeratę instytucjonalną przyjmuje firma Kolporter Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością S.K.A.. Informacje pod numerem infolinii 0801 40 40 44 lub na stronie internetowej http://dp.kolporter.com.pl/
Magazyn kierowany jest do prezesów, dyr. ds. technicznych i głównych specjalistów (mechaników, automatyków, energetyków) reprezentujących branżę energetyczną, organizatorów targów, sympozjów, imprez branżowych, urzędów, ministerstw, instytutów, wyższych uczelni oraz biur projektowych. Redakcja nie odpowiada za treść reklam. Niniejsze wydanie jest wersją pierwotną czasopisma Wykorzystywanie materiałów i publikowanie reklam opracowanych przez wydawcę wyłącznie za zgodą redakcji. Redakcja zastrzega sobie prawo do opracowywania nadesłanych tekstów oraz dokonywania ich skrótów, możliwości zmiany tytułów, wyróżnień i podkreśleń w tekstach. Artykułów niezamówionych redakcja nie zwraca. Fot. BMP’. Fot na okładce: photogenica.pl
4
ECiZ 6/2015
zdjęcie numeru
Fot. PGE GiEK
zdjęcie numeru
ODBUDOWA ZAPORY PGE GiEK S.A. Oddział Elektrownia Turów. Trwają prace przy odbudowie zapory na rzece Witka w Niedowie. Zakończenie robót ma nastąpić, zgodnie z harmonogramem, 21 sierpnia 2016 r. Odbiór końcowy i przekazanie obiektu do eksploatacji – do 21 lutego 2017 r. Odbiór zostanie poprzedzony przeprowadzeniem tzw. próbnego obciążenia wodą oraz uzyskaniem przez wykonawcę na rzecz Elektrowni Turów ostatecznego pozwolenia na użytkowanie dla odbudowanej zapory
ECiZ 6/2015
5
z portalu kierunekenergetyka.pl Terminal LNG: Zakończenie budowy w tym roku Polskie LNG i konsorcjum będące wykonawcą terminalu LNG w Świnoujściu sfinalizowali negocjacje w zakresie zakończenia inwestycji.
Generalny wykonawca, konsorcjum na czele z włoską firmą Saipem, zobowiązał się na mocy podpisanego aneksu do umowy z dnia 15 lipca 2010 r., zakończyć prace budowlane i odebrać pierwszą dostawę LNG w tym roku. Gaz z pierwszej dostawy, po schłodzeniu instalacji, jej rozruchu i przeprowadzeniu prób, zostanie wtłoczony do sieci przesyłowej i trafi do polskich odbiorców. Druga dostawa, która zapewni surowiec na testy eksploatacyjne, zostanie zrealizowana w pierwszym kwartale przyszłego roku, a komercyjna eksploatacja terminalu LNG będzie możliwa w drugim kwartale, po podpisaniu protokołu odbioru do użytkowania. – Wykonawca zapewnił wiarygodność i ostateczność terminów wskazanych w zaktualizowanym szczegółowym harmonogramie prac. Przyjął na siebie dodatkowe obowiązki oraz odpowiedzialności, w szczególności związane z dostawą LNG na potrzeby technologiczne terminalu – mówi Jan Chadam, prezes Polskiego LNG SA. Źródło i fot.: Polskie LNG
TAURON: Nowatorski projekt zagospodarowania CO2 już w I kwartale 2017 r. TAURON Wytwarzanie prowadzi zaawansowane prace nad budową pilotażowej instalacji przekształcającej dwutlenek węgla pochodzący z instalacji przemysłowych w gaz syntezowy. Do jego produkcji ma zostać także wykorzystana nadwyżka energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych. W pilotażowej instalacji gaz syntezowy (SNG) będzie powstawał w wyniku reakcji dwutlenku węgla dostarczanego z procesów przemysłowych (np. ze spalania węgla) z wodorem pochodzącym z elektrolizy wody. Do przeprowadzenia procesu elektrolizy wykorzystana zostanie nadwyżka energii elektrycznej wygenerowanej przez odnawialne źródła energii – głównie w godzinach nocnych, gdy zapotrzebowanie na energię spada. Produktem ubocznym procesu będzie tlen, który dodatkowo może być wykorzystany w procesach zewnętrznych, np. spalania tlenowego lub zgazowania węgla. Źródło: TAURON
6
ECiZ 6/2015
Umowa na budowę nowej ciepłowni Fortum w Bytomiu podpisana Fortum podpisało umowę z firmą Erbud S.A. na budowę nowej ciepłowni o mocy 25 MW w Bytomiu. Inwestycja o łącznej wartości około 50 milionów złotych ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia bezpieczeństwa dostaw ciepła dla tego miasta w przyszłości. Na mocy umowy z Fortum, firma Erbud S.A. wybuduje na terenie bytomskiej elektrociepłowni Miechowice nową ciepłownię wyposażoną w kocioł WR-25. Będzie ona w pierwszej kolejności stanowiła rezerwę dla istniejącej infrastruktury ciepłowniczej w Bytomiu, docelowo zaś ma pełnić funkcję źródła szczytowego dla nowej elektrociepłowni w Zabrzu, która od 2018 roku ma produkować ciepło dla mieszkańców Bytomia i Zabrza. Prace budowlane rozpoczną się na przełomie września oraz października i potrwają do końca 2016 roku. Źródło i fot.: FORTUM
Stacja Wanda jak nowa Jedną z największych inwestycji energetycznych, prowadzonych obecnie przez TAURON Dystrybucja, jest modernizacja stacji elektroenergetycznej 220/110 kV Wanda w Krakowie. Pierwszy, już zrealizowany etap modernizacji stacji, związany był z przyłączeniem Zakładu Termicznego Przekształcania Odpadów, który jest największą tego typu jednostką w Małopolsce. Drugim ważnym, zasilanym ze stacji obiektem, jest podstacja trakcyjna PKP Podłęże, związana z zasilaniem trasy kolei wysokich prędkości. Stacja Wanda zasiliła więc dwa ważne dla regionu duże obiekty gospodarcze, dlatego realizacja prac modernizacyjnych musiała być bardzo sprawnie przeprowadzona. Czas realizacji wyniósł niecałe dwa miesiące i obydwa podmioty już pracują. Obecnie prowadzony jest drugi etap modernizacji, którego celem jest poprawa pewności zasilania dla klientów indywidualnych i przemysłowych w dzielnicy Nowa Huta oraz przyłączenie w następnych miesiącach kolejnych klientów. Będą to między innymi zakłady sanitarne w Krakowie. Źródło i fot.: TAURON
zdjęcie numeru z portalu kierunekenergetyka.pl
Enea zaktualizowała swoją strategię
Turbiny powstałe na bazie technologii lotniczych oświetlą Bangkok
Zabezpieczenie dostaw paliw dla własnych aktywów wytwórczych, innowacje oraz rozszerzona polityka personalna – to trzy najważniejsze nowe elementy strategii Grupy. Enea zmodyfikowała także swoje plany inwestycyjne, uwzględniając dynamiczne zmiany uwarunkowań rynkowych i regulacyjnych.
Tajska firma Gulf Energy Development ogłosiła rozpoczęcie inwestycji, która zapewni dostawy energii elektrycznej dla Bangkoku. W związku z realizacją projektu złożyła zamówienie na sześć nowoczesnych turbin gazowych, które stworzyło GE, z myślą o pracy w wymagających warunkach.
Model inteligentnego miasta W ramach inicjatywy „Innowacyjne Miasto w Zagłębiu Ruhry”, przy współudziale RWE, powstał modelowy projekt smart city, możliwy do wykorzystania w celu rewitalizacji miast i regionów poprzemysłowych. Wizytówką Bottrop jest Dom Przyszłości RWE – typowy dom z lat 60., który dzięki wykorzystaniu nowoczesnych rozwiązań energooszczędnych, stał się modelowym budynkiem plusenergetycznym. Ogólnoświatowy trend transformacji miast w kierunku smart widoczny jest również w Polsce. Potwierdza to raport „Miasta uczące się”. W opracowaniu po raz pierwszy w historii sklasyfikowano 66 polskich miast wybijających się pod względem rozwoju kapitału ludzkiego i społecznego, infrastruktury czy łatwości prowadzenia biznesu. Polskie miasta są na etapie poszukiwań własnego modelu transformacji, łączącej inteligentne wykorzystanie nowoczesnych technologii z bezpośrednią aktywnością mieszkańców. Źródło: RWE
Krakowska energetyka cieplna nie zwalnia tempa Od kilku lat Program Ograniczania Niskiej Emisji (PONE) zajmuje ważne miejsce na liście działań krakowskiego MPEC. Polega on przede wszystkim na likwidacji pieców węglowych i zastępowaniu ich innymi, ekologicznymi źródłami ciepła. MPEC tworzy koncepcje rozbudowy sieci cieplnej, ze szczególnym uwzględnieniem obszarów o największym zagęszczeniu budynków opalanych paliwem stałym. Na ich podstawie podjął szereg działań zmierzających do przekonania mieszkańców do likwidacji przestarzałych pieców. W 2014 roku, w wyniku realizacji szeregu działań, MPEC podłączył do sieci cieplnej 53 budynki, w których znajdowało się 688 pieców węglowych oraz 7 kotłowni. Liczba odbiorców w 2014 roku przekroczyła 5000, a sieć cieplna o długości 811, 6 km doprowadzona została do 8500 obiektów w rejonach Krakowa i Skawiny. Wśród mieszkańców, którzy wymienili piecyki gazowe na ciepłą wodę użytkową, przeprowadzono badania satysfakcji z produktu. Wynika z nich, że aż 97% użytkowników jest zadowolonych z tego produktu, a 95% poleciłoby go swoim bliskim i znajomym. Ostatnie dwie umowy na dostawę ciepłej wody użytkowej podpisano ze spółdzielniami Nowy Prokocim i Mistrzejowice Północ. Źródło: MPEC Kraków fot. freeimages.com
fot. freeimages.com
Nie zmieniły się misja, wizja oraz mapa celów strategicznych Grupy, którymi nadal są: wzrost wartości dla akcjonariuszy, zbudowanie długotrwałych relacji z klientem, wzrost w rentownych obszarach, poprawa efektywności oraz optymalne wykorzystanie potencjału organizacji. W latach 2015-2020 firma zainwestuje ok. 17 mld złotych. – Nasze główne aktywa wytwórcze są oparte o węgiel kamienny, a rentowność tego obszaru jest obecnie pod dużą presją, która naszym zdaniem będzie się stale zwiększać. Dlatego musimy dopasować zakup węgla z aktywów wydobywczych tak, aby obniżyć koszt paliwa w ramach Grupy i poprawić konkurencyjność naszego wytwarzania – podkreśla Krzysztof Zamasz, prezes Enei. Źródło: Enea
Budowa elektrowni jest kapitałochłonna i trwa stosunkowo długo. W takich krajach jak Tajlandia kwestia realizacji inwestycji jest jeszcze bardziej skomplikowana – dżungla rozpościera się między największymi aglomeracjami miejskimi i porasta znaczne połacie kraju usiane licznymi wioskami. Rozwiązaniem problemu może być instalacja turbin gazowych LM6000-PF+. To wysokosprawne jednostki stworzone na bazie technologii silników lotniczych. Nowe turbiny gazowe osiągają rekordową sprawność 56% i mogą być opalane zarówno gazem, jak i paliwami płynnymi. Pojedyncza jednostka może wyprodukować do 58 megawatów energii elektrycznej, które mogą zasilić nawet 50 000 gospodarstw domowych. Turbiny zajmują zaledwie 350 m2, co pozwala instalować je w miejscach, gdzie dostępna przestrzeń jest ograniczona. Źródło i fot.: materiały prasowe
ECiZ 6/2015
7
TEMAT NUMERU: Woda i ścieki
SUW z mikropiaskiem Przemysław Płonka
fot. BMP
„Kolokwialnie mówiąc – to zupa. Często mętna i pełna zawiesiny” – tak mówią o wodzie z jeziora Gosławickiego, wykorzystywanej przez Elektrownię Pątnów. Od niedawna pracuje tam jednak stacja demineralizacji, która daje sobie radę z tą „zupą”.
8
ECiZ 6/2015
zdjęcie numeru TEMAT NUMERU: Woda i ścieki
S
tacja uzdatniania wody była w miarę nowoczesna – oddano ją do użytku w 2008 roku na potrzeby Elektrowni Pątnów II, z możliwością zasilania bloków Pątnowa I. Wykonawca pominął jednak ważny element – zastosowana technologia nie zakładała etapu wstępnego oczyszczania. – Bardzo szybko okazało się, że nowa instalacja jest po prostu niewydolna – mówi Mirosław Nowak, kierownik Oddziału Ruchu Gospodarki Wodnej i Odpopielania. – SUW wybudowano w technologii membranowej, a membrany są bardzo podatne na wszelkiego rodzaju zanieczyszczenia. Nie dały rady wymagającej wodzie z jeziora Gosławickiego, która charakteryzuje się wysoką temperaturą, zmienną mętnością i znaczną ilością związków organicznych – zaznacza. W rezultacie moduły filtracyjne po prostu zatykały się, a czyszczenie, czy wymiana na nowe przynosiły jedynie krótkotrwały efekt. Zapadła więc decyzja o modernizacji i rozbudowie stacji uzdatniania wody, która była konieczna również z uwagi na kończące się pozwolenie wodno-prawne na pobór wód głębinowych, wykorzystywanych do produkcji wody zdemineralizowanej dla bloków 1-6.
Wybór rozwiązania – Rozpisaliśmy przetarg na wybudowanie instalacji do wstępnej obróbki wody, która poradziłaby sobie z całą organiką z pobliskiego zbiornika – mówi Andrzej Grudzień, dyrektor ds. operacyjnych Elektrowni Pątnów. – Przetarg nie był ogłaszany ze wskazaniem, lecz dedykowany kilku firmom, których technologie zdążyliśmy już poznać, gdyż są wykorzystywane w Polsce czy w krajach ościennych i zebrały pozytywne opinie – wyjaśnia. Wśród kilku ofert poważnie była brana pod uwagę propozycja jednej z firm, w której technologia wstępnego oczyszczania wody polegała na ciśnieniowym napowietrzaniu z dodatkiem koagulanta. Wywoływało to „skłaczenie”, a wytrącone cząstki były wynoszone
ku powierzchni. Dokładnie na odwrót niż w rozwiązaniu, które ostatecznie wygrało przetarg, gdzie kłaczki, obciążone mikropiaskiem, opadają na dno zbiornika. Technologię tę, o nazwie Actiflo, zaproponowała firma Veolia Water Technologies. Co zdecydowało o wyniku przetargu? – Veolia wygrała dobrą oceną techniczną oferty, długim wykazem pozytywnych referencji, jak również atrakcyjną ceną – wyjaśnia Mirosław Nowak. Istotne też były małe rozmiary instalacji – propozycja z układem flotacji była gabarytowo większa. Prace trwały około 15 miesięcy od przekazania placu budowy. Oprócz zbudowania nowego układu wstępnej obróbki wody zmodernizowano istniejące dwa ciągi demineralizacji oraz dobudowano do nich trzecią nitkę. Zmodernizowana stacja demineralizacji wody składa się więc z trzech nitek, każda o wydajności 66 m3/h. W ten sposób zapewniono wystarczającą ilość wody zdemineralizowanej na Elektrowni Pątnów I i bloku 464 MW. Wymieniono wszystkie membrany filtracyjne na bardziej pojemne, o zwiększonej powierzchni filtracyjnej, bardziej odporne na wszelkiego rodzaju zanieczyszczenia i łatwiejsze do czyszczenia. Na 2-stopniowym układzie odwróconej osmozy zastosowano nowy rodzaj membran, co pozwala na uzyskanie oszczędności kosztów eksploatacyjnych przy utrzymaniu zakładanej wydajności ultrafiltracji. Istniejący układ demineralizacji końcowej został rozszerzony o dwa dodatkowe wymienniki dwujonitowe.
Elementy stacji Najważniejszym obiektem zmodernizowanej stacji jest zbudowany od podstaw układ wstępnej obróbki wody zlokalizowany w wydzielonym budynku, w którym znajdują się dwa ciągi Actiflo wraz z filtrami CIĄG ACTIFLO
ECiZ 6/2015
9
TEMAT NUMERU: Woda i ścieki
FILTRY MULTIMEDIALNE
multimedialnymi, gdzie zachodzi proces koagulacji i sedymentacji zawiesin oraz końcowego doczyszczania. Proces Actiflo jest kompaktową technologią oczyszczania wstępnego wody surowej, polegającej na wykorzystaniu piasku, jako balastu dla powstających kłaczków (tzw. ,,obciążona flokulacja’’). Mikropiasek zapewnia dużą powierzchnię właściwą, która wspomaga łączenie z nim mikrokłaczków i działa jako dodatkowe obciążenie powstałego kłaczka. Oczywiście proces wymaga stosowania różnych chemikaliów, dokładnego wymieszania ich z wodą surową, a wszystko dla uzyskania wymaganego stopnia oczyszczenia wody bezpiecznego dla modułów ultrafiltracji.
Rezultat – Po modernizacji SUW parametry wody zdemineralizowanej są zdecydowanie lepsze. Zawartości jonów sodu, magnezu są podobne, natomiast nieporównywalnie korzystniejsza jest zawartość związków
WYMIENNIKI DWUJONITOWE
10
ECiZ 6/2015
organicznych, a na tym zależało nam najbardziej – podkreśla Mirosław Nowak. Zmodernizowana stacja ma możliwość zasilania wodą wstępnie oczyszczoną stację demineralizacji wody zlokalizowaną w Elektrowni Pątnów I. Powiększona została wydajność stacji o 1/3, tj. do wartości 198 m3/h, co jest wielkością wystarczającą na pokrycie potrzeb Elektrowni Pątnów I i bloku 464 MW. Nowe moduły UF i RO, rozbudowane wymienniki dwujonitowe zwiększają dyspozycyjność SUW i pewność zasilania bloków w wodę zdemineralizowaną o doskonałej jakości. Zatem jak nowa stacja, a właściwie nowy skład wody, przekłada się na pracę elektrowni? – Zawartość związków organicznych w wodzie jest szczególnie ważna przy kotłach na parametry nadkrytyczne. Dziś jest ona znacznie niższa niż dopuszczalna dla takich jednostek – mówi dyrektor Andrzej Grudzień. – Z tych związków mogą się w kotle tworzyć twarde osady, bardziej niebezpieczne niż kamień krzemianowy. Osadzają się na rurach, mogą prowadzić do ich przegrzewu. Zagrożenie to zostało dziś wyeliminowane, czy więc nowa SUW była tym, czego oczekiwał PAK? – Myślę, że z tym rozwiązaniem trafiliśmy w „10” – chwali się dyr. Andrzej Grudzień. – Po wcześniejszych doświadczeniach nie wystarczyła nam ogólna deklaracja wykonawcy, że wszystko będzie dobrze, lecz na każdym etapie obróbki wody zagwarantowaliśmy sobie parametry jakościowe i ilościowe wody, więc efekt końcowy, czyli woda zdemineralizowana gotowa do użycia w obiegu parowo-wodnym, jest bardzo dobry. A choroby „wieku dziecięcego”? Dyr. Andrzej Grudzień: – Nie odnotowaliśmy. Jesteśmy zadowoleni z tej inwestycji. Fot. BMP
TEMAT NUMERU: Woda i ścieki
Woda „DEMI” i Actiflo w Elektrowni Pątnów Michał Jodango, Marcin Berger, Krzysztof Pacierpnik Veolia Water Technologies Sp. z o.o.
Pątnów to jedno z osiedli miasta Konina, położone w pobliżu jeziora Gosławickiego i Pątnowskiego. Elektrownia Pątnów o maksymalnej mocy 1646 MW (1200+464 MW) zlokalizowana jest nad jeziorem Gosławickim, skąd czerpie wodę do chłodzenia i napędzania turbin parowych – w tym celu używana jest para wytwarzana z wody zdemineralizowanej uzyskiwanej ze stacji demineralizacji wody.
J
TAB. 1 Parametry wody surowej
est to stacja posiadająca trzy linie technologiczne urządzeń o wydajności 3 x 66 m3/h. Jednak zanim woda surowa trafi na stację demineralizacji, przechodzi proces wstępnego przygotowania, za który odpowiada układ dwóch linii Actiflo® i filtrów multimedialnych. Źródłem wody do chłodzenia turbin jest woda z jeziora Gosławickiego o głębokości 5,3 m i powierzchni 380 ha. To woda o zmiennej sezonowości, która pod względem parametrów fizycznych charakteryzuje się przede wszystkim wysoką temperaturą spowodowaną zrzutem wody ze skraplaczy, a ponadto – zmienną
Parametr Ogólny Węgiel Organiczny (z próby wody surowej) Ogólny Węgiel Organiczny (z próby wody filtrowanej, RWO) Temperatura Tlen rozpuszczony Zawiesina pH ChZTMn Wapń Magnez Zasadowość Żelazo Mangan
12
ECiZ 6/2015
Jednostka
Zakres
mg/l
10÷90
mg/l °C mg/l O2 mg/l mg/l O2 mg/l mg/l mval/l mg/l Fe mg/l Mn
3,4÷2 (spodziewany wzrost w okresie jesiennym) 7÷30 6,2÷13,8 0,2÷25 7,2÷8,6 4,7÷10,48 56,9÷105,1 16,5÷34,1 4,3÷6,3 0,2÷0,6 0,01÷0,03
mętnością i ilością zawiesiny. Z uwagi na głębokość, stopień zamulenia i wysoką temperaturę jeziora, woda charakteryzuje się znaczną ilością związków organicznych, gdzie wskaźnik OWO może osiągać nawet 90 mgC/l. Tab. 1 przedstawia parametry wody surowej. Oprócz częściowego poboru wody surowej bezpośrednio z jeziora, głównym zasilaniem SUW jest woda po skraplaczach. Układ technologiczny stacji wstępnego uzdatniania wody przedstawia się następująco: Pobór wody po skraplaczach na blokach energetycznych ® magazynowanie wody surowej w zbiorniku V=500 m3 i pompowanie przez pompy do SUW ® koagulacja i sedymentacja ACTIFLO® ® filtracja na otwartych filtrach multimedialnych (płukanych powietrzem i wodą przefiltrowaną) ® pompowanie pompami między obiektowymi wody przefiltrowanej do stacji demineralizacji wody. W związku z powyższym, do zasilania zmodernizowanej stacji demineralizacji wody wykorzystywana jest woda wstępnie uzdatniona, która później jest poddawana procesom technologicznym, kolejno: filtracja na membranach UF ® demineralizacja wstępna na membranach odwróconej osmozy I st. ® demineralizacja na membranach odwróconej osmozy II st. ® deaeracja wody wstępnie zdemineralizowanej w desorberach ® wymiana jonowa na układzie jonitów ® pompowanie wody zdemineralizowanej do sieci zamawiającego.
zdjęcie numeru TEMAT NUMERU: Woda i ścieki • stworzono system dla obu stacji umożliwiający sterowanie stacją, ale również przedstawiający problemy, takie jak niesprawne urządzenie czy przekroczone parametry. Stacja po miesięcznym ruchu próbnym, który obejmował czynności sprawdzające, awarie i prawidłowości uruchomień poszczególnych urządzeń, została uruchomiona i przekazana do eksploatacji w grudniu 2014. Podczas dotychczasowej pracy nie zaobserwowano żadnych odchyleń od deklarowanych parametrów.
SUW dla Elektrowni Pątnów Woda surowa pobierana jest częściowo bezpośrednio z jeziora Gosławickiego, częściowo – z układu chłodzącego turbiny trafia do węzła Actiflo®, gdzie poddana jest procesowi koagulacji i sedymentacji. Funkcją technologiczną układu Actiflo® jest redukcja zawiesiny, zawartości substancji organicznych oraz obniżenie barwy i obniżenie mętności uzdatnianej wody. Proces Actiflo® składa się z dwóch ciągów technologicznych, a te z kolei składają się z następujących głównych jednostek: • komory koagulacji z mieszadłem, • komory dozowania z mieszadłem, • komory dojrzewania z mieszadłem, • osadnika ze zgarniaczem i z lamelowym modułem płytowym, • układów recyrkulacji (pompa recyrkulacji, hydrocyklon, itp.), • układów dozowania koagulantu, • układów dozowania mikropiasku, • układów przygotowania i dozowania flokulantu.
Budowa SUW Zakres kompletnej budowy stacji uzdatniania wody obejmował między innymi: • wykonanie układów ssawnych wodę po skraplaczach z rurociągów Ø2000 na blokach energetycznych, • budowę nowego żelbetowego zbiornika magazynowego wodę surową V=500 m3, • budowę nowego budynku wstępnego uzdatniania wody, w którym umieszczono dwa reaktory Actiflo®, cztery filtry ze złożem mieszanym (antracyt, piasek, żwir) oraz separator lamelowy, • wykonano dwa zbiorniki podziemne (pod stacją) V=250 m3 wody przefiltrowanej/wstępnie przygotowanej oraz zbiornik wód popłucznych, z którego odzyskiwane jest ~40% ścieków z płukań filtrów, • modernizację stacji demineralizacji wody, w której dobudowaną trzecią linię demineralizacji oraz przebudowano i wymieniono moduły UF i odwróconej osmozy, dodano desorber, dodatkowe dwa reaktory ze złożem dwujonitowym, zbiorniki neutralizacji ścieków, • wykonano instalacje dozowania flokulantu, kwasu, koagulantu, wodorotlenku sodu,
RYS. 1 Schemat Ideowy wstępnego uzdatniania wody ACTIFLOC
RYS. 2 Rysunek ideowy Actiflo
Zasilanie Actiflo® znajduje się w dolnej części urządzenia. W pierwszym etapie procesu koagulant oraz kwas dozowany jest do wody surowej przed wlotem do reaktora. Komora koagulacji jest wyposażona w mieszadło celem zoptymalizowania procesu koagulacji wody surowej oraz wymieszania chemikaliów. Woda z chemikaliami (kwas i koagulant) trafia z komory koagulacji do komory dozowania, tym razem górną częścią. Tutaj do wody dodawany/zawracany
ECiZ 6/2015
13
TEMAT NUMERU: Woda i ścieki Parametr Mętność [NTU] Zawiesina [mg/l] OWO [mg/dm3] pH Krzemionka [mg/l] Wydajność [m3/h] TAB. 2 Parametry wody w Actiflo w dotychczasowej pracy w sezonie zimowym
fot. 1 Budynek Wstępnego Przygotowania Wody
fot. 2 Odpływ z Actiflo
14
ECiZ 6/2015
Woda surowa 5÷50 0,2÷25 Średnio 5,7 7,2÷8,6 średnio 15,7
Woda wstępnie uzdatniona 0,2÷1,3 po Actiflo® średnio 0,5 po filtrach 0,02÷0,8 średnio 3,1 < 7,4 średnio 15,3 2 x 320
jest mikropiasek. Ziarenka piasku stanowią zarodki do tworzenia kłaczków w kolejnych etapach procesu. Następie woda z zawiesiną mikropiasku i ze zdestabilizowanymi koloidami górną częścią trafia do komory dojrzewania, gdzie dozowany jest flokulant dostarczony ze stacji wytwarzania flokulantu. Polimer łączy mikropiasek i zdestabilizowane koloidy w duże konglomeraty kłaczków o wysokiej gęstości. W celu zoptymalizowania procesu flokulacji i łączenia się cząstek skoloidowanych z piaskiem, komora została wyposażona w mieszadło wolnoobrotowe.
W pełni uformowane i obciążone mikropiaskiem kłaczki trafiają do osadnika lamelowego – jest to ostatni etap procesu. Kłaczki zawiesin sedymentują i osadzają się na dnie osadnika. Osadzone kłaczki zgarniane są w sposób ciągły zgarniaczem do leja i następnie odprowadzane przez układ pomp. Oczyszczona woda przepływa w kierunku z dołu do góry przez strefę lameli i jest odbierana ponad
„
lamelami przez koryta odbiorcze w taki sposób, aby zapewnić równomierne obciążenie lamel. Jak wcześniej wspomniano, Actiflo® posiada układ recyrkulacji mikropiasku składający się z dwóch pomp, które odbierają mikropiasek wraz z kłaczkami zawiesin z dna leja, następnie w hydrocyklonie mikropiasek jest oddzielany od kłaczków zawiesin i wprowadzany ponownie do komory dozowania mikropiasku. W ten sposób mikropiasek krąży w układzie Actiflo®. Oddzielone w hydrocyklonie zawiesiny są usuwane
Finalnym produktem stacji uzdatniania wody jest woda demineralizowana
z układu oczyszczania wód Actiflo® w postaci ścieków – uwodnionego osadu pokoagulacyjnego i przesłane do lamelowej Instalacji Odzysku Wody, gdzie odzyskiwane i zawracane do układu jest jeszcze pow. 90% wody. Hydrocyklon jest urządzeniem hydraulicznym, bez elementów ruchomych. W trakcie procesu Actiflo® występuje niewielka utrata mikropiasku, gdyż sprawność hydrocyklonów w stosunku do oddzielania mikropiasku wynosi 99,9%. Woda wstępnie uzdatniona w procesie ACTIFLO® przepływa grawitacyjnie do filtrów multimedialnych, których dno zaopatrzone jest w płaski system drenażowy. Dzięki płaskiemu systemowi drenażowemu o równej dystrybucji mediów płuczących zwiększono wysokość warstwy filtracyjnej (system nie wymaga zastosowania warstwy żwiru na dnie filtra). Zaprojektowana instalacja filtracji w Pątnowie składa się z czterech filtrów o wydajności 160 m3/h (4x50%Q) każdy. Filtry wykorzystują zjawisko mechanicznej separacji do usuwania cząstek koloidalnych, które przedostały się na filtry po procesie ACTIFLO®. Istnieje możliwość pracy wszystkich 4 filtrów jednocześnie, jak i pracy w systemie 2+2 (2 pracujące + 2 rezerwowe). Filtry wyposażone są w komorę rozdziału umożliwiającą przesył wody na dowolną parę filtrów. Technologia Actiflo® oparta jest na szerokim, ponad 150-letnim doświadczeniu, jakie firma Veolia zdobyła w dziedzinie uzdatniania wody i oczyszczania ścieków. W ponad 800 pracujących obiektach na świecie można spotkać instalacje technologiczne Actiflo® pracujące w różnych warunkach i zastosowaniach, a zadowolenie i uznanie eksploatatorów są potwierdzeniem skuteczności procesu. Odnosząc się do skuteczności, w tab. 2 przedstawiono podstawowe parametry pracy w dotychczasowym sezonie zimowym węzła wstępnego uzdatniania wody. Należy zaznaczyć, że stosowany mikropiasek kwarcowy czy to do Actiflo®, czy to w filtrach piaskowych nie ma jakiegokolwiek wpływu na zawartość krzemionki; co więcej w układzie obserwuje się spadek krzemionki jako wynik nieznacznego współstrącania z solami koagulanta.
TEMAT NUMERU: Woda i ścieki W podziemnym zbiorniku betonowym magazynowana jest woda przefiltrowana po stacji wstępnego przygotowania, skąd za pomocą układu pomp podawana jest na stację demineralizacji. Pierwszym etapem demineralizowania jest układ ultrafiltracji. Instalacja ultrafiltracji składa się z identycznych linii, każda o wydajności ~100 m3/h. Filtracja w instalacji ultrafiltracji działa analogicznie do filtracji filtrów żwirowych, jednak ten proces odbywa się przy wykorzystaniu sita molekularnego o średnicy porów 0,01-0,1 μm, przez które woda przepływa pod ciśnieniem rzędu 1,5 bara. Na zakończeniu procesu ultrafiltracyjnego otrzymujemy permeat o mętności <0,2 NTU. Kolejnym etapem demineralizacji wody jest wysokociśnieniowy proces filtracji oraz odsalania wody – proces odwróconej osmozy. Podobnie jak w ultrafiltracji, mamy do czynienia z trzema identycznymi liniami. Membrany filtracyjne stosowane do odsalania wody są materiałami o wysokim stopniu dokładności, wykonane z kompozytu poliamidowego. Woda jest tłoczona przez membrany pod ciśnieniem 9-18 barów, wykorzystując przy tym zjawisko dyfuzji. Produktem procesu odwróconej osmozy jest woda o przewodności do 4,8 µS/cm, przy czym, zanim została poddana procesowi, miała blisko 710 µS/cm. Ostatnim elementem stacji demineralizacji wody, a zarazem ostatnim etapem produkcji, są desorbery oraz mieszane złoże jonitowe (tzw. mixbed). Desorbery są urządzeniami wykorzystującymi nadmuch powietrza na rozdeszczoną wodę, co powoduje usunięcie dwutlenku węgla do poziomu ok. 2 mgCO2/l. Złoża mieszane z żywicami jonowymiennymi mają zadanie wyeliminować z wody pozostałe kationy i aniony soli, w tym krzemionkę oraz dwutlenek węgla. W tym celu zaprojektowano i dostarczono zbiorniki stalowe wypełnione silnym kationitem i anionitem. Finalnym produktem stacji uzdatniania wody jest woda demineralizowana wykorzystywana na
potrzeby produkcji pary zasilającej kotły i turbiny Elektrowni Pątnów I i II. W tabeli 3 przedstawiono parametry wody wyprodukowanej w stosunku do wody surowej (zasilającej):
RYS. 3 Ideowy schemat instalacji SUW DEMI w Elektrowni Pątnów II
FOT. 3 Actiflo z lokalnymi szafami sterowania
ECiZ 6/2015
15
TEMAT NUMERU: Woda i ścieki Parametr Mętność [NTU] Zawiesina [mg/l] OWO [mg/dm3] Przewodność [µS/cm] Krzemionka SiO2 [mg/l]
Woda surowa 5÷50 0,2÷25 5,7 710 23,9
Wyprodukowana woda n/z n/z 0,06 0,05 0,005
Sód [mg/l]
< 0,002
Miedź [mg/l]
< 0,001
TAB. 3 Parametry wody w dla SUW DEMI w Elektrowni Pątnów podczas dotychczasowej pracy w sezonie zimowym
*** Instalacja oparta o zaawansowaną dociążoną mikropiaskiem koagulację Actiflo® wraz z filtracją piaskową, ultrafiltracją oraz membranowym układem demineralizacji wody wraz z doczyszczaniem na desorberze i mixbedach zapewniają wodę zdemineralizowaną o odpowiedniej jakości do procesów technicznych Elektrowni Pątnów I i II. Dzięki zaawansowanej instalacji wstępnego przygotowania wody już na
FOT. 4 Actifloc – odpływ z filtrów otwartych
tym etapie uzyskuje się ponad 50% redukcję zanieczyszczeń pochodzenia organicznego, tj. OWO oraz wysoką redukcję pozostałych parametrów, tj. mętność, zawiesina, żelazo, itd., co z pewnością przełoży się na długoletnią poprawną pracę układów membranowej ultrafiltracji i odwróconej osmozy. W celu zwiększenia bezpieczeństwa pracy stacji i zapewnienia ciągłych dostaw wody zdemineralizowanej, zaprojektowano dwie linie technologiczne wstępnego uzdatniania wody Actifloc 2x100% wraz z czterema filtrami (4x50%), a układ demineralizacji
FOT. 5 Instalacja ultrafiltracji ciśnieniowej – 3 linie technologiczne
FOT. 6 Instalacji do odwróconej osmozy (RO)
został zaprojektowany w systemie trzech niezależnych linii o wydajności 33% każda. Mimo zasilania SUW trudną do uzdatniania wodą surową z jeziora Gosławskiego o wysokim stopniu eutrofizacji, wysokiej zawartości związków organicznych i znacznym zasoleniu, instalacja uzyskuje wysokie parametry jakościowe wody, zarówno wstępnie przygotowanej, jak i demineralizowanej, odpowiadające wymaganiom zasilania w wodę DEMI dla kotłów parowych o parametrach nadkrytycznych.
FOT. 7 Końcowe wymienniki jonitowe
Opisana instalacja została zaprojektowana i zrealizowana przez Veolia Water Technologies, zaliczającą się do czołówki światowych firm dostarczających systemy oczyszczania ścieków, uzdatniania wody i przeróbki osadów ściekowych. Veolia oferuje innowacyjne rozwiązania i usługi, dostosowane do potrzeb klientów. W Polsce firma zrealizowała m.in. instalację uzdatniania wody dla EC Zgierz, EC Elbląg, EC BYTOM, oczyszczalnię ścieków dla PCC Rokita, Anwil S.A., a w trakcie realizacji są oczyszczalnie ścieków z instalacji odsiarczania spalin dla Elektrowni Jaworzno, Rybnik, EC Gdańsk, EC Gdynia, EC Kraków, EC Wrocław i Orlen Płock oraz oczyszczalnia ścieków przemysłowo deszczowych dla Enea Wytwarzanie sp. z o.o. Elektrownia Kozienice. Fot. Veolia Water Technologies Sp. z o.o. Veolia Water Technologies Sp. z o.o. Warszawa, Puławska 2, tel. 22 568 83 00 Kraków, ul. Balicka 48, tel. 12 42 338 66 Tychy, ul. Metalowa 3, tel. 32 32 84 865 www.veoliawaterst.pl
16
ECiZ 6/2015
™
TEMAT NUMERU: Woda i ścieki
Coś więcej niż osad Produkcja i wykorzystanie biogazu z osadów ściekowych
prof. dr hab. inż. Krzysztof Barbusiński
Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki, Politechnika Śląska
Nowoczesne oczyszczalnie ścieków są skomplikowanymi obiektami inżynieryjno-technologicznymi, których funkcjonowanie nie ogranicza się do oczyszczania ścieków i unieszkodliwiania osadów ściekowych. Niektóre z tych obiektów stają się także producentami znacznych ilości ciepła i energii elektrycznej pozyskiwanych w procesach kogeneracji.
E
nergia ta może być wytwarzana dzięki produkcji i wykorzystaniu biogazu powstającego w procesie fermentacji osadów ściekowych, stanowiących produkt odpadowy z oczyszczania ścieków. Osady te poddawane są procesom unieszkodliwiania, aby zmniejszyć ich masę i objętość, oraz stabilizacji składu chemicznego, w celu znacznego zmniejszenia zawartości materii organicznej, a tym samym pozbawienia ich zdolności do szybkiego zagniwania. Ponadto
18
ECiZ 6/2015
stabilizacja osadów ściekowych polepsza ich zdolność do odwadniania oraz zmniejsza liczbę patogenów. W przypadku średnich i dużych oczyszczalni ścieków preferowanym sposobem stabilizacji osadów jest fermentacja metanowa w wydzielonych, zamkniętych komorach fermentacyjnych. Proces ten pozwala uzyskać wysoki stopień mineralizacji osadu i możliwość wykorzystania biogazu, powstającego w komorach fermentacyjnych, do produkcji ciepła i energii elektrycznej.