Technologie v provozech SU

Nejmodernější technologií v provozech Sokolovské uhelné je takzvaný hořákový generátor, označovaný jako VVKP. Tato zkratka zároveň naznačuje účel této unikátní technologie. Její plný název totiž zní Vedlejší využití kapalných produktů. Zjednodušeně řečeno, od roku 2009 vyrábí plyn pro nedalekou paroplynovou elektrárnu Vřesová.

Na první pohled zaujme už velikost technologie. Válcová nádoba reaktoru, stojící v těsném sousedství budovy Generátorovny ve Vřesové, totiž dosahuje výšky několikapatrového domu. V tomto případě ovšem ověnčeného spletí trubek a různých sítí.

Samotný princip reaktoru není nijak objevný. Zpracovává totiž kapalné látky vznikající coby vedlejší chemické produkty při tlakovém zplyňování uhlí. Především jde o hnědouhelný generátorový dehet, ale technicky je možné v generátoru využít jako vstupní surovinu jakoukoliv kapalnou látku s dostatečným množstvím uhlovodíků. I proto je v reaktoru využíván jako vedlejší surovina buď fenolový koncentrát nebo surový benzín.

"Hlavní i vedlejší suroviny jsou k samotné reakční nádrži přiváděny potrubními rozvody ze zhruba půl kilometru vzdáleného tankoviště do provozního zásobníku VVKP, odkud následně míří do vyrovnávacích nádrží před reaktorem. Jejich dávkování je řízeno čerpadly s frekvenčními měniči, která umožňují velmi přesnou regulaci," říká Jiří Kopecký, ranní mistr divize zpracování Sokolovské uhelné.

Reaktor s příslušnými vestavbami je pak samotným srdcem technologického procesu zplyňování. Jde o dvojitou tlakovou nádobu, kde vnitřní část slouží pro samotnou reakci, zatímco vnější k chlazení. A protože vnitřní plášť je vystaven náročným reakčním podmínkám, je ještě navíc chráněn vyzdívkou. Ta minimalizuje tepelné ztráty a zároveň chrání ocelový vnitřní plášť reaktoru před vysokými teplotami. Mezera mezi vnitřním pláštěm a tlakovým pláštěm je vyplněna napájecí vodou a spolu s parním bubnem tvoří parní systém s přirozenou cirkulací k odvedení zbytkového tepla prostupujícího vyzdívkou.

"Pokud jde o samotný výrobní proces v reaktoru, asi nejlépe by se dal přirovnat k reakci v kamnech, ke které dochází za špatného přívodu vzduchu. Zatímco u běžného topeniště je tento proces nežádoucí, ve VVKP je naopak cíleně vytvářen," popisuje provoz zařízení Kopecký. Pokud by totiž měl tento proces ideální přívod kyslíku, docházelo by k hoření přiváděných látek namísto jejich zplyňování. Výsledkem by bylo pouze teplo, oxid uhličitý a pára. Díky přesně řízenému procesu za sníženého přístupu vzduchu ale v tomto případě vzniká takzvaný energetický plyn.

"Princip jeho výroby je přitom relativně jednoduchý. V reaktoru je tlak zhruba 28 bar, a podle objemu látek je udržována rovnovážná teplota v rozmezí 1400 až 1500 stupňů Celsia. Jako reakční přísady slouží kyslík v přesně dávkovaném množství, a vodní pára," vysvětluje ranní mistr divize Zpracování. Jejich poměr je určován průběhem reakce. Ta začíná u takzvaného pilotního hořáku, který je provozován na zemní plyn a plní také bezpečnostní funkci coby ochrana hlavního hořáku. Zapaluje se jiskrou vysokého napětí a vlastní proces zplyňování udržují ještě další čtyři hořáky umístěné kolem. V reaktoru se nachází pyrometr, pomocí kterého probíhá kontrola výrobního procesu.

Po zapálení plamene je postupně zvyšován výkon pilotního hořáku a tlak v reaktoru, až podmínky dosáhnou potřebného provozního tlaku a teploty. Následně se začnou přivádět zplyňované látky - generátorový dehet jako hlavní surovina a sekundární surovina do centrálního hořáku, kde nastává vlastní proces zplyňování.

Vzhledem k vysokým teplotám, které v bezprostřední blízkosti vyústění hořáku přesahují i dva tisíce stupňů, musí být prováděno intenzivní chlazení těchto teplotně vysoce namáhaných konstrukčních dílů. Takže vedle pláště reaktoru musí být vodou chlazen i samotný hořák, odtok strusky i jeho další části.

"Výstupem je horký surový plyn, který přes těleso na odtok strusky opouští generátor a míří do chladící části reaktoru, quencheru, který tvoří s reaktorem jeden konstrukční celek. Zde je sprchován nástřikem vody, která plyn zchladí a nasytí parou, což umožňuje jeho praní a čištění. Jako první odchází částečky strusky, která je stržena do vodní lázně, kde teplotním šokem zesklovatí a zgranulovatí," dodává k technologii výroby Kopecký. Následně jsou během vypírky z plynu odstraněny i kysličník uhličitý a nežádoucí sirovodík a výsledkem se stává energetický plyn, který následně slouží jako hlavní surovina pro moderní paroplynovou elektrárnu v sousedství.

To, co vypadá v tomto popisu jednoduše, je ve skutečnosti špičkově regulovaný chemický proces. Jak plamen pilotního tak i plamen hlavního hořáku jsou trvale monitorovány, stejně jako tlak v nádobě, teplota, složení látek na vstupu i výstupu. Jen tak je výsledkem zplyňování dehtu, fenolového koncentrátu nebo surového benzínu požadovaný energoplyn. Tomu ostatně odpovídají i nároky na bezpečnost provozu a především na kvalifikaci a zkušenosti obsluhy generátoru.

Pokud jde o první oblast, ta znamená především několikanásobné jištění celého řídícího systému. Technologie generátoru je navíc osazena vysoce účinným inertizačním systémem na bázi suchého vysokotlakého dusíku, který zamezuje hrozbě vznícení surovin, plynu, nebo ohrožení systému kyslíkem. Provozem VVKP totiž hodinově prochází až patnáct tun generátorového dehtu a až tři tuny další suroviny, u kterých je nutné klást na bezpečnost maximální důraz.

I z tohoto důvodu jsou na obsluhu generátoru kladeny vysoké nároky pokud jde o jejich kvalifikaci i personální kvality. Celkově provoz této technologie zajišťuje v dvousměnném režimu 24 hodin denně 14 osob. Z toho 5 v profesi operátor, 9 v profesi pochůzkář. Zajímavostí je i fakt, že tým zajišťující provoz VVKP patří z hlediska věkové struktury mezi nejmladší v rámci Sokolovské uhelné.

VVKP