Elektrownia Wodna Żarnowiec

Widok na górny zbiornik, rurociągi, budynek elektrowni i kanał odpływowy

Historia:

Budowę elektrowni rozpoczęto w 1976, a jej uruchomienie nastąpiło w 1983.

W początkowym okresie elektrownia miała spełniać rolę akumulatora energii dla powstającej w pobliskim Kartoszynie Elektrowni Jądrowej Żarnowiec.

Górny zbiornik wodny elektrowni stanowi zbiornik Czymanowo – sztuczne jezioro o powierzchni 122 ha i pojemności 13 milionów metrów sześciennych wybudowane w miejscu dawnej wsi Kolkowo. Zbiornik dolny stanowi natomiast Jezioro Żarnowieckie.

Dane techniczne:

Elektrownia Wodna Żarnowiec jest elektrownią szczytowo-pompową, wyposażoną w cztery odwracalne, usytuowane diagonalnie hydrozespoły (turbiny typu Francis, generatory synchroniczne) o nominalnej mocy 179 MW przy cos =0,85 ind. w systemie pracy generatorowej i 210 MW przy cos = 0,94 poj. w systemie pracy pompowej. Poszczególne zespoły pracują w układzie blokowym (poza nielicznymi wyjątkami w zakresie układów pomocniczych) stanowiąc cztery niezależne ciągi technologiczne i wyprowadzenia mocy z niezależnym sterowaniem dla poszczególnych zespołów. Indywidualna praca tych zespołów ustala globalny charakter pracy elektrowni decydując o jej znaczących dla systemu elektroenergetycznego funkcjach:

– łagodzenie krzywej dobowego obciążenia systemu,

– pokrywanie nagłych ubytków i występujących przyrostów mocy w systemie,

– optymalizowanie pracy krajowego systemu elektroenergetycznego przez prowadzenie szybkiej i stałej regulacji dostarczanej do systemu mocy czynnej,

– regulowanie rozpływów mocy biernej w systemie (regulacja napięcia szczególnie w węźle północnym), a przede wszystkim utrzymywanie wysokiego współczynnika dyspozycyjności ogólnej elektrowni.

Elementy EW Żarnowiec:

– Zbiornik górny

– Rurociągi derywacyjne

– Siłownia elektrowni

– Kanał odpływowy

– Zbiornik dolny

Zbiornik górny

Zbiornik górny

Zbiornik Górny jest tworem całkowicie sztucznym. Przy powierzchni całkowitej 122 ha i pojemności użytkowej 13 600 000 m3 wody, zbiornik stanowi „akumulator” energii elektrycznej w ilości 3 600 000 kWh. Ta ilość wody pozwala na zasilanie przez około 5.5 godziny systemu elektroenergetycznego mocą 716 MW. Szczytowe zapotrzebowanie mocy w województwie pomorskim osiąga wielkość 600 MW (zimowy szczyt wieczorny). Porównanie tych dwóch wielkości daje wyobrażenie, jak dużym źródłem mocy jest Elektrownia Wodna Żarnowiec. Powtórne uzupełnienie wody w zbiorniku górnym wymaga około 6.5 godziny pracy czterech hydrozespołów w ruchu pompowym. Czas trwania cykli pracy elektrowni, wynikający z pojemności użytecznej zbiornika w średnich statystycznych warunkach pracy systemu elektroenergetycznego, zapewnia pokrycie najdłużej trwających szczytów rannych i wieczornych. Dobowe wahania poziomu wody w zbiorniku górnym, wynikające z cyklicznej pracy elektrowni, wynoszą 16 m. Dno opróżnionego zbiornika pomieściłoby 130 boisk piłkarskich. Na budowę obwałowań, których długość wynosi 3777 m, użyto materiału wybranego z niecki. Ilość przemieszczonej ziemi wyniosła 4 800 000 m3.

Rurociągi derywacyjne

Rurociągi derywacyjne

Cztery stalowe rurociągi derywacyjne doprowadzające wodę do pompo-turbin mają długość 1100 m każdy i są podzielone na osiem odcinków. Średnica ich zmienia się od 7100 mm przy komorze wlotowej do 5400 mm w siłowni. Grubość blach stalowych użytych na ich budowę zmienia się odpowiednio od 15 do 32 mm. Trasa rurociągu podzielona jest na osiem odcinków, które wsparto na stałych i ruchomych podporach. Na budowę rurociągów zużyto 18500 ton wysokogatunkowej stali o podwyższonej wytrzymałości. Maksymalny przepływ wody czterema rurociągami wynosi 700 m3/s, czyli tyle, ile wynosi średni roczny przepływ Wisły w okolicach Warszawy.

Siłownia elektrowni

Siłownia elektrowni

Siłownia elektrowni to budynek o wysokości ponad 60 m, z tego 2/3 znajduje się pod ziemią. Tam też, na poziomie 17 metrów poniżej poziomu morza, znajdują się cztery turbiny Francis’a o średnicy wirników 6 m, obracanych siłą mas wodnych, napędzają hydrogenerator, którego wirnik waży ponad 420 ton. Aby posadowić wirnik turbiny należało wykonać wykop, którego dno osiągnęło poziom 33 m poniżej poziomu morza. Była to w czasie budowy największa depresja w Polsce. Na Żuławach Wiślanych najgłębsza depresja osiąga 1.8 m poniżej poziomu morza. Dzisiaj podczas normalnego ruchu elektrowni można suchą stopą osiągnąć poziom 26 m poniżej poziomu morza.

Praca elektrowni jest całkowicie zautomatyzowana, a uruchamianie i wyłączanie poszczególnych hydrozespołów realizowane jest zdalnie z Krajowej Dyspozycji Mocy w Warszawie. Dodatkowo również zdalnie Dyspozytor Krajowej Dyspozycji Mocy reguluje wielkość mocy elektrowni oddawanej przez hydrozespoły pracujące w systemie turbinowym. Hydrozespoły elektrowni umożliwiają płynną regulację w tzw. automatycznej regulacji mocy i częstotliwości: ARCM w granicach 120 MW do 190 MW. Przeprowadzona w roku 2000 modernizacja układu przepływowego hydrozespołu nr 2 pozwoliła na rozszerzenie jego zakresu regulacji w granicach od 60 MW do 190 MW. W rezultacie pozwala to na pokrycie 90% zakresu regulacyjnego całej elektrowni w granicach od 60 do 716 MW – to znakomita poprawa parametrów techniczno – ruchowych elektrowni. Łącznie rocznie hydrozespoły pracują około 18 000 godzin, a w ciągu doby każdy z hydrozespołów uruchamia się średnio dwukrotnie, co w skali rocznej daje łączną ilość rozruchów około 3000 razy.

Kanał odpływowy

Kanał odpływowy

Kanał wylotowy jest tworem sztucznym i łączy elektrownię z Jeziorem Żarnowieckim. Woda po przejściu przez turbinę wypływa poprzez luki zastawek remontowych i krat do kanału odpływowego. Kanał ma długość 835 m. Największa jego głębokość wynosi 13 m – przy siłowni elektrowni, a szerokość dna 250 m przy wlocie do Jeziora Żarnowieckiego. Przy pracy czterech turbin prędkość wody w kanale nie przekracza 1 m/s.

Zbiornik dolny

Zbiornik dolny

Naturalnym zbiornikiem dolnym elektrowni jest rynnowe Jezioro Żarnowieckie. Rozległa rynna lodowcowa umiejscowiona jest między dwoma wzgórzami plejstoceńskiej wysoczyzny morenowej. Kępą Żarnowiecką od strony wschodniej i Kępą Gniewińską od strony zachodniej. Całkowita powierzchnia jeziora wynosi 1470 ha, a jego pojemność -121 mln m3. Przez całą 7,5 km długość jeziora, z południa na północ, przepływa rzeka Piaśnica. Wpływa ona u jego południowego brzegu jako Piaśnica Górna, aby przez regulowany jaz na północnym krańcu wypłynąć jako Piaśnica Dolna. Od strony zachodniej wpływa do jeziora Struga Bychowska. W sumie, średniorocznie obie te rzeki zasilają jezioro w ilości ok. 2,4 m3/s wody. Największa głębokość jeziora wynosi 19,4 m. W czasie jesienno-zimowych sztormów wysokość fal gnanych północnym wiatrem wzdłuż jeziora dochodzi do 1,5 m. Poziom zwierciadła wody w jeziorze zmienia się w rytm zmian cyklu pracy elektrowni, a różnica między poziomem najwyższym (godziny przedpołudniowe i późne godziny wieczorne po pracy generacyjnej turbinowej), a poziomem najniższym (godziny poranne i popołudniowe po pracy silnikowej – pompowej) wynosi około 1 metr.


Podziel się

Skomentuj