Felfedeztük, hol formálódnak a Tiszaújváros számára megrendelt gázturbinák.

Genovában felfedeztük az Ansaldo Energia lenyűgöző gázturbina-gyártó és -felújító üzemét, ahol a modern technológia és a hagyományos mesterség művészete találkozik.
Valaha elgondolkodtál már azon, hogyan születnek meg a hatalmas turbinák, amelyek a kombinált ciklusú gázerőművek szívét képezik? Hogyan működnek ezek a bonyolult gépezetek, és milyen módszerekkel tartják őket karban? Mi nem is sejtettük, hogy ez mennyire izgalmas téma, amíg vissza nem tértünk tanulmányutunkról a genovai Ansaldo Energia üzeméből. Az ott szerzett tapasztalatok megerősítettek minket abban, hogy érdemes megosztani ezt az élményt, hiszen a cikkünk tökéletesen illeszkedik a Rakéta színes palettájába!
A kombinált ciklusú gáztüzelésű erőmű (CCGT) működése a következőképpen zajlik: az alapvetően földgázzal üzemelő erőműben az üzemanyag egy gázturbinában kerül elégetésre, amely a turbina tengelye révén elektromos energiát termel egy generátor segítségével. Érdekes módon, a gázturbina felépítése rendkívül hasonlít a repülőgépek hajtóművéhez, így a két technológia között szoros kapcsolat figyelhető meg.
A csőszerű berendezés egyik végén egy több lapátból álló kompresszor működik, amely hatékonyan sűríti a légkört körülvevő levegőt. A cső közepén elhelyezkedő égéstérben ezt a sűrített levegőt üzemanyaggal keverik össze, amely tökéletesen ég el. Az így keletkező forró, nagy nyomású égéstermék-gázok a cső másik végén található turbinalapát-soron távoznak. Eközben mozgási energiájuk jelentős részét átadják a precízen megtervezett lapátoknak, amelyek forgásba hozzák az egész rendszert, így biztosítva a hatékony működést.
De ez eddig még csak egy sima gázturbinás erőmű. A kombinált ciklus ott jön, hogy ezeknek a lelassult áramlású, de még mindig forró gázoknak a hőenergiáját is felhasználjuk. Vizet forralunk vele, a keletkező gőz nyomását pedig egy újabb turbina meghajtására használjuk, amivel meghajtunk egy másik generátort. Az égéstermékek mechanikai és hőenergiáját is kihasználva méretezéstől függően 60-70 százalék feletti hatásfok érhető el, szemben a hagyományos, a hőenergiát másodlagosan nem hasznosító hőerőgépekre (például egy repülőgép-hajtóműre vagy egy dugattyús motorra) jellemző kb. harminc százalékkal.
Érdekes módon a megújuló energiaforrások térnyerése éppen a fosszilis tüzelőanyagokkal működő, rugalmasan üzemeltethető erőművek szerepét emeli ki a nagy villamosenergia-rendszerekben. A modern gázturbinás erőművek nem csupán földgáz üzemeltetésére képesek, hanem a földgáz és hidrogén kombinációjával, sőt, elvileg kizárólag hidrogénnel is működhetnek. A megújuló energiaforrások változó termelése miatt praktikus megoldás, ha a felesleges elektromos energiával vizet bontunk, így hidrogént állítva elő, amelyet később felhasználhatunk. Nemrégiben Ausztriában láthattunk egy figyelemre méltó mintaprojektet, amely ezt a technológiát alkalmazza. Az így nyert hidrogénből hidrogéncellák segítségével elektromos energiát és vizet nyerhetünk vissza, ugyanakkor jelenleg ezek az ipari hidrogéncellák még meglehetősen drágák és érzékenyek. Jelenleg még mindig költséghatékonyabb és praktikusabb, ha a hidrogéngázt a már üzemelő gázturbinákban elégetjük, még ha ez energetikailag nem is a legoptimálisabb megoldás.
Szintén fontos szerepük van a gázturbinás, illetve általában a turbinás erőműveknek a váltóáramú hálózat frekvenciájának stabilitásában is. Az egyenáramot termelő napelemekből érkező elektromos energia csak elektronikus beavatkozással alakítható át úgy-ahogy stabil 50 Hz-es váltóárammá. Nagyon valószínű, hogy a pár héttel ezelőtti nagy spanyol-portugál áramszünet egyik fő oka pont a naperőművek kiegyenlítetlen termeléséből fakadó frekvenciaingadozás volt. Ahhoz, hogy ez elkerülhető legyen, olyan alaperőművekre van szükség a hálózatban, amelyek forgó mozgással termelve rendíthetetlenül képesek biztosítani a stabil 50 Hertzet.
(Egy Újabb Érdekes Adat: Európában az erőművi turbinák fordulatszáma többnyire egységes, percenként 3000, mert a négypólusú szinkrongenerátorokból ilyenkor jön ki pont 50 Hertz-cel az áram. Amerikában 60 Hz a hálózati frekvencia, ott a turbinák illetve generátorok 3600 RPM-en pörögnek.)
Az Ansaldo egy 170 éves múltra visszatekintő olasz ipari óriás, amely eredetileg a hajógyártás területén érte el kiemelkedő sikereit az előző évszázad első felében. Az évek során azonban a vállalat fókusza fokozatosan az elektromos energiatermelés irányába tolódott el. Ma már a cégcsoport fő profilja az energiatermelés, ahogyan azt a teljes neve is tükrözi: Ansaldo Energia S.P.A. Érdekes megemlíteni, hogy az atomenergia kutatása egy brit leányvállalatuk, az Ansaldo Nucleare által történik, mivel Olaszországban egy 1987-es népszavazás következtében a nukleáris energia alkalmazását politikai okokból teljes mértékben elutasítják.
Az Ansaldo története, fejlődése sokban hasonlít a hazai Ganz sorsához - a második világháború végéig, természetesen. Egyébként volt is egy pillanat, ahol ténylegesen összekapcsolódott a sorsuk. A magyar rendszerváltást követő privatizációban a Ganz Villamossági Műveket az Ansaldo vásárolta meg; talán még sokunknak hangzik ismerősen a Ganz-Ansaldo név, amelyen 1991-től 2000-ig, a magyar leányvállalat eladásáig működött az egykori Ganz Művek utódvállalata.
Az Ansaldo vállalatcsoport szorosan összefonódik Genova városával, ahol a híres Genova Campi található – egy 22 hektáros területen elhelyezkedő, 131 ezer négyzetméternyi épülettel rendelkező történelmi alapüzem. Bár nem éppen a legtipikusabb turisztikai látványosság egy nehézipari cég székhelye, mégis érdemes megfontolni, hogy aki Genovában jár, és érdeklődik az ipari örökség iránt, látogasson el ide. A főbejáratnál már egy érdekes látnivaló fogadja a látogatókat: az Ansaldo üzem mellett található az újjáépített Ponte Morandi autópálya-híd, amelynek elődje egy vihar következtében 7 évvel ezelőtt omlott össze. Az igazi látványosság azonban a gyári múzeum, amely előzetes egyeztetés után látogatható, és bepillantást nyújt a vállalat gazdag történetébe és ipari innovációiba. Ha tehát egy kis különlegességre vágysz, érdemes felfedezni ezt a különleges helyet!
Két üzemegységet néztünk meg a genovai telephelyen működés közben. Az egyik egy látványánál, megjelenésénél sokkal fontosabb szolgáltatóközpont: a számítógépterem, ahol a távfelügyelet zajlik. Elég prózai az egész: egy tucatnyi asztalnál, tripla monitorok előtt kattintgat pár mérnök, de közben a háttérben 123 gázturbinából, 43 gőzturbinából, 131 generátorból, 33 gigawattnyi összesített erőművi teljesítmény működéséről érkeznek folyamatosan az adatok. 150 ezer bejövő érték másodpercenként, valós időben, hogy az Ansaldo segítséget nyújthasson bárhol a világon ügyfeleinek.
Ez a segítség leginkább a helyben is mért, látott működési értékek értelmezése, az esetleges teljesítményváltoztatások, beavatkozások előtti konzultáció és a karbantartások tervezése, ütemezése. Sajnos itt nem fotózhattunk.
A gázturbina forró oldalán a lapátsorok extrém hőterhelésnek vannak kitéve, de ez nem jelent komoly gondot, amennyiben a terhelés folyamatos és egyenletes. Az ipari gázturbinák leggyorsabb leépülése (természetesen üzemszerű működés közben, kalapács használata nélkül) a gyakori ki- és bekapcsolások következménye. A hőmérséklet-változások, valamint a tágulás és összehúzódás által okozott repedések és csorbulások kezdetben tolerálhatóak, de minden turbinalapát életében elérkezik az a kritikus pillanat, amikor szükség van egy kis "szanatóriumi" pihenésre és regenerálódásra.
Sajnos nem volt szabad fotóznunk az Ansaldo műhelycsarnokában sem, ahol a világ minden táján üzemelő turbinák lapátjainak felújítása zajlik. Igazán kár, mert nagyon érdekes volt a kontraszt a csorbulások, repedések lézerhegesztéses visszatöltését végző automatizált munkaállomások és a finomporvédő maszkban kézi felhegesztéssel, kézi csiszolással végső finomítást végző emberlakta fülkék között. Felmerült bennem, hogy ér-e ennyi pepecs munkát, postázgatást egy-egy pár kilós, a kéttenyérnyitől a talán méteresig terjedő hosszúságú, nagyon pontos geometriájú, de megjelenésében egyszerű öntött fémdarab javítgatása. Megnyugtattak, hogy igen; a legkisebb lapát is belekerül vagy harmincezer euróba. Ilyenből van egy GT26-osban, ha jól számoltam, több min 60 darab, és ez csak az első sor.
Látogatásunk célja egy nemrégiben befejezett projekt bemutatása, amely során az MVM tiszaújvárosi erőműve két Ansaldo Energia által gyártott GT26 típusú gázturbinával bővül, továbbá egy gőzturbinát is integrál, amely a turbinákból kilépő 635 Celsius fokos gőzt használja fel. Az új rendszer összesített csúcsteljesítménye 1083 MW, ami körülbelül egy fél Paksi erőmű kapacitásának felel meg, és a hatásfoka eléri az impozáns 61 százalékot.
Egy ilyen gázturbina valóban lenyűgöző látványt nyújt a maga impozáns fizikai megjelenésével. Hossza 12,6 méter, átmérője körülbelül 5 méter, és súlya eléri a 410 tonnát. A gép belsejében 22 sor kompresszor található, míg a turbina öt sor lapáttal rendelkezik. Működése során, körülbelül 3000 fordulat/perc sebességgel, másodpercenként 741 kilogrammnyi kipufogógáz távozik a rendszerből. Ha egyszer beindul, elméletileg akár 32 ezer órán keresztül, azaz három és fél évig is működhet megszakítás nélkül, ami a forróoldali turbinasor inspekciós ciklusának időtartama. Azonban a valóságban a dolgok nem mindig ilyen egyszerűek: a leállások és újraindítások miatt a gép fokozottabb elhasználódásnak van kitéve. Éppen ezért az üzemeltetés során elengedhetetlen a folyamatos működésfigyelés. A rezgések, vibrációk és teljesítményváltozások észlelése alapján kell meghatározni, mikor van szükség beavatkozásra a zavartalan működés érdekében.
Jópofa, hogy Az üzemeltetési igényektől függően a turbina használható teljesítményre vagy tartósságra kihegyezett üzemmódban, pont mint egy autó: kvázi van rajta egy ECO gomb. (Persze nyilván nincs: az üzemmód beállítása az üzemanyag-ellátó rendszer telepítési hely szerinti manipulációjával sokkal bonyolultabb, mint egy gombnyomás.) Takarékos üzemmódban aztán kb. 30%-kal később lesz szükség felülvizsgálatra, mint teljes gázon lenne.
A magyar projekt keretein belül lehetőség nyílik az üzemanyagként használt földgáz részleges helyettesítésére hidrogénnel. A jelenlegi gyári előírások alapján a GT26-os turbinák akár 45%-os hidrogén-arányban is működtethetők. Ez különösen lényeges információ számunkra, hiszen bár jelenleg az országban nem áll rendelkezésre jelentős mennyiségű zöldhidrogén-termelés, már elindultak olyan mintaprojektek, amelyek ígéretesek. A kiépített megújuló energiatermelési kapacitás időnként olyan többletet biztosít a nemzeti hálózaton, amelyet érdemes lenne tárolni jövőbeli felhasználásra. Tehát a hidrogén itthon is egyre inkább elérhetővé válik, és a jövőben várhatóan még nagyobb mennyiségben. Éppen ezért fontos, hogy rendelkezésre álljanak olyan erőművek, amelyek ezt a potenciált ki tudják használni.