Ústecký kraj – Bílina
Hnědouhelná Elektrárna Ledvice s dvěma bloky s celkovým výkonem 770 MW využívá nejlepší dostupné technologie a patří k nejmodernějším energetickým zařízením svého druhu ve střední Evropě. Technicky mimořádně náročné stavební práce byly dokončeny za jeden rok. Nová kotelna vysoká 145 m je nejvyšší budovou i rozhlednou v ČR. Výhled z ní potvrzuje, že v oblasti došlo k podstatnému snížení emisí. Elektrárna je významným prvkem energetické soustavy ČR.
Elektrárna Ledvice na úpatí Krušných hor spaluje hnědé uhlí z dolů Bílina. Záměr stavby nového zdroje byl schválen v roce 2006, zkušební provoz zahájen v roce 2017. Po dostavbě nového zdroje se zde ročně spálí cca 3,6 milionů tun uhlí. Plánovaná výroba elektřiny pro výpočet ekonomického hodnocení byla předpokládána cca 4 215 GWh/rok. Nový zdroj se podílí 12 % na výrobě energie v uhelných elektrárnách a 5 % na celkové výrobě energie v ČR. Zabývá se i výrobou tepla, které dodává ve formě páry městům Bílina a Teplice a okolním průmyslovým podnikům. Instalovaný výkon pro dodávky tepla je 380 MWt. Celková roční dodávka tepla odběratelům je 1000 TJ.
Nový zdroj nejen vyrábí energii, ale stal se i cílem pro příznivce industriální turistiky a rozhleden. Kotelna má dvě podpůrné věže, takzvaná ledvická dvojčata vysoká 145 m. Na severní věži je prosklená rozhledna s možností vystoupit na ochoz ve výšce 140 metrů. Jedná se o nejvyšší rozhlednu i nejvyšší průmyslovou stavbu na území České republiky. Navštívit ji lze v rámci exkurze po předchozí prohlídce Informačního centra klasické energetiky, které je rovněž jediné svého druhu. Vzhledem k maximální kapacitě 40 návštěvníků za den je však nutné se předem objednat.
Elektrárna Ledvice původně měla pět výrobních bloků zprovozněných v letech 1966–1969. Po vzniku ČR byly postupně odstaveny první, druhý, třetí a pátý blok. Zásadní modernizace proběhla pouze u čtvrtého bloku. Původní bubnový granulační kotel byl nahrazen novým bubnovým kotlem s fluidním spalováním. V roce 2007 byla vyměněna i turbína pro vylepšení teplárenského odběru. V současné době je tedy v provozu čtvrtý blok o výkonu 110 MW a nový zdroj (blok č. 6) o výkonu 660 MW, zprovozněný v listopadu 2017.
Projektanti a zhotovitelé stavby se museli vyrovnat s náročným zakládáním stavby, s přísnými technickými požadavky na pevnost a stabilitu nového zdroje a v neposlední řadě s krátkou lhůtou výstavby. V rámci výstavby nového zdroje byly do provozu uvedeny také technologie pro zajištění provozu – chemická úpravna vody a zauhlování, skládka uhlí, čerpací stanice dešťových vod, regulační stanice plynu, nová administrativní budova.
„Náročné bylo již samotné založení stavby. Realizace byla unikátní množstvím železobetonových konstrukcí či pilot a velkým objemem zemních prací na jednom místě v relativně krátkém čase. Ve stavební jámě hluboké osm metrů se betonovala čtyři metry silná základová deska, na níž stojí kotelna a technologické zařízení strojovny nového zdroje. Desku drží více než 800 pilot, které přenášejí dynamická zatížení. Betonovaly se pod hladinou spodní vody ve vrstvách s vysokými přítoky. Stolice pro uložení turbosoustrojí má speciální lůžko, které tlumí vibrace turbogenerátoru na minimum.“
Životnost nového zdroje je 40 let, brutto účinnost je 47,7 %, účinnost kotle 91 %. Spotřeba uhlí i emise CO₂ na jednu kilowatthodinu se oproti původním blokům snížily o 26 %. Objem emisí SO₂ a NOₓ poklesl více než o polovinu. Odsířené spaliny se vypouštějí přes novou chladicí věž. Společná výroba elektřiny a tepla v jednom cyklu, tzv. kogenerace, snižuje spotřebu paliva na vyrobenou jednotku energie a tím šetří životní prostředí. Jako záložní zdroj tepla a zároveň podpůrný zdroj při najíždění nového bloku po odstávkách do provozu funguje nová plynová kotelna, kterou provozuje společnost ČEZ Teplárenská, a.s. Hlavním zdrojem vody pro elektrárnu je řeka Labe.
Třetí výškovou dominantou areálu je chladicí věž, která má tvar rotačního hyperboloidu o průměru přes sto metrů na základové spáře. Postavena byla z jednotlivých dílů ze speciální betonové směsi. Uvnitř věže jsou na železobetonové konstrukci rozmístěny rozvodné žlaby, rozstřikovací systém a blánový chladicí systém. Vysoká je 144,80 m, její průměr na patě měří 102,91 m a v koruně 71,23 m. Železobetonová konstrukce má u paty tloušťku 90 cm, postupně se zužuje do tloušťky 18 cm (až do výšky 92,23 m) a následně se znovu rozšiřuje až po korunu chladicí věže na 90 cm.
„Specialita chladicí věže tkví v tom, že provoz věže je řízen automaticky dle klimatických dat zjišťovaných na meteostanici. Řídicí systém sbírá meteorologická data v časovém intervalu 5 minut a provádí průměr za uplynulé dvě hodiny. Díky své konstrukci její spodek reaguje na klesající venkovní teplotu. Dochází tak k regulaci teploty uvnitř a nenastane podchlazení turbíny.“
Výběr lokality umístění nového zdroje v elektrárně Ledvice byl posuzován zejména z následujících hledisek:
Na základě posouzení výhod a nevýhod dle výše uvedených hledisek bylo vybráno nejvhodnější umístění nového zdroje ve stávající elektrárně Ledvice. Následně bylo vypracováno a předloženo k diskusi několik variant včetně dalších podvariant umístění NZ v lokalitě elektrárny Ledvice. V rámci rozsáhlé diskuse byly projednány výhody a nevýhody jednotlivých variant a pro další rozpracování byly vybrány 2 varianty s konkrétním umístěním v lokalitě.
Vzhledem k stávající zástavbě obě varianty představovaly menší či větší zásahy do likvidace a demolic některých stávajících objektů nebo jejich částí. Další postup přípravy stavby pokračoval vyhodnocením obou variant z 18 posuzovaných hledisek. Nejdůležitějšími hledisky byly základové podmínky, nároky na demolice a přeložky sítí, kompaktnost řešení NZ, vyvedení elektrického a tepelného výkonu a další technická omezení. Na základě výsledků posouzení byla jako nejvhodnější vybrána varianta s pracovním označením C. Podle této varianty bylo umístění NZ navrženo v prostoru stávající administrativní a částečně i provozní budovy, které bylo nutno demolovat a odstranit. Veřejné projednání posudku EIA a dokumentace proběhlo bez problémů a veškeré dotazy veřejnosti byly uspokojivě zodpovězeny.
Stavba hlavního výrobního bloku nového zdroje zahrnovala vybudování chladicí věže, kotelny, mezistrojovny, strojovny a dozorny – velína. V novém centrálním velínu byly soustředěny řídicí systém nového zdroje, řídicí systémy odsíření, chemie a rozvodny, dále také řídicí systém čtvrtého bloku.
Nový zdroj má 139 m vysoký věžovitý granulační kotel o rozměrech 88 × 82 m se jmenovitým výkonem 1286 MWt a množstvím přehřáté páry 1683 t/h. Jeho účinnost je při jmenovitém výkonu Pjm 91,23 %. Kondenzační turbína o výkonu 660 MW je čtyřtělesová.
Stavba je funkčně a konstrukčně rozdělena do několika celků, kterými jsou: základy a suterén, vrchní stavba a schodišťové věže. V kotelně jsou umístěna technologická zařízení související s přípravou paliva a jeho spalováním v kotli. Kotel spaluje práškové hnědé uhlí a ohřívá vodu (resp. páru), která se pak využívá k výrobě elektrické energie v turbosoustrojí ve strojovně.
Základy a suterén přenášejí zatížení z vrchní stavby do základové půdy. V podzemním podlaží jsou umístěné některé doplňkové provozy, např. systém odstruskování. Vrchní stavba kotelny je ocelová konstrukce, podřízená technologickým a funkčním požadavkům provozu. Sekundární konstrukce obepíná primární ocelovou konstrukci kotelny, kterou tvoří čtyři mohutné sloupy s osovou roztečí 30,5 × 30,5 m. Propojují je ocelové příčníky a diagonály. Hlavní ocelová konstrukce nese kotel, horní část spalinovodu a zavěšené části sekundární ocelové konstrukce. Sekundární ocelová konstrukce zajišťuje podporu pro technologické celky: uhelné bunkry, rozvody vzduchu, parní potrubí, dopravníky uhlí. Jsou tu také přístupové cesty pro obsluhu, kromě toho nese opláštění kotelny. Přístup na jednotlivá patra kotelny je ze sousedních železobetonových věží. V části jedné z nich je vzduchotechnický kanál, kterým se přivádí do kotle vzduch.
„Vzhledem k velkým rozměrům technologických celků vkládaných do konstrukce byl postup montáže ocelové konstrukce a technologie úzce spjat. Bylo třeba naplánovat ho tak, aby konstrukce v době vkládání dílů technologie měla již dostatečnou stabilitu, a zároveň aby některé dílce konstrukce nebránily uložení technologie. Z tohoto pohledu byla nejsložitější situace na zadní stěně, kde jsme ve výšce 55 metrů instalovali příhradové nosníky vysoké 4,5 m a těžké 30 tun. Pod nimi byl zavěšen distributor vzduchu o hmotnosti 50 tun. Poté jsme tu doplňovali nosníky plošin, které jsou podvěšené pod příhradovými nosníky.“
„Technicky nejzajímavější byla realizace dvou železobetonových věží pro nový kotel, které dosahují výšky 145 m a slouží jako komunikační jádro pro kotelnu. Jsou v nich výtahy, úniková schodiště a technologické kanály. Staly se nejvyšší železobetonovou stavbou ve střední Evropě. Na jedné z nich je vyhlídková plošina s výhledy na České středohoří, Krušné hory a celou uhelnou pánev. Stavba věží trvala necelé dva měsíce, probíhala metodou nepřetržité betonáže. Věže o půdorysu 13 × 13 m každý den vyrostly průměrně o dva a půl metru. Jsou odolné proti požáru – výtahy a schodiště slouží jako zásahové a únikové cesty. V technologických šachtách vedou hlavní trasy kabeláže, požárních rozvodů a vzduchotechniky. Za věžemi se pak ukotvila ocelová konstrukce nové kotelny, před věžemi strojovna s turbínou.“
Nový zdroj splňuje emisní limity pro velké zdroje:
„Stavba hlavního výrobního bloku nového zdroje elektrárny byla zahájena v lednu 2009, tedy již tři roky po schválení záměru. Přibližně 80 % objemu stavebních prací bylo dokončeno do ledna 2010, kdy začala montáž technologické časti díla. Vzhledem k velmi krátkému termínu probíhaly stavební práce 7 dní v týdnu 24 hodin denně, pracovalo zde dva tisíce zaměstnanců.“
„Nejobtížnější částí statického výpočtu bylo stanovení úrovně vynuceného kmitání za provozu, respektive navržení takových úprav základu, při kterých by kmitání zůstalo v předepsaných mezích a tvar konstrukce splňoval technologické požadavky.“