Угольная электростанция Матра в Венгрии — эффективность несмотря на возраст

Венгерская угольная электростанция Матра является образцом эффективности и воздействия на окружающую среду, несмотря на то, что построена она в 1960-е годы прошлого века. Непрерывные обновления и модернизации сохранили эту электростанцию в рабочем состоянии, а современная система удаления и обработки золы сохраняет остатки продуктов сгорания под контролем и позволяет использовать замкнутый цикл циркуляции воды для этих целей.

В отличие от некоторых своих соседей в Восточной Европе, Венгрия вырабатывает сравнительно мало электроэнергии из угля. Примерно 53% своих потребностей в электроэнергии страна получает от АЭС Пакш, а оставшуюся часть в основном из природного газа. Также Венгрия импортирует значительное количество электроэнергии из Словакии и Украины. Тем не менее, страна получает около 20% своего внутреннего потребления электроэнергии из угля, и почти все из этого от одной электростанции — ТЭС Матра с установленной мощностью 966 МВт, что находится в 90 километров к северо-востоку от Будапешта.

Венгрия не является крупным производителем угля, но тем не менее, она имеет некоторые его запасы, которые она эксплуатирует в течение многих десятилетий. Примерно 90% своего угля страна добывает из двух открытых карьеров в Висконте и Буккабрани, оба из которых принадлежат одной и той же компании, которой принадлежит и ТЭС Матра. Угольный разрез в Висконте находится рядом с электростанцией и поставляет свой уголь с помощью конвейерной ленты. Угольный разрез в Буккабрани находится на расстоянии около 50 км от ТЭС, и уголь с него на ТЭС Матра поставляется по железной дороге.

Строительство ТЭС Матра началось в 1965 году, примерно через год после того, как был открыт первый угольный разрез. Первый блок мощностью 100 МВт был введен в эксплуатацию в 1969 году, а к 1972 году электростанция имела пять энергоблоков в эксплуатации: два по 100 МВт и три по 200 МВт.

С того времени электростанция Матра установила впечатляющий рекорд непрерывного совершенствования. Электростанция подверглась серьезной модернизации и реконструкции в период с 1986 по 1992 год, когда паровые котлы и вспомогательное котельное оборудование для трех блоков 200 МВт были заменены, а также добавлены электрофильтры для улавливания выбросов твердых частиц. Турбины, генераторы, трансформаторы и системы управления также были модернизированы.

Несмотря на преклонный возраст электростанции, она остаётся одним из ключевых компонентов в национальной структуре электроснабжения Венгрии в 21-м веке. После того, как электростанция была приобретена компанией RWE в 1995 году, дополнительный этап обновлений и улучшений произошёл с 1998 года для дальнейшего улучшения эффективности, а также снижения выбросов в окружающую среду. Увлажняющие десульфофикаторы дымовых газов (ДДГ) были установлены для снижения выбросов SO2, а также другие модификации были осуществлены, чтобы увеличить мощность трех крупных блоков и продлить время их эксплуатации.

Система ДДГ использует решение, которое было уникально для своего времени. Будучи установленной внутри сухих градирен использовалась естественная тяга. Это обеспечило гораздо большую подъемную силу. Получаемый гипс из системы ДДГ используют для производства различных строительных изделий.

В 2007 году были установлены две газовые турбины по 33 МВт каждая для дальнейшего улучшения маневренности и эффективности. Кроме выработки электроэнергии, тепло от выхлопа турбин используется в экономайзерах высокого давления блоков 4 и 5.

На ТЭС Матра также начали использовать возобновляемые источники энергии для снижения выбросов углекислого газа. В котлах электростанции сжигается около 10% биомассы от основного топлива, с использованием отходов от соседнего биодизельного завода, который в свою очередь использует технологический пар с электростанции для своих нужд.

Совсем недавно на площадке ТЭС Матра была построена солнечная электростанция, которая в настоящее время является крупнейшей солнечной электростанцией Венгрии с мощностью 16 МВт. Она построена на месте бывшего и в настоящее время не используемого золоотвала.

Система удаления золы была еще одним из основных обновлений в 2000-е годы. Оригинальная система была основана на транспортировки летучей золы и шлака посредством воды в золоотвалы поблизости. При соотношении твердых веществ к воде от 1:6 до 1:8, система использовала огромное количество воды. Ежегодно электростанция требовала около 10 миллионов кубических метров воды, чтобы транспортировать 1,5 миллиона тонн золы. Багерная насосная также существенно увеличивала использование электроэнергии на собственные нужды и повышала эксплуатационные расходы.

Хуже того, после осушки золы и шлака на золоотвалах существовала серьезная проблема с пылью, что приводило к постоянным жалобам от жителей близлежащих деревень и ферм. Меры пылеподавления с использованием распыления воды не были успешными в достаточной степени, а лишь увеличивали расход воды.

В середине 1990-х годов было принято решение об изменении системы удаления золы и перейти к подходу, который позволит сократить как потребление воды, так и количество пыли на золоотвалах. Руководители электростанции решил перейти на систему «плотной золы» Circumix (DSS), которая поставлялась местной компанией Enexio (тогда GEA EGI).

В отличие от традиционной системы удаления золы, технология DSS опирается на пуццолановые реакции между компонентами летучей золы и воды. Взвесь образует в конечном итоге твердое, цементно-подобное вещество. Вода и зола смешивается в соотношении 1:1, что значительно снижает потребление воды.

Как и в случае с цементом, который используется для строительства, для DSS важно правильное смешивание и тщательный контроль соотношения воды-зола. При правильном смешивании суспензия имеет высокую гомогенность, что обеспечивает идеальные физические характеристики (высокую прочность и низкую гидравлическую проводимость) для окончательного затвердевшего продукта.

В системе Circumix смеситель принимает летучую золу и комбинирует ее с достаточным количеством воды в примерном соотношении 1:1. Вместо того, чтобы использовать механическое перемешивание, он опирается на гидродинамическое перемешивание внутри смесителя с использованием центробежных насосов. После смешивания плотная суспензия закачивается на золоотвал для захоронения. В дополнение к летучей золы, другие твердые остатки смешивают в суспензию, в том числе и зольный остаток, грубая золы из экономайзеров и воздухонагревателей, а также гипс после системы ДДГ.

Когда на ТЭС Матра решили перейти к DSS для транспортировки золы, это была всё еще новая технология, и регулирующие органы требовали ряд технико-экономических обоснований, чтобы гарантировать, что это будет работать эффективно, в том числе постройки небольшой экспериментальной системы для тестирования технологии в действии. Разрешение на эксплуатацию было дано в 1995 году. Новая система была установлена параллельно наряду с существующей системой удаления шлака и золы, чтобы свести к минимуму влияние на деятельность электростанции. Новый золоотвал для DSS также был построен на вершине старого осушенного золоотвала, а это означает, что новая плотная взвесь, когда затвердеет, будет служить в качестве жесткой крышкой старому золоотвалу.

В настоящее время на ТЭС Матра продолжают традицию совершенствования. В последний капитальный ремонт, который идёт в настоящее время и который проводят специалисты Alstom, планируется произвести реконструкцию и модернизацию паровых турбин для двух блоков по 200 МВт. Работа на 4-м энергоблоке должна быть завершена в этом году, а на энергоблоке номер 5 будет в начале 2017 года.