1.Uvod Kako je u današnjem svijetu potražnja za električnom energijom velika i iz dana u dan se povećava, davno prije ljudski um je napravio izume koji će koristiti velikoj eksploataciji električne energije, a to su bila postrojenja elektrana. Znamo da postoje različite vrste elektrana, no mi ćemo se u ovom seminaru doticati samo termoelektrana. Reći ćemo nešto općenito o termoelektranama, a potom ćemo opisati najpoznatije hrvatsko postrojenje, termoelektranu Plomin. Objasnit ćemo princip rada i mjere za zaštitu okoliša.
2. Termoelektrane Termoelektrane su postrojenja u kojima se pretvorba toplinske energije u mehanički rad koristi za proizvodnju električne energije. Pri tome se mogu koristiti fosilna goriva, nuklearna energija, energija Sunčeva zračenja, geotermička energija i toplinska energija mora. MeĎutim, najčešće se pod termoelektranama podrazumijevaju samo ona postrojenja u kojima se energija fosilnih goriva pretvara u električnu energiju. Više od 84% globalno instalirane snage električnih mreža krajem 20. stoljeća odnosi se na termoelektrane, a više od 95% električne energije proizvedene u termoelektranama odnosi se na parna postrojenja.
2.1. Vrste postrojenja 2.1.1. Plinsko turbinsko postrojenje
Plinsko-turbinsko postrojenje koristi dinamički pritisak od protoka plinova za direktno
upravljanje turbinom. Sam proces koji se dogaĎa u plinskoj turbini nije toliko različit od parne turbine. Naravno različit je medij koji ekspandira, postupak dobivanja radnog medija je takoĎer drugačiji, no sam proces koji se dogaĎa u turbini je vrlo sličan. Razlika je ta što je pad entalpije u plinskoj turbini mnogo manji te porast volumena veći. Ukoliko želimo povećati stupanj iskoristivosti moramo povećati temperaturu medija koji ulazi u turbinu.Tu se javlja pro blem hlaĎenja, pogotovo samih lopatica. Kako bismo ohladili lopatice koristimo komprimirani zrak iz kondenzatora. Naravno dovoĎenje zraka za hlaĎenje će smanjiti i snagu postrojenja. Današnji razvoj materijala nam je omogućio da i izborom materijal povećamo otpornost na temperaturu. Za izradu lopatica se danas koriste visoko legirani materijali na bazi
nikla koji uspješno podnose više temperature. Naravno bez obzira na ova dostignuća na području materijala moramo osigurati hlaĎenje lopatica.U plinskim elektranama se mehanička energija pretvara u električnu pomoću plinskih motora, koji se najčešće grade kao četverotaktni motori. Ove elektrane su obično u sustavu metalurgijskih postrojenja radi iskorištenja plinova iz visokih peći ili u sustavu koksara i postr ojenja za dobivanje plinova radi iskorištenja plinova koji nastaju pri dobivanju koksa, zatim za iskorištavanje zemnog plina itd. Ukoliko želimo povećati stupanj iskoristivosti moramo povećati temperaturu medija koji ulazi u turbinu.Svako plinsko-turbinsko postrojenje sastoji se od kompresora, komore za
izgaranje i plinske turbine. Princip rada : kompresor služi za stlačivanje zraka kojeg usisava iz okoliša te ga komprimira do nekog zadanog tlaka, komprimirani zrak dovodi se do komore izgaranja gdje se grije uslijed izgaranja goriva. Smjesa koja nastaje (zagrijani zrak i plinovi
izgaranja) ekspandiraju u plinskoj turbini gdje stvaraju moment koji se iskorištava u proizvodnji električne energije i pri radu kompresora.
2.1.2. Parno turbinsko postrojenje
turbinskog postrojenja: proizvedena para uz pomoć topline, dobivena izgaranjem goriva, odvodi se u turbinu gdje na razne načine ekspandira stvarajući moment koji pak služi za proizvodnu električne energije u generatoru. Koristi dinamički pritisak generatora trošenjem vodene pare za okretanje lopatica turbine. Najveći broj velikih Princip rada parnog -
termoelektrana je s parnim pogonom, kod kojih se uglavnom koriste parne turbine (oko 80 % električne energije je proizvedeno korištenjem parnih turbina) nepos redno spojene sa generatorom (turbo-generator). U ovim elektranama toplina dobivena sagorijevanjem goriva
predaje se vodenoj pari koja u parnim turbinama proizvodi mehaničku energiju, a koja se u generatoru pretvara u električnu energiju. Prema drugom zako nu termodinamike sva toplinska energija ne može biti pretvorena u mehaničku energiju, zato je toplina uvijek izgubljena u okolini. Ako je ovaj gubitak primijenjen kao korisna toplina, za industrijske procese ili grijanje okoline, parno postrojenje se odnos i na kogeneraciju parnog postrojenja. Klasično parno-turbinsko postrojenje zasniva se na Rankinovom procesu poznatom iz termodinamike. 2.1.3. Kombinirano postrojenje
Kombinirano postrojenje ima oboje: plinske turbine ložene prirodnim plinom, parni kotao te parnu turbinu koja koristi iscrpljeni plin iz plinske turbine kako bi se proizveo elektricitet, tj. to je ciklus koji se sastoji od plinsko-turbinskog i parno-turbinskog dijela. Glavne sastavnice su naravno plinska i parna turbina. Osnovna namjena ovakvih postrojenja
je da se iskoristi toplina nastala na izlazu iz plinske turbine. Pošto ispušni plinovi koji izlaze iz plinske turbine imaju izuzetno visoke temperature, oko 600 °C mogu se iskoristiti kao
sredstvo koje će grijati vodu i proizvoditi vodenu paru za parnu turbinu. Time povećavamo iskoristivost samog procesa pošto je toplina koju bi inače izgubili iskorištena za daljnju proizvodnju pare. Iskoristivost takvog postrojenja doseže i do 60%. U kombiniranom postrojenju kompresor komprimira zrak i šalje ga u komoru izgaranja gdje se istovremeno dovodi gorivo za izgaranje. Plinovi izgaranja vrlo visoke temperature vode se iz komore
izgaranja u plinsku turbinu, gdje ekspandiraju dajući koristan rad na vratilu spojenom na rotor plinske turbine. Vratilo pokre će generator električne struje i proizvodi električnu energiju koja se šalje u mrežu. Nakon ekspanzije, ispušni se plinovi iz plinske turbine vode u utilizator (generator pare na otpadnu toplinu). Jedna od vrlo dobrih karakteristika plinske turbine je ta
što je kod nje prisutan vrlo visok omjer zrak/gorivo budući se dodaje nekoliko puta više zraka zbog hlaĎenja lopatica plinske turbine. Zbog toga na izlazu iz plinske turbine ostaje još dosta neiskorištenog zraka te se taj višak zraka koristi za izgaranje do datnog goriva u utilizatoru. U utilizatoru se napojna voda zagrijava do isparavanja i pregrijava na zadane parametre.
Pregrijana para odlazi iz generatora pare u parnu turbinu gdje ekspandira i predaje mehanički rad generatoru električne struje. Nakon toga para, sada već niskih parametara, odlazi u kondenzator gdje kondenzira. Nakon kondenzacije, voda se napojnom pumpom vraća u utilizator na ponovno zagrijavanje. Već je napomenuto da ovim principom povećavamo iskoristivost čitavog procesa. Razlog pronalazim o u osnovama termodinamike. Temelje možemo vidjeti u temeljnom Carnotovom procesu (izentropsko -izotermnom). Princip je
sljedeći: ukoliko su temperaturne razlike manje, manji je i prijenos topline. Dakle nama je od izuzetne važnosti da je ta razlika temperatura „ spremnika“ što veća. Naravno idealni slučaj bi bio ukoliko bi temperatura radne tvari kod dovoĎenja topline bila jednaka temperaturi ogrjevnog spremnika, a temperatura radne tvari kod odvoĎenja postane jednaka temperaturi rashladnog spremnika. Tada govorimo o idealnom Carnotovom procesu. Znamo da kod Carnotovog procesa iskoristivost ovisi samo o temperaturi, odnosno temperaturi toplinskih
spremnika te se nikakvim drugim varijablama ta iskoristivost ne može promijeniti. 2.2. Dijelovi termoenergetskog postrojenja 2.2.1. Kompresori
Kompresori služe kod plinsko -turbinskih postrojenja, mlaznim motorima i sl. Kompresori mogu biti radijalni ili aksijalni. Kod aksijalnih strujanje zraka vrši se u smjeru vratila, dok kod radijalnih kompresora imamo radijalno strujanje na rotorsko kolo. Radijalni
kompresori lakši su i mnogo efikasniji nego aksijalni kompresori za manje kompresijske omjere. Kod većih postrojenja koriste se aksijalni kompresori obzirom da su efikasniji (za veće kompresijske omjere). Isto tako u zrakoplovstvu se koriste aksijalni kompresori zbog viših kompresijskih omjera. Kompresor za rad koristi energiju nastalu zbog rada turbine obzirom da su turbina i kompresor najčešće na istom vratilu. Komprimirani zrak s plinovima izgaranja tvori radni medij koji ekspandira kasnije u turbini. 2.2.2. Komora izgaranja
Komora izgaranja sastoji se od dva cilindra. U prvom se odvija izgaranje prilikom
čega se razvijaju visoke temperature te se tako štiti vanjski cilindar od djelovanja zračenja topline. Cilindri su meĎusobno povezani te se izmeĎu njih odvija prostrujavanje zraka. Za izgaranje se dovodi 3- 6 puta više zraka od teoretski potrebnog zbog sniženja maksimalnih temperatura. Komore izgaranja trebaju osigurati: stabilno izgaranje u širokim granicama opterećenja, jednoličnu raspodjelu temperatura dimnih plinova na izlazu iz komore izgaranja, da gubitak tlaka u komori izgaranja bude što manji. U klasičnom plinsko -turbinskom postrojenju možemo imati više komora izgaranja koje se slažu uzdužno, po obodu. Takvo slaganje koristimo kao bismo smanjili dimenzije. 2.2.3. Kondenzator
Kondenzator je klasični izmjenjivač topline koji „vraća“ paru natrag u tekuće stanje, nakon što ekspandira u turbini. Kondenzat se pumpama vraća natrag u proces. Tlak u klasičnom kondenzat oru je izuzetno mali (podtlak – oko 0,045 bara). Pošto je kondenzator izmjenjivač topline potrebno je osigurati i medij kojem će se ta topline predati kako bi se para ohladila do temperature kondenzata. Upravo zbog toga su termoelektrane smještene na rijek ama, moru..., kako bi se osigurao medij koji će preuzimati svu tu toplini. Naravno postoji
mogućnost da termoelektrana radi dvofazno, odnosno kao i toplana. Tada se ta para može odvoditi vrelovodima i služiti kao grijanje. 2.2.4. Generator
Za generator pa re mogli bismo reći
da čini središnji dio svake termoelektrane. Ukratko generator pare, što mu i samo ime kaže, služi za proizvodnju pare s odreĎenim parametrima (temperature i tlaka) koja će se kasnije u turbini iskoristiti za proizvodnju električne energije.
3. Termoelektrana Plomin Termoelektrana Plomin je termoelektrana pored Plomina.
Sastoji se od TE Plomin 1 (sagraĎene 1969.) i TE Plomin 2 (sagraĎene 2000.). To je kondenzacijska termoelektrana s dva bloka, te svaki ima kotao i po jednu parnu turbinu. Pogonsko gorivo je ugljen. Ukupna snaga termoelektrane iznosi oko 330 MW, te prema podacima iz 2007. proizvodi 2 187 GWh struje (Plomin 1 786, a Plomin 2 1401).
Sa visinom od 340 metara, dimnjak TE Plomin 2 je najviša graĎevina u Hrvatskoj. 3.1. Termoelektrana Plomin 1 Blok TE Plomin 1, sa snagom od 120 MW, u pogonu je od 1969. Generator pare Bloka 1 je jednocijevni kotao Sulzer, s prisilnim protokom maksimalnoga trajnoga kapaciteta od 385 tona/h pregrijane pare (135 bar i 535 ºC), sa 16 plamenika u 4 razine. Parna turbina
tipa TK 120, sa snagom od 125 MW, izraĎena je po engleskoj licenci, akcijska je, s trima odvojenim kućištima i meĎupregrijanjem, te sa 6 nereguliranih oduzimanja. Turbogenerator proizvoĎača Dolmel, nazivne snage od 150 MVA, fak tora snage od 0,8 i napona od 13,8 kV, izravno je spojen na blok-transformator od 13,8/121 kV. Rasklopno postrojenje od 110 kV
ima 4 vodna, 1 generatorsko, spojno i mjerno polje, te polje opće potrošnje. Radi mogućnosti rada s niskosumpornim uvoznim ugljen om, novi elektrofilter izgraĎen je 1998. U sklopu revitalizacije bloka zamijenjen je cijevni sustav, a 2003. rekonstruiran sustav voĎenja Blo ka 1 sa Siemens-Teleperm XP.
TE Plomin 1 će izaći iz pogona do 2018. ili će biti limitiran rad. 3.1.1. Radioaktivna šljaka iz TE Plomin 1
Do početka 1990-tih godina koristio se domaći ugljen (antracit iz Istre, lignit i smeĎi ugljen s Dinarida) s visokim postotkom sumpora (10 % do 14 % ) i prirodnom radioaktivnosti
, tako da je nastala radioaktivna šljaka, kao posljedica povišene radioaktivnosti raškoga
ugljena. Uz termoelektranu na površini od 120 000 m2, ima oko milijun tona šljake i pepela. Dolazilo je do rasipanja i raspršivanja pepela i šljake vjetrom i oborinama. 1990-tih počelo je prekrivanje dijelova odlagališta zemljom (oko 60 cm zemlje i više). Krajem 1990-ih počela je sanacija, nanošenje zaštitne folije ispod i iznad otpadne šljake i pepela, od prekrivanja zemljom i sustavne izgradnje rubnih kanala i kolektora za odvod oborinskih voda. Utjecaj te hnološki povišene prirodne radioaktivnosti na odlagalištu pepela i
šljake sveden je na vrijednost prirodne radioaktivnosti u tlima. U ugljenima koji se danas rabe u termoelektrani, sav je otpad prikladan za uporabu u graditeljstvu i cementnoj industriji.
3.2. Termoelektrana Plomin 2 Odluka o izgradnji TE Plomin 2, snage 210 MW, donesena je 1984., a u srpnju 1985.
potpisan je ugovor sa zajednicom domaćih izvoĎača INGRA, te su radovi ubrzo započeli. 1986. donesena je odluka o izgradnji postrojenja za odsumporavanje. Radovi se nisu odvijali
planiranim tempom, pa je Vlada Republike Hrvatske 1992. zadužila Hrvatsku elektroprivredu (HEP) da dovrši izgradnju TE Plomin 2. HEP i RWE Energie iz Essena osnovali su 1996. TE Plomin d. o. o., zajedničko mješovito društvo za završetak gradnje i eksploataciju TE Plomin 2, koju su i dovršili 1999. Osnovu Bloka 2 čine jednocijevni protočni kotao s prisilnom cirkulacijom tipa Sulzer, kapaciteta od 670 tona/h pregrijane pare (147,4 bara i 535 ºC), s 24 plamenika u 6 ravnina, te kondenzacijska turbina, s meĎupregrijanjem, proizvedena u Tvornici parnih turbina – ABB
Karlovac. Turbina je dvokućišna, s kombiniranim visokotlačnim i srednjotlačnim kućištem, te dvoizlaznim niskotlačnim kućištem, sa sedam nereguliranih oduzimanja. Tur bogenerator proizvodnje Končar trofazni je dvopolni, hlaĎen vodikom, sinkroni, nazivne snage od 247 MVA, faktora snage od 0,85 i napona od 13,8 kV. Proizvedena se energija preko bloktransformatora od 13,8/240 kV predaje u 220 kV mrežu. Veza s elektroenerg etskim sustavom Hrvatske ostvarena je rasklopnim postrojenjem od 220/110 kV.
IzgraĎeno je postrojenje za odsumporavanje, koje tzv. mokrim postupkom ispire dimni plin suspenzijom vapnenca radi uklanjanja SO2, SO3, HCl i HF, uz stvaranje gipsa CaSO4. Postrojenje za pročišćavanje otpadnih tehnoloških voda, s kapacitetom od 50 m3/h zajedničko
je za oba bloka. TE Plomin 2 sinkronizirana je prvi put na mrežu 14. rujna 1999., a 2. prosinca 1999. svečano je puštena u rad. Komercijalna proizvodnja započela je 21. svibnja 2000. Jedina je termoelektrana na ugljen u Hrvatskoj. 3.2.1. Kotlovsko postrojenje
Kotlovsko postrojenje sastoji se od generatora pare i raznih pomoćnih sustava, koji se nalaze na njemu ili oko njega, a služe za odvijanje procesa proizvodnje pare. ProizvoĎač postrojenja generatora pare je Đuro Đaković Holding d.d. iz Slavonskog Broda, po licence Sulzer. Kao osnovno gorivo upotrebljava se ugljena prašina. Ugljen se s deponija doprema pomoću tračnih transportera do šest armirano-betonskih bunkera, smje štenih izmeĎu
strojarnice i kotlovnice. Iz bunkera se ugljen kontinuirano odvodi na mlinove, gdje se melje i
suši. Pomoću transportnog zraka, ugljena se prašina uvodi preko sapnica u ložište. Za potpalu i podršku loženju ugljenom, upotrebljava se ekstralako lož ulje. Kod izvedbe ložišta, primjenjene su posebne mjere za snižavanje emisije dušikovih oksida NOx, kojima se postižu vrijednosti NOx znatno ispod propisane granične vrijednosti. Vrući plinovi izgaranja struje prema vrhu kotla i predaju toplinu isparivačkom sustavu, sustavu pregrijača pare, ekonomajzeru i predgrijaču zraka. U daljnjem toku slijedi njihovo pročišćavanje od nesagorivih sastojaka i pepela u elektrostatskom otprašivaču, te sniženje sadržaja sumporovog dioksida, u postrojenju za odsumporav anje. Na kraju se dimni plinovi ispuštaju u atmosferu kroz dimnjak visok 340 m. Tlačni sustav voda- para sastoji se od isparivačkog sustava s odvajanjem vlage, ekonomajzera, pregrijača pregrijane pare i meĎupregrijača. S obzirom na cirkulaciju vode i pare, generator je protočni, tipa Sulzer. Karakteristika je ovog tipa da sva napojna voda, koja struji kroz napojnu glavu, ispari tijekom jednog prolaza u spiralnom isparivaču. Napojna voda se dobavlja pomoću tri napojne pumpe pogonjene asinkronim motorima snage 4 100 kW (dvije su potrebne za nazivnu snagu, dok je treća rezervna). Sirova voda, dobavljena iz lokalnog izvora Bubić jama, obraĎuje se u postrojenjima kemijske pripreme vode u demi vodu. Kapaciteti proizvodnje demi vode su za TE Plomin 2 – 2 x 25 tona/h, a za TE Plomin 1 – 2 x 20 tona/h. 3.2.2. Osnovni tehnički podaci kotla
Proizvodnja pregrijane pare: 670 tona/h Tlak pregrijane pare: 14,8 MPa = 147,4 bara Temperatura pregrijane pare: 535 ºC
Potrošnja ugljena Hd = 24 MJ/kg 80 tona/h Stupanj iskorišten ja generatora pare: 92,9% 3.2.3. Turbinsko postrojenje
Parna turbina je kondenzacijskog tipa s dva kućišta, proizvodnje Tvornice parnih turbina ABB iz Karlovca. U jednom kućištu se nalazi visoki i srednji tlak. Niskotlačno kućište je dvostrujno s neposrednim ispuhom u kondenzator. Turbina ima sedam stupnjeva
nereguliranih oduzimanja pare za zagrijavanje napojne vode i predgrijač zraka kotlovskog postrojenja. Pregrijana para ulazi u turbinu kroz siguronosne i regulacijske ventile i prolazi kroz skupinu visokotlačnih stupnjeva. Iz visokotlačnog dijela turbine, para odlazi u meĎupregrijač.
Nakon dogrijavanja, para kroz odgovarajuće siguronosne i regulacijske ventile, ulazi u srednjetlačni dio turbine, gdje prolazi kroz skupinu stupnjeva srednjeg tlaka. Nakon ispuha iz
srednjeg tlaka, para struji u niskotlačno dvostrujno kućište. Ispušna para ukapljuje se u površinskom kondenzatoru, a kondenzat se pomoću crpki kondenzatora vraća u toplinski ciklus. Kondenzator se hladi morskom vodom. Pumpna stanica rashladne morske vode nalazi se u Plominskom zaljevu i udaljena je oko 2,5 km od termoelektrane. Pumpe usisavaju vodu s dubine od 25 m, te je ubacuju u otvoreni betonski kanal, koji prirodnim padom vodi do filtarske stanice, smještene u neposrednoj blizini elektrane . Od filtarske stanice do elektrane
voda teče zatvorenim cjevovodom. 3.2.4. Osnovni tehnički podaci parne turbine
Nazivna snaga turbine (mjereno na stezaljkama generatora): 210 MW
Vlastita potrošnja bloka: 18,8 MW Neto stupanj iskorištenja bloka: ˃ 37% Tlak u kondenzatoru: 4,6 kPa Protok rashladne morske vode: 8,4 m3/s 3.2.5. Sustav dopreme ugljena
Ugljen se u Plominski zaljev doprema brodom tipa Panamax od 60 000 tona, gdje se
nalazi pristanište duljine 210 m. Iskrcavanje ugljena obavlja se pomoću zatvorenog pužnog brodoiskrcivača, koji se duž pristaništa kreće po tračnicama. Ugljen iz brodoiskrcivača dolazi na gumeni pristanišni transporter, koji ga prevozi do presipnog tornja, gdje se nalaze tračna vaga i magnetski separator. Od presipnog tornja do de ponija, ugljen se prevozi pomoću tzv. „cijevnog“ transportera. Odlaganje na deponij, kao i uzimanje ugljena za daljnji prijevoz do bunkera kotlovskog postrojenja, obavlja se pomoću kombiniranog odlagača/uzimača, koji se kreće po tračnicama uzduž deponija. 3.2.6. Zaštita okoliša
Za zaštitu od štetnih utjecaja rada termoelektrane na okoliš, provedena su odgovarajuća tehnička rješenja, koja osiguravaju svoĎenje tih utjecaja u granice propisane zakonskim normama: U sustavu dopreme ugljena, pretovar se obavlja zatvorenim
brodoiskrcivačem, prijevoz ugljena zatvorenim transportnim trakama, a odlaganje na deponij uz istodobno vlaženje. Kruti, neizgoreni ostaci goriva zbrinjavaju se bez odlaganja na tlo. Leteći pepeo koji se odvaja u elektrofiltru, šljaka iz kotla i gips iz postrojenja za odsumporavanje, odlažu se u posebne spremnike, iz kojih se predaju obližnjoj cementnoj industriji (Holcim Hrvatska)
Pročišćavanje dimnih plinova i otpadnih tehnoločkih voda obavlja se u posebnim postrojenjima.
Za praćenje utjecaja termoelektrane na onečišćenje zraka postavljeni su sustavi emisijskih mjerenja na samom ulazu u dimnjak, kao i sustavi imisijskih mjerenja, postavljenih
na pet mjernih stanica, na odgovarajućim mjestima, oko elektrane. Mjerni se podaci neprestano mjere i šalju u sustave zajedničkog nadzora termoelektrane, kao i vanjskih institucija, koje su zadužene ili zainteresirane za praćenje čistoće zraka. 3.2.7. Pročišćavanje dimnih plinova
Dimni se plinovi prije puštanja u atmosferu moraju pročistiti u skladu s ekološkim standardima. Iz tog razloga dimni plinovi prije ulaska u dimnjak prolaze kroz elektrostatski filtar i postrojenje za odsumporavanje. U elektrostatskom odvajaču čestica, plin ovi se
oslobaĎaju od nesagorivih sastojaka i pepela tako da na izlazu nemaju više od 100 mg/m3 pepela. Pri sagorijevanju ugljena od 1900 tona/dan, s udjelom od približno 13% pepela, nastaje 245 tona ukupnog pepela. Od toga se oko 90% izdvaja kao leteša prašina u elektrofiltru s efikasnošću od 99,8%, a ostalih 10% čini pepeo iz kotla (šljaka). U postrojenju za odsumporavanje dimni se plinovi čiste od prekomjernog sadržaja sumporovog dioksida SO2. Postupak odsumporavanja temelji se na mokrom postupku apsorpci je, koji upotrebljava mljeveni vapnenac. Kao konačni proizvod dobiva se gips, koji
služi u cementnoj i graĎevinskoj industriji. Postrojenje je konstruirano tako da može pročistiti dimne plinove od 700 do 3300 mg/m3 SO2 (odnosno ugljen s 0,3 do 1,4% sumpora).
U TE Plomin 1 i TE Plomin 2 ne primjenjuje se mjere za smanjenje emisija dušikovih oksida NOx. HEP tvrdi da ulaganja u opremu za smanjenje emisija postojećih postrojenja nije ekonomski isplativo. U TE Plomin 2 treba provesti ugradnju DeNOx postrojenja u svrhu
ispunjenja graničnih vrijednosti emisija dušikovih oksida. Sva termoenergetska postrojenja se moraju uskladiti s graničnim vrijednostima emisija onečišćujućih tvari u zrak do isteka prijelaznog perioda (31. prosinca 2017.). U suprotnom, nakon isteka navedenog roka, slijedi zabrana rada proizvodnih jedinica.
Tehnologija izdvajanja ugljikovog dioksida CO2 iz dimnih plinova nije još razvijena do komercijalne primjene. 3.2.8. Mjerenja ozona
Mjerenja ozona pokazuju prekoračenja dozvoljenih, a ponekad tolerantnih vrijednosti, te je kakvoća zraka na ovom području s obzirom na ozon bila II. kategorije (2003. – 2005.), odnosno III. kategorije (2006. i 2007.).
Posljednjih desetljeća ozon pri tlu n astaje fotokemijskim reakcijama u urbanoj atmosferi bogatoj dušikovim oksidima NO i NO2 (koji se najčešće kraće označavaju s NOx). NOx, koji su posebno aktivni u atmosferskom ciklusu ozona, u atmosferu dospijevaju u većim
količinama kao posljedica ljudskih aktivnosti (naročito prometa). Stoga se u velikim gradovima s gustim prometom, koji obiluju Sunčevim zračenjem, a nalaze se u toplim i suhim klimama (poput npr. Rima, Tokija, Atene i Los Angelesa), javlja onečišćenje zraka poznato pod nazivom fotokemijski smog. U tako onečišćenoj atmosferi uz O3 i NOx nalaze se i organski
nitrati,
poput
PAN-a
(peroksiacetil
nitrat
CH3C(O)OONO2),
oksidirani
ugljikovodici i tzv. fotokemijski aerosol, a nad gradom se zbog velike količine aerosola može vidjeti žućkasto-smeĎi oblak, koji je zbog svog čestog pojavljivanja nad Atenom dobio ime nefos (od grčke riječi νεφοσ, što znači oblak). Trajanje troposferskog ozona je otprilike 22 dana. Uglavnom se na kraju taloži na tlo, u obliku hidroksilnih (OH) spojeva ili peroksilnih radikala (HO2). Postoje snažni dokazi da povećana koncentracija ozona na tlu dovodi do smanjenih prinosa u poljoprivredi, jer ozon utječe na procese fotosinteze i uspor ava cjelokupan rast biljaka.
U manjim količinama ozon iritira očnu sluznicu, grlo, nos i dišne puteve, dok u velikim koncentracijama može biti smrtonosan. Ozon izaziva velike poteškoće za one bolesnike sa astmom, bronhi tisom i sa srčanim smetnjama. Dugo izlaganje ozonu povećava rizik smrtnosti zbog bolesti dišnih puteva. Jedna studija u SAD, na 450 000 ljudi, pokazala je snažnu povezanost izmeĎu razine ozona i bolesti dišnih puteva, u trajanju od 18 godina.[8] [9] Studija je zaključila da ljudi koji žive u gradovima, sa visokim koncentracijama ozona, imaju 30 % povećani rizik smrtnosti od bolesti dišnih puteva. Prema Američkoj agenciji za zaštitu okoliša ili EPA (engl. United States Environmental Protection Agency), ozon sa koncentracijom 0,004 % ili više, može štetno djelova ti na osjetljive ljude. U Europskoj uniji propisi (Directive 2008/50/EC) dozvoljavaju najveću koncentraciju ozona od 0,006 %, ali se još ne zna kada će stupiti na snagu. Svjetska zdravstvena organizacija preporučuje najveću koncentraciju ozona od 0,0051 %. 3.2.9. Obrada o tpadnih tehnoloških voda
Otpadne se tehnološke vode pr ije obrade slijevaju u prihvatni bazen obujma 1200 m3. Posebno se pročišćavaju vode nastale odsoljavanjem kotla, odšljakivača i kaljužnih jama strojarnice, a posebno vode nastale odsumporavanjem. Dio pročišćenih voda ponovo se iskorištava u elektrani, a preostali dio se ispušta u more. Ta se voda, zagrijana za oko 8 ºC vraća natrag u potok Boljunčicu i s njim u more. 3.2.10. Gorivo
Gorivo je za rad obaju blokova (Plomin 1 i Plomin 2) je uvozni kameni ugljen, ogrjevne vrijednosti od 24 do 29,3 MJ/kg, sa sa držajem sumpora od 0,3 do1,4 %, a zamjena je
za ugljen iz Raških ugljenokopa, za koji su prvotno bila projektirana oba bloka. Ugljen se nabavlja na svjetskom tržištu i dovozi brodovima tipa Panamax, nosivosti od oko 70 000 tona, do novoga pristaništa dulji ne 210 m, gdje se iskrcava i sustavom zatvorenih tracnih transportera doprema do otvorenoga deponija, kapaciteta 220 000 tona. Prvi brod, koji je
uplovio u novo pristanište 8. listopada 1999. bio je North Prince. Za proizvodnju pare
upotrebljava se sirova voda s izvora Bubić jame, koja se demineralizira, a kao rashladna voda za potrebe obaju blokova je morska voda.
3.3. Termoelektrana Plomin 3 TE Plomin 3 ili TE Plomin C-500 (HEP) se planira izgraditi do 2018. Zahvat podrazumijeva rekonstrukciju TE Plomin – zamjenu postojeće TE Plomin 1 u cilju
modernizacije i povećanja kapaciteta. Svrha poduzimanja predmetnog zahvata je izgradnja dugoročno sigurnog i stabilnog izvora električne energije. Zamjenski blok TE Plomin 3 imat će snagu 500 MW na generatoru, umjesto postojećih 125 MW na generatoru. Ovom rekonstrukcijom će umjesto današnjih 335 MW instalirane snage na lokaciji biti 710 MW. Ulazak u pogon TE Plomin 3 planiran je po izlasku iz pogona TEP 1. Nositelj zahvata je Hrvatska elektroprivreda d.d. (HEP d.d.).
Potrošnja električne energije u Hrvatskoj povećava se s prosječnom godišnjom stopom rasta 1,7% (2004.do 2009.), a uvoz iznosi 22- 35%. Do 2020. iz pogona će izaći dio elektrana hrvatskog elektroenergetskog sustava koje su na kraju životnog vijeka, dok će n eke zbog prilagoĎavanja propisima Europske unije o emisijama biti potrebno staviti izvan pogona prije nego što je to planirano ili ekonomski opravdano. TE Plomin 3 predviĎen je po konceptu suvremenih termoelektrana čiste tehnologije na ugljen s ciljem da s e radom bloka C (te izlazom iz rada TE Plomin 1) poboljša stanje s gledišta utjecaja na okoliš po nizu aspekata. Primjenom suvremene tehnologije super kritičnih parametara pare, termoelektrana postiže stupanj iskorištenja 45%, što je znatno više od današnjih klasičnih elektrana, koje imaju stupanj pretvorbe od 32% do 37%. Budući da je novi blok TE Plomin 3 veće snage od TE Plomin 1, koji zamjenjuje, doći će nakon puštanja u rad bloka TE Plomin 3 do povećanja emisije ugljikovog dioksida sa sadašnjih oko dva milijuna tona godišnje (blokovi 1 i 2) na oko četiri milijuna tona godišnje (blokovi 2 i 3). Za usporedbu, da bi zadovoljila uvjete iz Protokola iz Kyota emisija
stakleničkih plinova smjela bi u 2015. u Hrvatskoj iznositi oko 35 milijuna tona godišnje. U slučaju implementiranja u termoelektrani Plomin aktivnog sustava za smanjenje emisije ugljikovog dioksida, emisija će se bitno smanjiti vjerojatno na iznos manji od milijun tona godišnje. Pri pretpostavljenih 7600 sati pogona na snazi 500 MW koristi će se 1,1 milijun tona ugljena godišnje uz 35 000 tona vapnenaca za odsumporavanje. Što se tiče plinova i čestica koje odlaze u zrak, bit će tu godišnje oko 1 200 tona sumpornog dioksida, 800 tona dušičnih oksida, 100 tona čestica, 300 tona ugljikovog monoksida, 2,6 milijuna tona ugljikovog dioksida, 80 m3 tehnoloških voda na sat, 44 m3 sanitarnih otpadnih voda na dan, 12 700 tona šljake, 114 000 tona pepela i 62 000 tona gipsa, uz 2 500 tona godišnje filtarskog krutog ostatka. No, izraĎivači studije utjecaja na okoliš tvrde da će novi blok TE Plomin 3, iako je točno četiri puta veće snage od jedinice koja se gasi, iz dimnjaka ispuštati za dvije trećine manje sumpornog dioksida, upola manje dušičnih oksida i 20 -ak posto manje čestica od jedinice.
3.3.1. Osnovni t ehnički podaci kotla
Tlak pregrijane pare: 300 bara Temperatura pregrijane pare: 600 ºC
Potrošnja ugljena Hd = 26,3 MJ/kg; 39,7 kg/s Proizvodnja električne energije na pragu elektrane pri 7600 sati pogona: 3608 GWh/god 3.3.2. Glavni i pomoćni objekti
Kao mikrolokacija glavnih i pomoćnih objekata TE Plomin 3 odabrana je sjeverna polovica današnjeg odlagališta ugljena. Glavni pogonski objekti TE Plomin 3 su: kotao superkritičnog stanja pregrijane pare (300 bar, 600 °C) s jednim meĎupregrijanjem, jedna visokotlačan (VT) i jedna niskotlačna turbina (ST), jedan sinkroni generator, te dvije dvostrujne niskotlačne turbine (NT) i 7 regenerativnih zagrijača. Vlastita potrošnja TE Plomin 3 procijenjena je na 25 MWe. Neto snaga bloka (snaga na pragu elektrane) iznosi 475 MWe
što uz 1044 MJ/s topline unesene gorivom daje neto stupanj iskorištenja od 45%. 3.3.3. Zaštita okoliša
Za zaštitu od štetnih utjecaja rada termoelektrane TE Plomin 3 na okoliš, planiraju se odgovarajuća tehnička rješenja, koja osiguravaju svoĎenje tih utjecaja u granice propisane zakonskim normama. 3.3.4. Smanjenje emisije dušičnih oksida NOx
Odabrane su primarne mjere u ložištu: gorači s niskim NOx i stupnjevito dovoĎenje zraka kojima se postiže redukcija emisije NOx do 400 mg/Nm3, te selektivna katalitička redukcija ili SKR. SKR sustav imat će stupanj izdvajanja NOx 80%, a reagens je amonijak. Zbog sigurnosnih razloga izabrana je varijanta njegovog dobivanja procesom hidrolize
vodene otopine uree. Polazna tvar bit će urea u krutom stanju koja će se dopremati cisternama i direktno otapati u spremniku za otapanje do 32%-tne vodene otopine. Alternativa ovakvom
rješenju je sustav sa amonijačnom vodom kao reagensom, koji se planira ugraditi i u TE Plomin 2. 3.3.5. Smanjenje emisija čestica
IzmeĎu dvaju alternativnih rješenja: vrećastih filtara i elektrofiltara, za uklanjanje čestica iz dimnih plinova TEP C (TE Plomin 3) izabran je elektrofiltar. U kombinaciji s pojačanim sprejem u postrojenju za odsumporavanje, elektrofiltri postižu emisije čestica koje su na dovoljno niskim razinama, jednostavniji su za održavanje i preporučeni NRT -om.
Ukupni stupanj odvajanja čestica elektrofiltra s odvajanjem čestica u postrojenju za odsumporavanjem bit će veći od 99,9%. 3.3.6. Smanjenje emisija sumporovog dioksida SO2
Odabran je mokri postupak odsumporavanja dimnih plinova s vodenom suspenzijom
vapnenca, tehnološki istovjetan sustavu, kakav ima TE Plomin 2. Ovo tehnološko rješenje karakterizira visoka pouzdanost pogona, te visoki stupanj izdvajanja SO2 za različite uvjete pogona i karakteristike ugljena. To je danas najzastupljenija tehnologija odsumporavanja na
termoelektranama. Konačni produkt je gips koji se koristi u graĎevinarstvu, pa je količina otpada za odlaganje relativno mala. U apsorberu postrojenja za odsumporavanje dolazi takoĎer i do ispiranja sitnih čestica, teških metala, HCl -a, HF-a i drugih spojeva. Proces se zasniva na reakcijama SO2 iz dimnih plinova s vapnencem, CaCO3 iz suspenzije uz djelovanje kisika iz zraka pri čemu nastaje CaSO4 (gips). Stupanj odsumporavanja FGD
postrojenja TE Plomin 3 će biti ≥ 95%. 3.3.7. Silosi ugljena
Za potrebe TE Plomin 2 i TE Plomin 3, predviĎena je zamjena otvorenog odlagališta zatvorenim spremištem, silosima za ugljen. PredviĎena su četiri silosa, svak i kapaciteta do 100 000 tona. 3.3.8. Sustav rashladne vode
Analizom mogućih rješenja za rashladni sustav TE Plomin 3 promatrano je niz različitih varijanti, s gledišta točke usisa, točke ispusta, načina polaganja, trase cjevovoda, tehničke izvedbe cjevov oda i polaznih projektnih parametara. Analize su pokazale da rashladni sustav u izvedbi s dovodnim otvorenim kanalom i ispustom u Čepić kanal nije povoljno rješenje za TE Plomin 3 jer bi uzrokovalo preveliko zagrijavanje mora u unutrašnjem dijelu Plominskog zaljeva. Nepovoljna konfiguracija terena (nagib JZ strane Plominskog zaljeva 60- 65°) čini nadzemno polaganje dovodnog i odvodnog cjevovoda rashladne morske vode skupim i manje prihvatljivim rješenjem za okoliš, a polaganje cijevi po dnu plitkog, muljevit og Plominskog zaljeva je tehnički složeno i takoĎer problematično s aspekta zaštite okoliša. Stoga će se nova pumpna stanica smjestiti uz postojeću, a rashladna morska voda će se dovoditi i odvoditi kroz novoizgraĎeni tunel unutar brda Osoj. S obzirom na m jesto ispusta rashladne morske vode, razmatrano je takoĎer nekoliko mogućnosti te je kao optimalna odabrana varijanta s ispustom kod pumpne stanice. Zahvat rashladne morske vode će biti na dubini 35-45 metara. Ispust rashladne vode u more izvest će se s istočne strane postojeće pumpne stanice, kao pripovršinski s brzinom ispuštene rashladne vode koja omogućava što brže miješanje.
3.3.9. Sustav obrade otpadnih voda
Za odvodnju i obradu otpadnih voda TE Plomin 3 predviĎen je zatvoreni, razdjelni sustav lociran južno od glavnih pogonskih objekata. Za tehnološke otpadne vode predviĎeni su fizikalnokemijski postupci obrade pri čemu nastaje mulj, koji se zbrinjava prema propisima za zbrinjavanje otpada. Uvjetno onečišćene oborinske vode tretirat će se preko taložnika i uljnog separatora na mjestima potencijalnog nastanka onečišćenja. Sanitarne otpadne vode TE Plomin 3 tretirat će se na zasebnom ureĎaju u 2 stupnja. Prvi stupanj obuhvaća fizikalno kemijsku obradu, dok drugi biološku obradu (aeracija, aerobna stab ilizacija aktivnog mulja uz mogućnost povrata mulja u biološki predstupanj i glavni stupanj). 3.3.10. Prostor za izdvajanje ugljikovog dioksida CO2
Tehnologija izdvajanja ugljikovog dioksida iz dimnih plinova nije još razvijena do komercijalne primjene.
4. Specifični pokazatelji javnog zdravlja Procjena utjecaja čimbenika okoliša na zdravlje vrlo je složen proces. U velikoj većini slučajeva ne može se pojednostavljeno reći da je dugotrajna izloženost nekom od čimbenika rizika iz okoliša direktno povezana s povećanjem broja oboljelih i/ili smrtnošću od neke specifične bolesti. Nadalje, većina kroničnih nezaraznih bolesti je multifaktorijalne etiologije. Svjetska zdravstvena organizacija procjenjuje da onečišćenja zraka u Hrvatskoj sudjeluje s udjelom od svega 0,6% meĎu deset vodećih rizičnih čimbenika povezanih s ukupnom smrtnošću ('The European Health Report 2005'). Primarijus dr. sc. Lucijan Mohorović iz Labina, po struci porodničar -ginekolog, predstavio je rad koji obrazlaže pojavu visokog krvnog tlaka u trudnica i hipertenziju u istih osoba deset godina nakon poroda. Tu je povezanost pripisao dugotrajnom utjecaju štetnih, toksičnih faktora iz okoliša. Podloga je bilo njegovo epidemiološko istraživanje na 204 trudnice, provedeno od 1975. do 1985. u Labinu. Poznat je kao znanstvenik koji je, u mnogim
studijama obraĎivao utjecaj okoliša na zdravlje ljudi: dokazao je, kako ističe, da izgaranje ugljena, ali i ostalih fosilnih goriva utječe na trudnice i njihovu djecu.Kod majki se pod utjecajem oksidanata iz sagorijevanja fosilnih goriva i drugih eksogenih oksidanata razvija
patološki oblik hemoglobina, methemoglobin, koji nema sposobnost vezivanja udahnutog kisika za trovalentno (Fe III) željezo, pa djeluje nepovoljno na razvoj fetusa. Dokazao sam i da je u vrijeme rada termoelektrane porastao patološki oblik hemoglobina. NovoroĎenčad trudnica koje su imale povećanu vrijednost takvog methemoglobina imala su znatno više žutica pri porodu. Pokazalo se da su djeca majki koje su imale povišene vrijednosti methemoglobina tijekom trudnoće imala u tom razdoblju, do 18. godine, značajno više šumova na srcu i smetnji govora (dislalije), kao i disfunkcija u učenju i pamćenju u odnosu na kontrolnu grupu.
