Elektrownia Wodna Żarnowiec - modernizacja zbiornika górnego

Zbiornik górny z uwagi na jego gabaryty i lokalizację, traktowany jest jako budowla hydrotechniczna pierwszej klasy bezpieczeństwa. Podlega on ciągłemu nadzorowi technicznemu i obowiązkowym okresowym ocenom stanu bezpieczeństwa.

Zbiornik, zaprojektowany i wybudowany w latach 1974 - 1983, o pojemności całkowitej 16.445.000 m3 wody zlokalizowano na wysokości ponad 100 m npm, w pobliżu budynku głównego elektrowni.

Wykładzina wewnętrzna zbiornika - warstwa szczelna, wykonana została w technologii asfaltobetonowej w postaci dwóch warstw asfaltobetonowych o łącznej grubości ok. 15 cm. Technologia taka jest sprawdzona, stosowana powszechnie w Europie w obiektach pracujących w zbliżonej strefie klimatycznej o dużych wahaniach lustra wody w ciągu pracy dobowej. Zastosowana wykładzina asfaltobetonowa potwierdziła wszystkie swoje walory funkcyjno - użytkowe: jest odporna na trudne ekstremalne warunki pracy w dużym zakresie zmian temperatury, jest wytrzymała mechanicznie, odporna na duże naciski i uszkodzenia, które mogą wywoływać osuwające się zwały lodowe, nacisk sprzętu ciężkiego jak i świadome akty wandalizmu. Zastosowana technologia pozwala ponadto w sposób łatwy zlokalizować ewentualne uszkodzenia czy przebicia warstwy asfaltobetonowej, a w przypadku ich uszkodzenia w prosty sposób przeprowadzić ich naprawę.

Przeprowadzana modernizacja zachowa wszystkie dotychczasowe walory powyższych rozwiązań i usunie skutki destrukcji wykładziny wywołane tzw. "efektem starzeniowym" - mikropęknięcia mrozowe, proces degradacji kruszywa itd.

Obecnie, po 23 latach nieprzerwanej pracy zbiornika - intensywna eksploatacja skarpy odwodnej zbiornika - zakres przeprowadzonych prac modernizacyjnych obejmuje: zaprojektowanie i wykonanie odtworzenia powłoki szczelnej skarp odwodnych oraz skarp niecki i dna w niecce przed komorą wlotową, dwóch półek pomiędzy koroną skarp niecki a podstawą skarp odwodnych zbiornika. Ponadto wykonana została nowa nawierzchnia drogi na koronie obwałowań zbiornika górnego wraz z drogami wjazdowymi i drogą zjazdową.

RAMKA:

Elektrownia szczytowo - pompowa Żarnowiec została oddana do użytku w 1983 roku. EW Żarnowiec wyposażona jest w największe w Polsce turbiny o mocy generacyjnej 4x179 MW. Jednostki pracują przy prędkościach 166,7 rpm, a z odnowionym wirnikiem ich zapotrzebowanie na moc podczas pracy pompowej wynosi 200 MW. Jednostki są używane głównie do dziennych cykli pracy w systemie pompowym.

Kompleksowa modernizacja elektrowni rozpoczęła się w roku 1998 badaniami testowymi urządzeń elektrowni. Podczas badań eksperci z ESP SA oraz dostawcy rejestrowali stan hydrauliczny i mechaniczny urządzeń elektrowni. Na podstawie wyników tych badań, przygotowano koncepcję przeprowadzenia modernizacji. W tej koncepcji główne wymiary hydrauliczne i geometryczne obecnej jednostki zostały zachowane, jak również prędkość wirnika pozostała niezmieniona.

Porównanie geometrii wirnika w Żarnowcu z obowiązującymi standardami pokazało znaczne rozbieżności w stosunku do rozwiązań modelowych. Na podstawie badań układ przepływowy turbiny został zoptymalizowany.

Specjalną uwagę zwrócono na działanie z obciążeniem częściowym w ruchu turbinowym. Dostawca zmodernizowanego wirnika zaoferował spokojną i stabilną pracę nawet do 30% maksymalnego obciążenia. Została również zagwarantowana znaczna poprawa sprawności.

Z nowym wirnikiem elektrownia jest w stanie pracować turbinami w pełnym zakresie obciążeń, bez żadnych ograniczeń. W celu zapewnienia niezakłóconej pracy zarówno w pracy pompowej jak i turbinowej, profile łopatek kierownic zostały poddane odpowiednim zmianom.

W wyniku modernizacji osiągnięto na TZ-2 znaczną poprawę sprawności pracy w cyklu pompowym (około 5%) i turbinowym (około 3%). Dokonano również modernizacji izolacji uzwojeń stojanów generatorów nr 1 i 2.