Mostostal Warszawa: budowa nowych bloków energetycznych Elektrowni Opole

Mostostal Warszawa to firma, której inwestycje śledzimy na bieżąco – nasi stali czytelnicy nieraz mieli okazję czytać u nas o jej kolejnych przedsięwzięciach. Tym razem postanowiliśmy dowiedzieć się czegoś więcej o największej od 25 lat inwestycji w Polsce, realizowanej właśnie z udziałem Mostostalu Warszawa w Elektrowni Opole. Spółka na zlecenie Polskiej Grupy Energetycznej buduje światowej klasy jednostki węglowe, które będą pracować na parametrach nadkrytycznych pary i dostarczać prąd dla 4 mln polskich gospodarstw. W 2019 r. opolska elektrownia będzie jedną z najnowocześniejszych siłowni węglowych na świecie. Inwestycję o wartości ponad 11,6 mld zł brutto Mostostal Warszawa realizuje w konsorcjum z firmami Rafako i Polimex-Mostostal oraz General Electric w roli partnera technologicznego.

Podjęcie się tak dużego wyzwania było możliwe dzięki ogromnemu doświadczeniu w realizacji projektów z zakresu energetyki. Mostostal Warszawa wykonywał prace modernizacyjne i montażowe dla największych producentów energii w kraju: Zespołu Elektrowni Pątnów-Adamów-Konin SA, Elektrowni w Kozienicach, Ostrołęce, Opolu, Turowie, elektrociepłowni w Trzebini, Katowicach i Gliwicach. To Mostostal Warszawa zrealizował montaż kotła o mocy 464 MWe – pierwszej jednostki prądotwórczej w Polsce na parametry nadkrytyczne w Elektrowni Pątnów II, montaż kotłów w Elektrociepłowni w Zielonej Górze i montaż konstrukcji nośnej kotła o mocy 858 MWe w Elektrowni Bełchatów. W przeszłości spółka realizowała w Opolu pozablokową instalację podawania biomasy w formule EPC.

Inwestycja w Elektrowni Opole stanowi ważny projekt energetyczny nie tylko dla firmy Mostostal Warszawa, lecz także dla bezpieczeństwa całego systemu energetycznego kraju. Z uwagi na przestarzały polski system energetyczny istnieje obawa, że już za kilka lat istniejące w Polsce jednostki prądotwórcze nie będą w stanie sprostać w całości zapotrzebowaniu na produkcję energii elektrycznej w kraju. Decyzja o rozbudowie Elektrowni Opole została poprzedzona kompleksową analizą przez Polską Grupę Energetyczną, w której ocenie poddano również rentowność projektu. Przedsięwzięcie jest opłacalne ekonomicznie, a także uzasadnione względami środowiskowymi.

Obserwując specyfikę polskiego otoczenia rynku energii, warto zwrócić uwagę, że w praktyce połowa krajowej produkcji elektrycznej powstaje w elektrowniach, które są opalane węglem. Realizacja inwestycji w Opolu pozwoli w znaczący sposób ograniczyć oddziaływanie elektrowni na środowisko dzięki zastosowaniu najnowszych technologii. Nowe bloki 5 i 6 w Elektrowni Opole w istotny sposób przyczynią się także do realizacji najnowszych celów unijnej polityki energetyczno-klimatycznej, ponieważ będą zastępować jednostki wycofywane w innych elektrowniach, wybudowane w latach 60. i 70. XX w. Inwestycja zakłada budowę dwóch nowych bloków energetycznych o łącznej mocy 1800 MWe (900 MWe każdy). Bloki te będą opalane węglem kamiennym z Górnego Śląska. Rocznie zużyją około 4,1 mln t węgla i będą produkować energię elektryczną (łącznie 12,5 TWh/rok), która pokryje zapotrzebowanie ponad 4 mln gospodarstw domowych w Polsce. Każdy z bloków będzie wyposażony we własny turbozespół (praca w trybie monobloku). Żywotność bloków przewidziano na 35 lat z czasem pracy 8 tys. godz. rocznie.

Betonowanie fundamentów kotłowni bloku nr 5 Fot.: Marcin Szulc/Mostostal Warszawa

Budowa idzie pełną parą

Zakres prac powierzonych Mostostalowi Warszawa obejmuje w sumie 23,93% wszystkich robót, których łączna wartość wynosi 2,249 mln zł netto. Oficjalne prace rozpoczęły się pod koniec stycznia 2014 r. Pierwszy etap realizowany przez Mostostal Warszawa objął organizację zaplecza placu budowy, wykonanie ogrodzenia, a następnie budowę miasteczka kontenerowego dla potrzeb biura budowy oraz zaplecza socjalnego dla podwykonawców. W dalszej kolejności prowadzono roboty ziemne pod fundamenty wieży nośnej kotła, budynku kotłowni i pylonów komunikacyjnych obu bloków. Rok 2015 był rokiem intensywnych robót budowlanych, z kolei 2016 r. zdominowały prace montażowe. Mostostal Warszawa wykonał prace fundamentowe i konstrukcje żelbetowe fundamentów kotła i kotłowni, pylonów, dostawy i montaże konstrukcji stalowych nośnych kotłów i konstrukcji budynków kotłowni. Jednym z ważniejszych montaży przypadających w udziale firmie Mostostal Warszawa jest montaż części ciśnieniowej kotłów.

W systemie „pod klucz” spółka ma oddać do użytku instalacje pozablokowe: odżużlania, odpopielania, sprężonego powietrza, gospodarki olejowej, układu nawęglania, a także budynki warsztatowo-magazynowe i budynki pomocnicze. Mostostal Warszawa jest również odpowiedzialny za roboty budowlane dla obszaru elektrofiltrów oraz instalacji odsiarczania spalin (IOS). Do końca kwietnia tego roku wykonanych zostało ponad 78% prac.

Z myślą o ekologii

„Budowa nowych bloków energetycznych stwarza olbrzymią szansę dla rozwoju polskiej energetyki, która w dużej mierze opiera się na węglu – wyjaśnia Paweł Żbikowski, dyrektor Obszaru Energetyki Mostostalu Warszawa i prezes Mostostal Power Development. – Oddziaływanie podobnych jednostek na środowisko jest znaczące, jednak dzięki zastosowaniu najnowocześniejszych rozwiązań technologicznych można ten wpływ skutecznie niwelować. Nowo budowane bloki w Elektrowni Opole będą pracować na parametrach nadkrytycznych pary, pozwoli to maksymalnie wykorzystać ich zalety ekologiczne i ekonomiczne. Dzięki temu osiągną sprawność netto w produkcji energii energetycznej o 25% wyższą od tej osiąganej obecnie w polskiej energetyce. Ponadto redukcja poziomu emisji CO2 będzie możliwa nawet o jedną czwartą (25% na każdą jednostkę wyprodukowanej energii). Mostostalowi Warszawa przypada udział w realizacji inwestycji przemysłowej, która będzie spełniać wszystkie krajowe i unijne normy w zakresie ochrony środowiska. Projekt wpisuje się w założenia unijnej polityki klimatycznej”.

Minimalna sprawność netto osiągalna przez pojedynczy blok wyniesie 46% i jest to najwyższa wartość dla bloków eksploatowanych komercyjnie, położonych w strefie klimatu umiarkowanego, które chłodzone są w obiegu zamkniętym. Większa sprawność bloków pozwala obniżyć emisję dwutlenku węgla. Kotły będą pracować ze sprawnością na poziomie 95%. Bloki będą wyposażone w instalacje redukujące poziom emisji do poziomu niższego, niż zakładają obowiązujące obecnie dyrektywy unijne i ustawy.

Inwestycja pełna wyzwań

Zakrojona na tak szeroką skalę realizacja wiąże się z wieloma trudnościami, z którymi na co dzień muszą sobie radzić specjaliści Mostostalu Warszawa. Budowa odbywa się na powierzchni 4,5 ha, a dwa najbardziej oddalone od siebie punkty dzieli odległość prawie 3 km. Na zapleczu budowy znajduje się tysiąc kontenerów. W związku z tym w pierwszej kolejności należało rozwiązać problemy logistyczno-organizacyjne, takie jak organizacja przestrzeni, zapewnienie prawidłowego obiegu dostaw, bezpieczeństwa ludzi pracujących na budowie oraz wykorzystanie wyspecjalizowanego sprzętu i zaangażowanie doświadczonych inżynierów, którzy mają odpowiednie kwalifikacje do realizacji projektów energetycznych, zwłaszcza w formule EPC.

Obecnie dziennie na placu budowy pracuje już ponad 5,5 tys. ludzi i ponad 300 firm budowlanych. Do realizacji projektu Mostostal Warszawa powołał spółkę celową Mostostal Power Development, która nadzoruje prawidłową realizację robót, zarządza pracą podwykonawców i na bieżąco rozwiązuje problemy konstrukcyjno-wykonawcze. Prace podwykonawcze realizują również na terenie Elektrowni Opole spółki Grupy Kapitałowej Mostostal Warszawa: Mostostal Płock i Mostostal Kielce.

Na co dzień sporym wyzwaniem jest pełne skoordynowanie polityki BHP przy wspólnie wykonywanych pracach na różnych zakresach w jednym obszarze robót. Na placu budowy jednocześnie swój zakres robót – oprócz Mostostalu Warszawa – realizuje dwóch partnerów konsorcjum, zatrudniających kolejne rzesze podwykonawców.

Wnętrze komory paleniskowej kotła nr 5 Fot.: Marcin Szulc/Mostostal Warszawa

Betonowe rekordy

W kwietniu 2015 r. na budowie w Opolu Mostostal Warszawa zakończył największe w historii betonowanie w Europie, podczas którego w niecały tydzień wbudowano dziesiątki tysięcy metrów sześciennych mieszanki betonowej. Operacja dotyczyła jednego z największych elementów konstrukcyjnych, zaliczanych do masywnych – fundamentu kotłowni bloku nr 5. Przeprowadzając proces betonowania, Mostostal Warszawa musiał skoordynować dostawy betonu w miejsce wykonania fundamentu. Pod uwagę wzięto czas dojazdu, całkowity czas przejazdu potrzebny na cały transport oraz odległość do pokonania. Prace toczyły się 24 godz. na dobę.

Wykorzystano do tego celu specjalnie zaprojektowaną mieszankę betonową, która charakteryzuje się niskim samonagrzewem. Ta właściwość pozwala minimalizować ryzyko powstania rys w betonie, prowadzących do zniszczenia konstrukcji. W sumie na betonowanie fundamentu wykorzystano 54 betonomieszarki, a każda z nich poddawana była kontroli pod względem temperatury betonu i konsystencji mieszanki. W ciągu 110 godz. prac non stop wbudowano 18 478 m³ betonu pod płytę fundamentową o wymiarach 78×83 m (warstwa grubości od 3 do 3,8 m). Operację realizowało blisko 200 osób.

Na potrzeby wielkiego betonowania powstało także certyfikowane laboratorium polowe betonu. Na placu budowy umieszczono dwa punkty laboratoryjne, w których kontrolowana była jakość mieszanki betonowej dostarczanej z kilku wytwórni. Laboratorium powołane przez Mostostal Warszawa było odpowiedzialne za stałą kontrolę jakości mieszanki betonowej oraz prace badawcze. Pobrane próbki testowano pod kątem wytrzymałości na ściskanie, nasiąkliwości i przepuszczalności wody przez beton. Dodatkowo badano przyrost ciepła mieszanki betonowej w masywie za pomocą specjalnych sond. Stale monitorowano także temperaturę betonu. Od tych wyników zależał sposób jego pielęgnacji. W ramach pielęgnacji fundamentu kotłowni założono trójwarstwową izolację z folii, geowłókniny i brezentu. Jeśli zachodziła konieczność „docieplenia”, wówczas dopiero układano płyty styropianowe o grubości 3 cm. Udział w tych pracach miała Katedra Budownictwa Betonowego Politechniki Łódzkiej oraz Centrum Technologicznego Betonu przy Politechnice Rzeszowskiej.

Drugie ogromne betonowanie – fundamentu kotłowni bloku nr 6 – odbyło się na przełomie lipca i sierpnia 2015 r.

Próby kluczem do sukcesu

Jednym z zadań do wykonania, które przypadło w udziale Mostostalowi Warszawa, był montaż części ciśnieniowej obu kotłów. Zazwyczaj montaż części ciśnieniowej dla bloków o mocy 900 MWe trwa 15 miesięcy, Mostostal Warszawa zaś zrealizował te prace w 13 miesięcy. Na każdym kotle wykwalifikowani spawacze wykonali ponad 90 tys. spoin. Wybudowana została także centralna instalacja dystrybucji argonu, aby usprawnić proces spawania. Montaż części ciśnieniowych należało skoordynować z montażem konstrukcji stalowych, montażem rurociągów czy urządzeń i robotami elektrycznymi. Prace na układzie ciśnieniowym bloku nr 5 zwieńczyła próba wodna, którą wykonano pomyślnie w lutym bieżącego roku. W praktyce w ten sposób testuje się wytrzymałość zbudowanego układu. Próba ma wykazać błędy montażowe i wady w materiale, tak aby można je było w porę usunąć, co pozwoli uniknąć awarii kotła w przyszłości podczas normalnej eksploatacji.

Przygotowania do samej próby wodnej kotła bloku nr 5W trwały prawie pół roku. Mostostal Warszawa musiał najpierw uzyskać zgodę Urzędu Dozoru Technicznego na przeprowadzenie tej operacji, a w tym celu zebrać całość dokumentacji technicznej potwierdzającej poprawne wykonanie wszystkich montaży.

„Cały proces montażu części ciśnieniowej to tak naprawdę okres, w którym trwały przygotowania do próby – wyjaśnia Jarosław Żemła, dyrektor Montażu i Rozruchu Mostostalu Warszawa. – Na podstawie sprawdzonej przez UDT dokumentacji uzyskaliśmy zgodę na przeprowadzenie próby. Wtedy zaczął się bardzo wyczerpujący okres. Przez wiele dni pracowaliśmy po 24 godz. na dobę. Sama próba odbywa się w obecności i pod pełnym nadzorem Inspektorów Urzędu Dozoru Technicznego. UDT ostatecznie zatwierdza wynik próby i potwierdza poprawność jej wykonania. Próbę przeprowadziliśmy w okresie zimowym. Przez ponad miesiąc ogrzewaliśmy wnętrze kotła, tak aby osiągnąć przyrost temperatury z -5°C do +15°C. Wykorzystaliśmy w tym celu nagrzewnice olejowe i elektryczne o łącznej mocy przekraczającej 4 MWt! Dodatkowo uszczelniliśmy budynek kotłowni. Istotnym elementem całej operacji było stworzenie tymczasowej infrastruktury do podłączenia części kotłowej z układem wytwarzającym ciśnienie. Samą próbę, tj. wytworzenie odpowiedniego ciśnienia, wykonała specjalistyczna firma posiadająca odpowiednie pompy (wykonywaliśmy próbę jednego z układów przy ciśnieniu przekraczającym 700 bar!)”.

Umacnianie pozycji doświadczeniem

Zgodnie z harmonogramem blok nr 5 ma zostać przekazany do eksploatacji w drugiej połowie 2018 r., a blok nr 6 – w pierwszym kwartale 2019 r. Wszystko wskazuje na to, że terminy te zostaną dotrzymane, a Mostostal Warszawa wzbogaci swoje portfolio o kolejną niezwykle wymagającą realizację.

„Nie ma na rynku drugiej takiej spółki wraz z podmiotami grupy kapitałowej, która byłaby w stanie samodzielnie zrealizować tak szeroki i skomplikowany zakres prac jak Mostostal Warszawa w ramach budowy bloków energetycznych w Opolu – podsumowuje prezes zarządu Mostostalu Warszawa Andrzej Goławski. – Po zakończeniu tej inwestycji będziemy mieć unikalne doświadczenie pozwalające nam konkurować również na rynkach zagranicznych. Chcemy je efektywnie wykorzystać. W sektorze energetycznym widzimy dużą perspektywę rozwojową, zwłaszcza że to mocno zastały rynek, który musi się modernizować, aby nie doszło w Polsce do blackoutu zapowiadanego nawet już na rok 2020. Oczekujemy spiętrzenia inwestycji w tym segmencie w ciągu najbliższych pięciu lat. Z zamrażarki wyciągane są kolejne projekty. I tak na obecną chwilę Mostostal Warszawa uczestniczy w dialogu konkurencyjnym w przetargu na budowę Elektrowni Ostrołęka C. Plany budowy nowego bloku węglowego zapowiedziała jakiś czas temu także Grupa Azoty. Gdy pojawi się przetarg, na pewno będziemy przygotowywać ofertę. Liczba pojawiających się przetargów będzie ograniczona ze względu na olbrzymie nakłady inwestycyjne na pojedynczy projekt”.