Generatory w Polskiej Energetyce

download Generatory w Polskiej Energetyce

of 15

  • date post

    18-Jul-2015
  • Category

    Documents

  • view

    213
  • download

    0

Embed Size (px)

Transcript of Generatory w Polskiej Energetyce

Mgr in. Ryszard Kajca,Alstom Power Sp. z o.o. w Elblgu, Oddzia we Wrocawiu

dr in. Sawomir Partyga,Stowarzyszenie Elektrykw Polskich

mgr in. Bolesaw Sowiski,Elektrownia Rybnik SA

Generatory w polskiej energetyceHistoria, stan dzisiejszy, przyszoHistoria wytwarzania prdu zmiennego przez czowieka ma ju cakiem dug tradycj. O pocztkach dowiadcze laboratoryjnych mona mwi od lat 30. XVIII wieku (Pixi). Sposb na otrzymywanie prdu staego zosta wynaleziony 30 lat pniej (Paccionotti). Pierwsze prdnice miay magnesy stae (1860), ale ju rok pniej wprowadzono elektromagnesy. O szybkim rozwoju mona mwi po odkryciu moliwoci zastosowania prdu do celw owietleniowych. Stao si to za spraw lamp ukowych (1877) zastpionych pniej arwkami. Udan konstrukcj arwki z wknem wglowym udao si wynale dopiero w roku 1879. Od tego czasu nastpuje burzliwy rozwj zastosowania elektrycznoci do celw owietlenia, a w konsekwencji i rde wytwarzania prdu elektrycznego staego i zmiennego. Do szybkiego rozpowszechnienia elektrycznoci przyczyni si te wynalazek silnika prdu staego (1882), ktry w powodzeniem zaczto wykorzystywa do potrzeb napdw i trakcji. Pierwsza elektrownia miejska powstaa w Nowym Yorku w roku 1882 i tworzya j grupa 6 maszyn parowych po 200 KM wytwarzajcych prd o napiciu 110 V. Niemal jednoczenie elektrownie zaczy powstawa w Europie, najwczeniej w Niemczech. Na ziemiach polskich, wwczas pod zaborami, pierwsze elektrownie miejskie lub fabryczne powstay stosunkowo wczenie. Przykadowo mona poda, e pierwsza elektrownia (o mocy 1,3 kW na napicie 65 V) powstaa w 1878 r. i zasilaa z prdnicy Grammea lamp ukow systemu Serrin na przystanku kolei w Knigshtte (Krlewskiej Hucie, obecnie Chorzw). Rok pniej uruchomiono elektrowni w Warszawie w fabryce Handtkego, a nastpne: w 1880 r. w Zawierciu, w 1893 r. w Bielsku-Biaej, a w roku 1896 w Przemylu. W chwili odzyskania niepodlegoci istniao na ziemiach Polski 376 elektrowni o cznej mocy 399,329 MW, w tym 51% stanowiy elektrownie wytwarzajce prd stay. W owym czasie zdecydowanie przewaa napd parowy, a wikszo elektrowni bya komunalna. Polska nie naleaa do potentatw energetycznych, moc zainstalowana wynosia bowiem zaledwie 11,9 W/mieszkaca, wobec 32,8 W/mieszkaca w Niemczech i 190 W/mieszkaca w Norwegii. W cigu dwudziestolecia midzywojennego niepodlega Polska dokonaa znacznego postpu w elektryfikacji kraju wykorzystujc z koniecznoci zagraniczne zespoy prdotwrcze, poniewa due maszyny elektryczne produkowano w Polsce jedynie w Zakadach Elektromechanicznych RhnZieliski SA na licencji BrownBoveri w ychlinie w iloci nie zaspokajajcej zapotrzebowania. Pierwszy generator synchroniczny wyprodukowany w tych Zakadach mia moc 700 kVA, 1500 obr/min, napicie znamionowe 3150 V (rys. 1).

Rys. 1. Pierwszy generator synchroniczny wyprodukowany w Zakadach RhnZieliski SA

luty

2003

www.elektroenergetyka.pl

strona

65

W drugiej poowie lat trzydziestych zorganizowanie rodzimej wytwrczoci turboprdnic stawao si piln koniecznoci w obliczu rzdowego planu obejmujcego pitnastolecie 19381953, ktry zakada roczn produkcj generatorw w liczbie wynoszcej od 74 do 79, w nastpujcym podziale wg mocy: poniej 1 MW24 szt., od 1 do 5 MW 3541 szt., powyej 5 MW 1415 szt.. Wedug danych z czerwca 1939 r. moc zainstalowana w kraju wynosia 1585 MW (w 188 elektrowniach o mocy wikszej od 1 MW, co stanowio 94% mocy wytwrczych). Wyposaenie elektrowni cieplnych dostarczone byo przez takie firmy, jak: Alsthom, STAL, BBC, Siemens, Skoda. Najwiksz elektrowni bya wwczas elektrownia w aziskach Grnych (zakady Elektro) o mocy 88,14 MW, a najbardziej nowoczesn elektrownia Nisko (Stalowa Wola) o mocy 2 x 20 MW. Ta ostatnia zostaa uruchomiona w 1939 r. i bya oparta na dostawach firmy Alsthom. W tym okresie mia miejsce dynamiczny rozwj elektrowni wodnych, za przykad mog posuy takie elektrownie, jak: Porbka na Sole, Ronw czy Czchw na Dunajcu. Niestety tylko niektre z nich zostay zakoczone przed wybuchem wojny. Warto rwnie wspomnie o zamierzeniach budowy wsplnego krajowego systemu energetycznego. Celowi temu suya budowa sieci 60 kV na lsku i linia 150 kV zbudowana pod koniec lat 30. z Elektrowni Mociska do Starachowic, ktra wg planw miaa prowadzi dalej do Warszawy.

Instalowano w tym okresie gwnie importowane turbozespoy o rnych parametrach technicznych w zakresie mocy znamionowej od 25 do 55 MW. Przyrosty mocy w latach 19451960 zestawiono w tabeli 1.

Tabela 1Moc zainstalowana oraz produkcja energii elektrycznej w latach 19451960

Najwaniejszym wwczas zadaniem dla gospodarki bya odbudowa elektrowni cieplnych zniszczonych podczas wojny lub zdewastowanych po wojnie przez wojska radzieckie (p. tab. 2).

Tabela 2

Okres po II wojnie wiatowejWybuch II wojny wiatowej doprowadzi nie tylko do zniszczenia wielu elektrowni, ale take do znacznego uszczuplenia skromnej bazy produkcyjnej maszyn elektrycznych. Nie mniej jednak w 1946 r. doliczono si 361 elektrowni o cznej mocy 2553 MW. Po wojnie krajowy system elektroenergetyczny praktycznie nie funkcjonowa ze wzgldu brak moliwoci przesyu energii z jednego regionu do drugiego. Nowy ustrj preferujc zbrojenia zakada szybkie tempo rozwoju gospodarczego kraju opartego na przemyle cikim, co spowodowao tak znaczny wzrost zapotrzebowania na maszyny elektryczne duej mocy, e stworzenie odpowiedniej bazy produkcyjnej tych maszyn stao si gospodarcz koniecznoci. Tak baz w zakresie turbogeneratorw energetycznych stay si Dolnolskie Zakady Wytwrcze Maszyn Elektrycznych Dolmel we Wrocawiu, ktre powstay w miejscu niemieckiej fabryki zbrojeniowej Fahrzeug und Motorenwerke Famo, prawie doszcztnie zniszczonej w ostatnich miesicach wojny w czasie oblenia Wrocawia w 1945 r. Trzyletni plan odbudowy energetyki realizowany w latach 194749 przewidywa zainstalowanie 2900 MW nowych mocy wytwrczych. Chocia udao si go wykona jedynie na poziomie 2632 MW, to znaczny wzrost mocy zainstalowanej w tak krtkim czasie niewtpliwie wpyn pozytywnie na tempo odbudowy gospodarki kraju i stworzenie krajowego systemu elektroenergetycznego.

Wiksze elektrownie odbudowywane lub na nowo wyposaane w latach 50.

Najwiksz elektrowni z tego okresu bya Elektrownia Jaworzno II wyposaona w urzdzenia produkcji radzieckiej (po wczeniejszym wywiezieniu zainstalowanych tu w czasie okupacji urzdze niemieckich).

Dolmel pierwsza w Polsce fabryka generatorwDolnolskie Zakady Wytwrcze Maszyn Elektrycznych Dolmel, ktre powoane zostay do ycia Zarzdzeniem Ministra Przemysu i Handlu z dnia 14 maja 1947 r., do koca lat 50. cigle jeszcze pomimo intensywnej ich odbudowy i rozbudowy, nie byy w stanie dostarcza generatorw o takich mocach, jakich potrzebowaa polska energetyka. Jedn z waniejszych dat w historii zakadu, szczeglnie w zakresie produkcji turbogeneratorw energetycznych, by rok 1959. Ukoczono wtedy najnowoczeniejszy obiekt zakadw naw X hali B.

strona

66

www.elektroenergetyka.pl

luty

2003

Obiekt ten wyposaono w niezbdne maszyny i urzdzenia, ktre umoliwiay produkcj turbogeneratorw o mocy jednostkowej do 200 MW. Przewidywano wtedy, jak si okazuje susznie, e w perspektywie 20 lat nie bdzie w Polsce zapotrzebowania na generatory o wikszej mocy znamionowej. Produkcja turbogeneratorw w tym zakadzie zostaa zapocztkowana zaprojektowaniem i wyprodukowaniem w lipcu 1953 r. jednostki o parametrach: 2 MW, 6300 V, cos =0,8, 3000 obr/min, chodzonej powietrzem. Podstawowe obliczenia i dokumentacja konstrukcyjna byy w gwnej mierze dzieem zespou, w skad ktrego wchodzili: S. Bachan, dr in. Bolesaw Dubicki, dr in. Z. Kratochwil, mgr in. E. Turowski, in. R. Zdrojewski. Do jego budowy zostay zastosowane krajowe materiay konstrukcyjne i izolacyjne. Turbogenerator ten, oznaczony GYT-22b, zosta zainstalowany w Zakadach Przemysu Bawenianego w Andrychowie. W rozwoju technicznym budowy turbogeneratorw w kraju wystpiy rwnolegle dwie tendencje: nieustannego poszukiwania wasnych koncepcji rozwiza konstrukcyjnych technologicznych i materiaowych oraz wykorzystania w produkcji turbogeneratorw licencji zagranicznych. Decyzje o korzystaniu z dowiadcze zagranicy, mimo pomylnych wynikw produkcji pierwszych krajowych generatorw o mocy 2 MW, wynikay z przewiadczenia, ze zaprojektowanie i wykonanie maszyn o znacznie wikszych mocach w terminach wymaganych przez energetyk, przekraczao moliwoci modej kadry technicznej Zakadw Dolmel. Pogld taki mia uzasadnienie w pidziesicioletnim opnieniu startu krajowej produkcji tych skomplikowanych maszyn w stosunku do czoowych firm wiatowych. Odrabianie opnie rozpoczto produkcj serii turbogeneratorw opartych na dokumentacji konstrukcyjnej zakadw Elektrosia z Leningradu. Uruchomiono produkcj serii generatorw chodzonych powietrzem oznaczonej T2 o mocach 4, 6 i 25 MW oraz serii generatorw chodzonych wodorem oznaczonej TW o mocach 30 i 50 MW (p. tab. 3). Mimo uzyskania powanego sukcesu organizacyjnego i technicznego, jakim byo opanowanie w kraju produkcji turbogeneratorw chodzonych wodorem i przyblienia si do czoowych osigni wiatowych, dystans midzy nimi i osigniciami krajowymi pozostawa nadal znaczny, bowiem za granic w tym okresie oddawano ju do eksploatacji turbogeneratory o mocach rzdu 200 MW. Poniewa rozwj krajowego systemu energetycznego w latach szedziesitych zadecydowano oprze na jednostkach o mocy 100200 MW, a od 1959 r. istniaa

w kraju techniczna moliwo uruchomienia produkcji takich jednostek, podjto decyzj uruchomienia w Dolmelu produkcji turbogeneratorw o mocy 120 MW wykorzystujcej zakupion licencj angielskiej firmy AEI (Associated Electrical Industries). By to w tym okresie nowoczesny typ generatora charakteryzujcy si nastpujcymi parametrami: moc 120 MW, napicie 13 800 V, cos =0,8, 3000 obr/min. Uzwojenie stojana w izolacji bitumicznej chodzone porednio, a uzwojenie wirnika bezporednio (wewntrznie) wodorem. Produkcj tych turbogeneratorw uruchomiono w 1962 r. (rys. 2).

Rys. 2. Stojan uzwojony gener