Centrul de Formare şi Perfecţionare Filiala ICEMENERG S.A. Universitatea Politehnica Bucuresti Academia Oamenilor de Stiinta Perfect Service Bucuresti Centrul de Cercetari Termice din Romania

Proiect “Management si psihologie aplicate unui sistem energetic pe cărbune integrat

holistic, pentru reducerea poluării si creşterea calităţii vieţii" HOLGRUP

Contract nr. 33/iulie 2012

Raport ştiinţific şi tehnic RST

Asupra Etapei 1 „Studiul şi analiza unui contur energetic reprezentativ, integrat

holistic; definire contur, culegere date iniţiale, evaluare iniţială sistem”

Rezumatul etapei

Obiectivul general al proiectului îl constituie crearea si implementarea managementului si

psihologiei inginereşti la un sistem energetic complex cu cărbune integrat holistic pentru reducerea

poluării si creşterea calităţii vieţii. Implementarea cercetării si extinderea sa vor conduce la dezvoltarea activităţii de cercetare, a potenţialului uman si a infrastructurii centralei termoelectrice Işalniţa pentru o exploatare economico-ecologica. Aplicat la un grup energetic, modelul holistic presupune inţelegerea acestui tip de organizaţie ca un organism complex, structurat pe doua sisteme de referinţă aflate in interacţiune: sistemul tehnico-economic si sistemul uman.

Etapa 1 a proiectului intitulată „Studiul si analiza unui contur energetic reprezentativ, integrat holistic; definire contur, culegere date iniţiale, evaluare iniţială sistem” a fost destinata culegerii datelor din teren, stabilirii referenţialului de studiu si analiza; etapa s-a desfăşurat conform planului de activitati pe o durata de 5 luni. Au fost implicaţi toţi partenerii proiectului in culegerea datelor tehnice din teren, privind centrala, cazanul, turbina şi echipamentele auxiliare, dar si in evaluarea iniţială a personalului din întregul ansamblu holistic. CO a efectuat evaluarea personalului si a raporturilor om–echipament in condiţiile introducerii unei noi politici de mediu. P1 a efectuat teste si măsurători in situ, P2 si P3 au evaluat rezultatele din teren pe componente (cazan, instalaţie de ardere, de măcinare, etc.), dar si in ansamblu: grup energetic. Partenerul cofinanţator P4 a asigurat toate condiţiile din teren pentru efectuarea probelor si culegerea de informaţii iniţiale. S-au fundamentat variante experimentale care vor trebui apoi sa fie validate de încercări de laborator la scara redusa.

Obiectivele etapei au fost îndeplinite integral, respectiv: - Stabilirea conturului energetic de studiu; - Stabilirea referenţialului de studiu si analiza; - Evaluarea iniţială a personalului de exploatare in întreg ansamblul holistic.

Cercetările privind sistemul uman au fost realizată de Conducătorul de proiect la secţia exploatare a CET Işalniţa pe o populaţie (eşantion reprezentativ) cuprinzând un număr de 104 subiecţi, distribuită în 31 subiecti cu studii superioare şi 71 subiecti cu studii medii. Instrumentele de evaluare au fost chestionare ergonomic, privind relaţia dintre calitatea pregatirii profesionale si eficienta organizationala, privind rolul pregatirii profesionale in dezvoltarea unor aspecte calitative ale personalitatii angajatilor, privind determinarea nivelului general al ecoconstiintei. Au fost utilizate de asemenea instrumente pentru evaluarea aspectului comportamental al constiintei şi pentru determinarea nivelului ecoconstiintei comportamentale. Au fost realizate:

- studiul ergonomic iniţial al locurilor de munca in contextul triadei: om-echipament –mediu; - evaluarea condiţiilor de ambient si muncă a personalului de exploatare; - analiza calităţii pregatirii profesionale.

De asemenea au fost elaborate: - modelul holistic general al ecoconştiinţei construit pe baza principiilor de dezvoltare durabila

cuprinse in declaraţia de la Rio; - modelul holistic comportamental al ecoconştiinţei construit pe baza metodologiei psihologia

ordinii - psihologia cuantica (POPQ).

2

Activităţile legate de culegerea de date tehnice despre SE Isalnita, privind parametrii de functionare ai cazanului de 510 t/h, combustibilii utilizaţi si emisiile rezultate au fost realizate de partenerul 1-ICEMENERG. S-a elaborat studiul tehnic al parametrilor funcţionali ai complexului focar-arzatoare şi cazan-turbină, s-au evidenţiat particularităţile constructive si parametrii funcţionali, s-au efectuat determinări de laborator privind caracteristicile fizico-chimice ale combustibililor, ale zgurii si cenuşii evacuate, s-au evaluat sistemele de preparare a prafului de cărbune si a instalaţiei de ardere. Testele si evaluarile pentru stabilirea datelor initiale, de referinta, s-au efectuat in perioada septembrie - octombrie 2012 pe grupul nr. 7 de 330 MW din cadrul SE Isalnita - P4 al proiectului. Impreuna cu personalul de exploatare s-a intocmit lista de puncte de masura si s-a realizat schema de masura. De comun acord cu conducerea centralei, tinand cont si de graficul de livrare a energiei in SEN, masuratorile au fost efectuate la urmatoarele incarcari ale turbinei: 300 MW, 250 MW si 200 MW, sarcinile cazanului fiind 434 t/h, 360 t/h si 293 t/h, corespunzatoare unor incarcari termice de 85 %, 70 % si respectiv 57 %. Combustibilul de baza utilizat la probe este lignitul din Bazinul Oltenia, cu putere calorifica medie de 1800 kcal/kg, iar combustibilul suport a fost gazul natural cu o compoziţie corespunzatoare standardelor. Emisiile de NOx au variat in zona 350 - 470 mg/Nm3, peste reglementarile aplicabile din 2016 care prevăd un maxim de 200 mg/Nm3. Randamentul termic calculat este de 87,30 % la sarcina maxim atinsa, putând fi considerat bun având in vedere durata de functionare a cazanului si anul când s-a realizat proiectul.

Probele de lignit si de zgura colectate de la SE Isalnita in luna octombrie 2012 au fost analizate în laboratoarele ICEMENERG, buletinele de analiza fiind prezentate in anexa 2 a lucrarii in extenso. Conform acestor buletine, continutul initial de umiditate al probelor recoltate din teren a variat in domeniul 41- 42 %, iar continutul mediu de cenuşa in domeniul 20,10 – 24,5 %. Continutul de azot din combustibilul inital (care se regaseste si in compozitia de NOx din gazele de ardere) se afla in domeniul 0,50 – 0,55 %. Continutul de materii volatile, important in procesul de stabilitate si de ardere propriu zisa, este de cca 27,90 – 29,95 %. Puterea calorifica inferioara este cea caracteristica ligniţilor din zona Olteniei, respectiv de cca 1800 - 1900 Kcal/kg.

Realizarea obiectivelor proiectului, privind ridicarea performanţelor de funcţionare a arzătoarelor de praf de cărbune prin reducerea emisiei de NOx, a implicat pentru prima etapă analiza funcţionării instalaţiei de ardere actuale. Această analiză s-a realizat de către partenerul 2 UPB-CCT, prin studiul capacităţii de măcinare şi prin studiul aerodinamicii arzătoarelor, pentru actuala calitate a lignitului. Au fost calculate caracteristicile funcţionale ale morii ventilator şi ale arzătoarelor care echipează grupul energetic de la SE Isalniţa.

Probele de laborator arată că moara macină performant pentru calitatea actuală a lignitului utilizat la CET Işalniţa, iar debitul realizat de moară, fineţea de măcinare şi consumurile specifice sunt în plaja valorilor cerute de actualul nivel tehnologic de valorificare economico-ecologică a lignitului. Arzătorul cu fante are o construcţie ce permite adaptarea lui la o tehnologie de ardere în trepte, caracteristică reducerii emisiei de NOx şi CO. Existenţa unei rezerve de impuls pe traseul aerului secundar a fost principalul obiectiv al calculului arzătorului, deoarece acest lucru permite sigur adaptarea arzătorului la arderea în trepte şi la reducerea emisiei de NOx. Adaptarea arzătoarelor la noua tehnologie de ardere este posibilă ca urmare a valorilor mari pentru impulsul şi energia jeturilor de aer secundar, parametrii funcţionali pentru aerodinamica arzătorului indicând faptul că pentru jeturile de aer secundar aceştia sunt net superiori faţă de un arzător similar pentru un cazan de acelaşi debit. Analiza caracteristicilor constructive si funcţionale ale unui grup pentru carbune integrat holistic, a fost efectuată de partenerul 3 AOSR. S-au analizat tehnologiilor moderne de producere a energiei electrice şi termice bazate pe utilizarea cărbunilor, având în vedere principalele filiere de producere a energiei. Prin comparaţie cu stadiul pe plan mondial, în România producţia de energie electrică pe bază de cărbune se realizează în mod exclusiv în grupuri cu ardere a cărbunelui în stare pulverizată, dotate cu cicluri cu abur cu parametrii subcritici. Pentru un orizont de timp de 10 – 15 ani, centralele convenţionale cu abur cu parametrii supracritici vor reprezenta principala soluţie de utilizare a cărbunilor în scopul producerii energiei electrice, cu o eficienţă net superioară celor cu parametrii subcritici, respectiv peste 40 % în cazul lignitului şi peste 45 % în cazul huilei. În această perspectivă cercetările privind reducerea emisiilor poluante la arderea cărbunelui sunt imperios necesare. Analiza efectuată arată disponibilitatea grupului energetic de la CET Işalniţa la adaptarea funcţionării la cerinţele economice şi ecologice impuse prin legislaţia naţională şi europeană pentru perioada următorilor ani.

3

Descrierea ştiinţifică şi tehnică

1. Studiul ergonomic initial al locurilor de munca; analiza calitatii pregatirii

profesionale; elaborarea unui model de formare si dezvoltare a constiintei ecologice

Studiul care reprezintă obiectul cercetării efectuate de Conducatorul de proiect - CFPPS, privit din perspectiva managementului si psihologiei aplicate la Sucursala Electrocentrale Craiova, Uzina Isalnita, în scopul reducerii de emisii poluante si cresterea calitătii vietii, are un caracter holistic si eco-ergonomic, relatia dintre om si echipament fiind amprentată de rolul sinergic pe care-l are mediul în validarea acestei relatii. Rezultatele obtinute, având ca punct de reper obiectivele actualei etape ale studiului, le putem rezuma în trei puncte referitoare la eco-ergonomia holistică a locului de muncă, astfel: • Conditii pentru desfăsurarea activitătii (concretizate în studiul ergonomic al locului de muncă,

bazat pe instrumentul de determinare holistică a potentialului ergonomic al mediului ocupational). • Calitatea profesională a activitătii (determinată pe seama răspunsurilor obtinute în urma

aplicării metodei de evaluare a calitătii pregătirii profesionale). • Sinergia dintre primele două puncte care are ca efect tipul de eco-constiintă al angajatilor de la

Uzina Isalnita, finalizată printr-un model holistic de eco-constiintă la care am raportat rezultatele obtinute în cercetarea de teren efectuată la beneficiar.

Cercetarea de teren a fost realizată la sectia exploatare pe o populatie (esantion reprezentativ) cuprinzând un număr de 104 subiecti, distribuită astfel: - subiecti cu studii superioare: 31, subiecti cu studii medii: 73; - si pe următoarele categorii de vârstă organizatională (vechime în profesie):

Etape de vârstă

organizatioinala

Semnificatia etapelor de vârstă din punctul de vedere al relatiei dintre achizitionarea

modelului de actiune profesională si gradul de certitudine al potentialului de atingere a

obiectivelor profesionale

0-7 ani Subiecti cu studii

superioare:2 Subiecti cu studii

medii: 6

Faza de risc şi incertitudine. Între subiect şi sarcina sa de muncă există încă forme de disconfort şi neîntelegeri care uneori ating parametrii specifici conflictului. Aparitia evenimentului negativ este o realitate asteptată. Se poate produce, conform cu principiul lui Heisenberg oriunde, oricând, oricum. De cele mai multe ori un astfel de eveniment are drept cauză comportamentul profesional inadecvat al subiectului. Corespunde notelor 7, 6 si 5.

7-16 ani Subiecti cu studii

superioare:3 Subiecti cu studii

medii: 0

Faza primelor două forme de certitudine: certitudinea limită şi certitudinea garantată. Între subiect şi sarcina sa de muncă există o relatie de tensiune benefică, creatoare. Aparitia evenimentului negativ este o realitate surprinzătoare pentru cei din mediul subiectului. La acest nivel de dezvoltare profesională, producerea unui eveniment negativ are cauze externe, independente de subiect. Corespunde notelor 9 si 8.

16-24 ani Subiecti cu studii

superioare:10 Subiecti cu studii

medii: 16

Este punctul cel mai înalt pe curba de achizitie a modelului de actiune profesională pentru profesiile si meseriile din activitatea de exploatare. Este faza certitudinii performante în care între subiect si sarcina sa de munca există o relatie de cvasi-identitate, iar aparitia evenimentului negativ este relativ imposibilă. Corespunde notei 10.

24-33 ani Subiecti cu studii

superioare:14 Subiecti cu studii

medii: 35

Este etapa de regres biologic, datorată fenomenului de retentie a memoriei. Din punctul de vedere al performantei profesionale, această fază este echivalenta etapei 7-16 ani, cuprinzând gradele de certitudine garantată si limită. Corespunde notelor 9 si 8.

peste 33 ani Subiecti cu studii

superioare:2 Subiecti cu studii

medii: 16

Este echivalentă etapei 0-7 ani (risc şi incertitudine) – note: 7, 6 si 5.

Instrumentele de evaluare au fost chestionare ergonomic, privind relaţia dintre calitatea pregatirii profesionale si eficienta organizationala, privind rolul pregatirii profesionale in dezvoltarea unor aspecte calitative ale personalitatii angajatilor, privind determinarea nivelului general al ecoconstiintei. Au fost utilizate de asemenea instrumente pentru evaluarea aspectului comportamental al constiintei şi pentru determinarea niuvelului ecoconstiintei comportamentale.

4

Rezultate obtinute

1.1. Studiul ergonomic initial al locurilor de munca in contextul triadei

om-echipament-mediu

CONCLUZII la chestionarul ergonomic: Răspunsurile obtinute la chestionarul ergonomic ne-au permis calcularea indicelui eco-

ergonomic (IE)pentru cele două categorii de studii: superioare (IEs) si medii (IEm). IEs = 0,72; IEm= 0,70 Ambele valori se situează în spatiul de certitudine limită (0,70-0,73), fapt ce relevă existenta unui disconfort între subiecti si conditiile ecoergonomice oferite de locul de muncă. El poate fi cauza unor evenimente sau incidente neplăcute si nedorite, apărute surprinzător, ca urmare a interactiunii subiectilor cu mediul de lucru. Pe primul loc, în ceea ce priveste cauzele, se situează, atât pentru subiectii cu studii superioare (97%), cât si pentru cei cu studii medii (88%) factori care reprezintă conditii de adaptare la mediul ambiant, respectiv: inexistenta unor măsuri pentru prevenirea socului caloric în cazul lucrului la temperaturi ridicate pe timpul verii, dar si modul necorespunzător de asezare a radiatoarelor si ventilatoarelor. Pe locul al doilea, în cazul subiectilor cu studii superioare (71%) apare o cauză legată de specificul activitătii si anume: informatia incompletă, deficitară, a subiectilor despre elementele de risc din activitatea lor. În cazul subiectilor cu studii medii (60%) cauza tine de criterii referitoare la solicitările fizice; este vorba despre folosirea inadecvată a mijloacelor de transport intern, fapt ce se constituie într-o sursă de stres pentru această categorie. Pe locul al treilea, subiectii cu studii superioare (65%) plasează confortul oferit de spatiul fizic în care îsi desfăsoară activitatea, efectul acestuia asupra pozitiei corpului, genunchilor, picioarelor. Subiectii cu studii medii (57%) plasează pe locul al treilea acelasi criteriu, înteles dintr-o altă perspectivă: aceea a lejeritătii de miscare si de confort pe care o creează spatiul liber, ca o conditie pentru sanogeneza factorului uman, asa cum este prevăzut acest aspect în Standardul SA8001 privind sănătatea si securitatea individului la locul de muncă.

1.2. Analiza calitatii pregatirii profesionale

În evaluarea calitătii pregătirii profesionale s-a urmărit stabilirea unei corelatii între calitatea pregătirii profesionale si efectele acesteia asupra performantelor organizationale ale subiectilor. S-au aplicat două chestionare psihosociologice. a. Primul a avut ca scop: evaluarea rolului pregătirii profesionale în dezvoltarea

potenţialului de atingere a obiectivelor organizationale (nivelul de competentă) si a oportunitătilor

de interactiune între membrii organizaţiei (capacitatea de cooperare) după următoarele criterii: 1. Aplicabilitatea cunostintelor de specialitate 2. Aplicabilitatea deprinderilor specifice 3. Capacitatea de a analiza si a lua decizii 4. Capacitatea de a sti să lucrezi cu altii în calitate de membru al unei echipe 5. Capacitatea de a comunica eficient 6. Capacitatea de a a te adapta la mediul de muncă specific 7. Capacitatea de a face fată situatiilor neprevăzute 8. Acordati-vă o notă pentru activitatea profesională

CONCLUZII privind relatia dintre calitatea pregătirii profesionale si eficienta actorilor

organizationali – exemplificare pentru personalul cu studii superioare:

• Subiectii participanti la chestionar au apreciat că sistemul educational complex (facultate plus cursurile post universitare de perfectionare) au avut un rol benefic în exercitarea eficientă a profesiei în ceea ce priveşte: 1) aplicarea cunoştintelor de specialitate (92% dintre respondenti), 2) capacitatea de a analiza şi a lua decizii (87%), 3) capacitatea de a şti să lucrezi cu alţii în calitatea de membru al unei echipe (85%)

• Subiectii care au dat aceste răspunsuri fac parte din categoriile de vârstă profesională 16-24, respectiv 24-33 ani. Din punctul de vedere al pozitiei pe curba cunoasterii, privită din perspectiva achizitionării modelului de actiune profesională, aceste etape corespund nivelelor de certitudine, de la certitudinea limită la certitudinea performantă. Această etapă presupune o relatie cu sarcina de muncă de la usor disconfort (certitudinea limită) la cvasi-identitate

5

(certitudinea performantă). Aparitia evenimentului negativ din cauză umană este foarte putin probabilă (certitudine limită) până la a fi considerată relativ imposibilă (certitudinea performantă-specifică etapei 16-24 de ani).

• Răspunsurile pozitive predominante la aceste categorii de vârstă profesională pun în evidentă şi rolul pe care îl are experienta în achizitia modelului de actiune profesională în cazul profesiilor din domeniul energetic. Pregătirea teoretică a devenit un suport solid pentru dezvoltarea abilitătilor în aplicarea cunostintelor de specialitate, în capacitatea de a lua decizii, dar şi în aceea de a lucra în echipă, doar odată cu acumularea experientei practice care a permis o mai profundă întelegere a caracteristicilor sarcinii de muncă.

• În schimb, subiectii consideră că pregătirea profesională, sub toate formele ei, nu a avut niciun efect în dezvoltarea abilitătilor de a comunica eficient, a abilitătilor de adaptare la mediul specific şi în dezvoltarea capacitătilor de a face faţă evenimentelor neprevăzute.

• Acesta este un punct de reper pentru alcătuirea programelor de pregătire profesională. Atât capacitatea de adaptare la mediul specific, cât si (mai ales) aceea de a face faţă evenimentelor neprevăzute (situatiile de risc si incertitudine) si nu în ultimul rând abilitătile de a comunica eficient nu beneficiază de tipul de informatii profesionale adecvate; aceasta pune în evidentă tipurile de competente din perspectiva cărora subiectii cu studii superioare de la S.E. Isalnita pot fi factori de risc si incertitudine.

b. Al doilea chestionar s-a referit la evaluarea rolului pregătirii profesionale a

personalului de la S.E. Işalniţa în dezvoltarea unor aspecte calitative ale personalitătii angajatilor –

criterii: 1. Cresterea moralului si a sigurantei de sine în situatiile dificile prin care a trecut organizatia (de

ex. zvonuri privind disponibilizările) 2. Sporirea spiritului competitiv 3. Promovarea în carieră 4. Atingerea de performante înalte 5. Reducerea accidentelor de orice natura 6. Încurajarea acceptării sau chiar participării la dezvoltarea tehnologiilor ecologice 7. Contributia la cresterea cifrei de afaceri a organizatiei 8. Combativitatea pentru protejarea drepturilor pe care le aveti ca angajat

CONCLUZII - exemplificare pentru studii medii:

• Subiectii cu studii medii pun pe primul loc rolul pe care informatia obtinută prin sistemul educational i-a ajutat în reducerea accidentelor de orice natură (71%).

• Acest criteriu este urmat de cresterea moralului si a sigurantei de sine în situatiile dificile si în sporirea spiritului competitiv (68%).

• Pe locul 3 se situează rolul informatiei achizitionate prin sistemul educational în promovarea în carieră (63%).

• Constientizează rolul benefic al informatiei cu referire la criteriile amintite categoria de vârstă 24-33 ani.

• Este de remarcat că în cazul subiectilor cu studii medii pregătirea post-liceală are efecte si asupra nivelului cognitiv-actional al personalitătii umane.

• Aceasta înseamnă că acest tip de efect influentează atât constiinta de sine a subiectilor, cât si constiinta de lume (organizatională si socială).

• Se impune si o altă concluzie: aceea că procesul de constientizare a rolului informatiei si a pregătirii profesionale în general, se produce abia la atingerea maturitătii profesionale.

6

1.3. Modelul holistic general al ecoconstiintei construit pe baza principiilor de

dezvoltare durabila cuprinse in declaraţia de la Rio

Modelul eco-constiintei

Perspectiva asupra

relatiei cu natura

Perspectiva

asupra vietii

în general

Tipul de trebuintă

satisfăcut/

ne satisfăcut de

relatia cu natura

Scală

POPQ

Tipul de emotie

provocat de

natură înteleasă

în sens general

Atitudini fată

de natură si de

mediu

Integrare în natură Solofilie

Spirituală

Idealitatea, echilibrul stabil

Cp Extaz/fericire Atasament

Iubirea naturii Solastalgie

Morală

Armonia cu lumea, cu semenii, moralitatea

Cg Bucurie Empatie

Întelepciune în relatiile cu natura

(Rationalitate)

Rational-utilitaristă

Nevoia de utilitate

Cl Plăcere Simpatie

DETASARE

Ambiguu fată de natură

(schizoidă)

Emotional-negativă, echilibru dinamic

Dizarmonia interioară,

incertitudinea

I Nepăsare Antipatie

Răzbunător pe natură

(sadic-paranoidă)

Antagonic-conflictuală

Sentimentul pierderii identitătii

R Dispret Ură

Negativist (catatonică)

Depresivă, Pierderea sensului

existential H Apatie Indiferentă

Au fost luate in discutie următoarele cinci aspecte: 1. Perspectiva asupra relatiei cu natura 2. Perspectiva asupra vietii în general 3. Tipul de trebuintă satisfăcut/nesatisfăcut de relatia cu natura 4. Tipul de emotie provocat de natură înteleasă în sens general 5. Atitudini fată de natură si de mediu

CONCLUZII: exemplificare – pentru personalul cu studii medii: • Perspectiva asupra relatiei cu natura înregistrează acelasi tip de raportare ca si în cazul

subiectilor cu studii superioare. Rational si la modul general si subiectii cu studii medii se consideră parte integrantă a naturii

• Perspectiva asupra vietii în general. Si la acest criteriu există similitudini cu răspunsurile date de subiectii cu studii superioare. Tonusul general este unul optimist, subiectii cu studii medii fiind capabili să găsească un sens existential vietii de zi cu zi.

• Tipul de trebuintă satisfăcut/nesatisfăcut de relatia cu natura. Subiectii cu studii medii răspund la toate categoriile de vârstă profesională (în proportii cuprinse între 54 si 75%) în mod pozitiv privind satisfacerea sistemului de trebuinte în urma interactiunii cu natura. Trebuinta cea mai satisfăcută este trebuinta de moralitate. Subiectilor cu studii medii natura le apare ca simbol al moralitătii, creându-le sentimentul de perfectiune, de armonie totală.

• Tipul de emotie provocat de natură înteleasă în sens general. Fondul emotional provocat de relatia cu natura este prezent la toate categoriile de vârstă profesională, ceea ce arată capacitatea subiectilor cu studii medii de a trăi această relatie empatic, în primul rând la nivel instinctual, al holotimiei (afectivitătii) bazale, spre deosebire de subiectii cu studii superioare care trăiesc relatia cu natura prin simpatie, la nivel rational.

• Atitudini fată de natură si de mediu. Este evidentă o raportare incertă la mediu. Atitudinea fată de mediu oscilează între apreciere si dezamăgire, chiar dacă aceasta din urmă nu este în mod direct exprimată, ci indirect, prin refuzul de a evalua atitudinea fată de locul de muncă printr-o notă de certitudine (8, 9 sau 10).

7

1.4. Modelul holistic comportamental al ecoconstiintei construit pe baza

metodologiei psihologia ordinii-psihologia cuantica (POPQ)

Modelul POPQ al comportamentului uman a fost realizat pe bază de experiment. La acest experiment au participat de-a lungul a zece ani peste 50.000 de subiecti. A fost realizat un model al comportamentului uman pe care-l vom folosi si în contextul acestui studiu pentru realizarea modelului comportamental de ecoconstiintă. Au rezultat opt modele fundamentale(masculin-masculin rational - Competitivul, masculin-feminin rational - Expertul, feminin-masculin rational - Altruistul, feminin-feminin rational - Perfectionistul, masculin-masculin irational - Eroul, masculin-feminin irational - Inovatorul, feminin-masculin irational - Energicul, feminin-feminin irational – Pacifistul), fiecare având 4 niveluri de manifestare: superior, mediu, regresiv si patologic. CONCLUZII privind modelul holistic comportamental al ecoconstiintei construit pe

baza metodologiei Psihologia ordinii. Psihologia cuantică (POPQ) Nivelul de ecoconstiintă comportamentală a fost investigat cu ajutorul metodologiei POPQ. Scopul a fost determinarea pe nivelurile superior, mediu, regresiv si patologic a formelor de comportament care alcătuiesc modelul general de ecoconstiintă comportamentală la Uzina Isalnita. Exemplificare – personal cu studii superioare: Comportamentul superior. La acest nivel, subiectii se comportă prin tipurile de personalitate: Eroul (38%). Ca manifestare propriu zisă comportamentul Erou presupune: spirit de sacrificiu în raport cu natura si mediul; fapte si actiuni care-i conferă subiectului sentimentul că este un om puternic, că este un salvator al umanitătii. Acest tip de comportament este propriu subiectilor cu studii superioare de la S.E. Isalnita în situatiile dificile, în asa numitele situatii-limită, situatii catastrofice. Defineste subiectii care au o înaltă constiintă de lume. Comportamentul mediu. Se manifestă prin tipul de personalitate Energicul (41%). Se caracterizează printr-o atitudine boemă fată de natură, printr-un comportament relativ distras si cam excesiv, dar eficient. Este comportamentul prezent în majoritatea timpului, specific pentru atitudinea subiectilor în situatii obisnuite, normale în relatia lor cu natura. Este propriu subiectilor la care constiinta de lume si constiinta de sine sunt echiprobabile. Comportamentul regresiv. Este latura inferioară a comportamentului Expert (32%). Subiectul este detasat de tot ce e în jurul său si preocupat doar de problemele sale, separat de mediul în care trăieste. La acesti indivizi dominantă este constiinta lor de sine. Comportamentul patologic (56%). Caracterizează comportamentul patologic al Pacifistului. Se defineste prin tulburări depresive, negare extremă a mediului înconjurător si a naturii, obstinentă si respingerea eforturilor de ajutor. Acest tip de comportament este foarte prezent în situatiile de criză socială si economică.

2. Studiu tehnic al parametrilor functionali ai complexului focar-arzatoare

cazan – turbina

In cadrul etapei 1 a proiectului, specialistii Partenerului 1 - ICEMENERG au realizat activitati complexe legate de strangerea de informatii tehnice despre SE Isalnita, despre parametrii de functionare ai cazanului de 510 t/h, despre combustibilii utilizati si emisiile rezultate. S-a realizat studiul tehnic al parametrilor functionali ai complexului focar-arzatoare, s-au evidentiat particularitatile constructive si parametrii functionali, s-au efectuat determinari de laborator privind caracteristicile fizico-chimice ale combustibililor, ale zgurii si cenusii evacuate, s-au evaluat sistemele de preparare a prafului de carbune si a instalatiei de ardere. Toate aceste activitati au creat premisele realizarii etapelor urmatoare. Sucursala S.E. Isalnita - P4 este una din cele mai mari centrale electrice din Romania, cu o capacitate instalata de 2 x 315 MW si o capacitate operationala curenta de aproximativ 2 x 300 MW. In momentul de fata SE Isalnita are in functiune doar blocurile nr. 7 si nr. 8, fiecare bloc fiind de 315 MW, echipat cu doua cazane de abur identice fabricate de MAN – Germania, turbina RATEAU – SCHNEIDER si generator ALSTOM. In lucrare sunt descrise in extenso fiecare din echipamentele care formeaza blocul nr. 7 pe care s-a derulat programul de probe si masuratori intiale, corespunzatoare etapei 1 a proiectului.

Important de precizat este faptul ca elementul de baza al conturului este cazanul de abur de 510 t/h pe combustibil de baza lignit. Cazanul este de tip Benson, cu trecere fortata unica cu punct variabil de evaporare, cu constructia in forma de π.

8

Cazanul este dotat cu 6 arzatoare de praf carbune, de tipul cu fanta, fara turbionare, cate unul de fiecare moara, toate montate la acelasi nivel, sprijinite in parte fie de planseul de la cota de nivel + 12,00 m, fie de platformele situate la cotele de nivel + 15,8 m, + 20,4 m sau + 24, 4 m. Arzatoarele de praf de carbune realizeaza insuflarea in focar a carbunelui praf si a aerului necesar arderii. Insuflarea se face frontal sub un unghi de incidenta a jeturilor arzatoarelor de: 00,0`; 250, 8`; 320,59` astfel incat cele 6 jeturi de carbune praf - aer de la cei 6 arzatori sa fie tangente la un miez central din focar care are un diametru de 1,200 m. Fiecare arzator este format din cate 4 fante paralele pentru scurgerea carbunelui praf inclinate in jos cu 15o. Aerul secundar este insuflat prin doua fante (superioara si inferioara) si prin tevi de aer dispuse intre fantele de praf de carbune. Vitezele la iesirea din arzator atat a aerului cat si a prafului de carbune sunt diferite ca directie si valoare, fapt care favorizeaza amestecul si aprinderea.

Fig. 1. Vedere laterala a arzatorului cu Fig. 2. Schema tehnologica cu fluidele de lucru fante; cazanul de 510 t/h din SE Isalnita pentru moara de carbune

Programul de teste si masuratori initiale, pentru stabilire referential

Testele si evaluarile pentru stabilirea datelor initiale, de referinta, s-au efectuat in perioada septembrie - octombrie 2012 pe grupul nr. 7 de 330 MW din cadrul SE Isalnita - P4. Acest set de teste si masuratori initiale au urmarit stabilirea datelor initiale, de referinta, ale functionarii grupului cazan - turbina si instalatii auxiliare la momentul demararii activitatilor proiectului, parametri ce se constituie in date de intrare pentru solutiile de modernizare ce se vor avea in vedere in etapele urmatoare. Impreuna cu personalul de exploatare s-a intocmit lista de puncte de masura si s-a realizat schema de masura. Mentionam faptul ca in conformitate cu legislatia actuala aparatura a fost verificata metrologic, iar personalul este autorizat ISCIR pentru probe si masuratori pe cazane energetice. De comun acord cu conducerea centralei, tinand cont si de graficul de livrare a energiei in SEN, masuratorile au fost efectuate la urmatoarele incarcari ale turbinei: 300 MW, 250 MW si 200 MW. Rezultatele prezentate tabelar sunt o medie a mai multor seturi de probe, efectuate pentru reglare, pentru calibrare aparate, pentru evaluare conditii de functionare. De asemenea s-au prelevat probe de carbune, cenusa si zgura in vederea expertizarilor de laborator. Lucrarea prezinta si un bogat material fotografic realizat in timpul experimentarilor.

9

Rezultate obtinute

Teste si masuratori pe cazanul nr. 7

In esenta s-au urmarit: - determinarea randamentului brut, a celui corectat si a consumurilor specifice de caldura si de combustibil conventional; - verificarea realizarii parametrilor principali ai cazanului pe circuitele de apa-abur, aer-gaze si combustibil; - verificarea functionarii agregatelor auxiliare ale cazanului in ansamblul instalatiei de cazan; - verificarea emisiilor de noxe.

Tabel 2.1. – Sarcinile cazanului la probe

PROBA Cazan 7A Cazan 7B

Proba nr.1 440,8 t/h / 86,4 % 419,4 t/h / 82,2 % Proba nr.2 369,1 t/h / 72,3 % 361,0 t/h / 70,7 % Proba nr.3 295,6 t/h / 57,9 % 284,9 t/h / 55,8 %

In figurile 3-5 se prezinta aspecte din timpul amenajarii schemei de masura suplimentare si a desfasurarii probelor efective pe bloc.

Fig. 3. Analiza gaze arse dupa PAR Fig. 4. Masurare debit injectie abur intermediar si

apa alimentare intrare cazan

Fig. 5. Masurare temperaturi gaze arse canale dupa preincalzitoare de aer

10

Tabelul 2.2. rezultate masurate si calculate ale testelor efectuate pe cazan

PROBA 1 PROBA 2 PROBA 3 Nr.

Crt.

Denumirea U/M

C7A C7B C7A C7B C7A C7B

1. Debit abur viu t/h 440,8 419,4 369,1 361,0 295,6 284,9 2. Sarcina termica cazan % 86,43 82,24 72,37 70,78 57,96 55,86

3. Pierderi de caldura prin nearse mecanice

% 2,21 3,43 5,04 5,73 2,63 2,92

4. Temperatura gaze de ardere la cos

0C 151,8 150,8 151,2 137,4 142,3 147,2

5. Exces de aer dupa PAR - 1,836 1,614 1,964 2,031 2,526 2,355 6. Caldura utila Gcal/h 340,544 328,185 288,589 285,348 234,533 226,679

7. Caldura introdusa cu combustibilul

Gcal/h 390,354 378,630 348,905 343,618 281,822 271,762

8. Pierderi de caldura la cos % 9,80 9,10 11,32 10,28 13,21 12,68

9. Suma pierderilor de caldura

% 12,76 13,32 17,29 16,96 16,78 16,59

10. Randament necorectat (masurat)

% 87,24 86,68 82,71 83,04 83,22 83,41

11. Randament corectat % 83,71 83,41 79,40 80,30 79,71 80,38 12. Consum global de caldura Gcal/h 406,814 393,437 363,482 355,372 294,219 282,014

13. Consum specific de caldura pt producere 1 kg abur viu

kcal/kg 922,9 938,1 984,8 984,4 995,3 989,9

14. Consum global combustibil conventional

kcal/kg 58116,2 56205,3 51925,9 50767,5 42031,2 40287,8

15. Consum specific de combustibil conventional pt producere 1 kg abur viu

kg cc/ kg abur

0,1318 0,1340 0,1407 0,1406 0,1422 0,1414

16. Emisie NOx in gaze de ardere evacuate

mg/Nm3

(O2=6%) 358 345 380 375 409 394

Analiza rezultatelor obţinute arata ca:

1/ In functie de posibilitatile tehnice ale centralei la momentul respectiv, probele s-au efectuat la 3 sarcini ale cazanului, respectiv 434 t/h, 360 t/h si 293 t/h, corespunzatoare unor incarcari termice de 85 %, 70 % si respectiv 57 %. 2/ Combustibilul de baza utilizat la probe este lignitul din Bazinul Oltenia, cu putere calorifica medie de 1800 kcal/kg, iar combustibilul suport este gazul natural cu o compozitie corespunzatoare standardelor. 3/ Arzatoarele tip fanta care echipeaza cazanul sunt dispuse in colturile cazanului si pe peretii laterali, directia de injectie a jeturilor de praf de carbune si aer fiind tangenta la un cerc imaginar cu axa in axa focarului. Jeturile de carbune si aer secundar sunt paralele, turbionarea este redusa, amestecul se face incet, iar flacara este lenta si depinde in mare masura de continutul de volatile al combustibilului solid. Totusi emisiile de NOx au variat in zona 350 - 470 mg/Nm3, peste reglementarile aplicabile din 2016. 4/ Probele au fost efectuate cu cate 5 mori in functiune pe fiecare cazan, numai la sarcina minima s-a mers cu 4 mori (moara 5 nu a functionat la nicio proba, moara nr. 2 a fost scoasa la sarcina minima). Pentru cazanul nr. 7A, moara nr.6 are un numar de 1013 ore de functionare de la ultima reparatie capitala, iar pentru cazanul 7B moara 5 are 428 ore de functionare, fapt ilustrat prin finetea de macinare crescuta. In functionare, temperatura amestecului aer-praf de carbune dupa moara s-a mentinut in intervalul 150 ÷ 180 oC. 5/ Corespunzator sarcinilor atinse, temperatura aburului supraincalzit in domeniul 523 – 529 0C. Presiunea apei de alimentare a variat in domeniul 196 - 216 bar. 6/ Conform proiectului, dupa preincalzitoarele de aer circuitul de aer al cazanului se ramifica in trei canale pe fiecare parte a lui, canale care formeaza o centura in jurul cazanului, cu clapeti pe cele trei canale. Din acest canal se ia aerul primar pentru reglarea temperaturii amestecului dupa moara, aerul secundar pentru arzatorii de carbune, aerul de etansare la mori si aerul tertiar la palnia rece. Temperatura aerului masurata dupa PAR este de cca 233 oC, fata de cea recomandata in cartea tehnica de 282 oC. 7/ Temperatura medie a gazelor de ardere dupa PAR a fost in zona 137 - 152 oC, iar temperatura la VG a fost intre 137 - 151 oC.

11

8/ Excesul mediu de aer inainte de PAR a fost intre 1,26 (Proba 1) si 1,65 (Proba 3), deci la sarcini mici se observa cresterea infiltratiilor de aer fals. Excesul de aer dupa PAR a variat intre 1,8 (Proba 1) si 2,35 (Proba 3) deci preincalzitoarele sunt o sursa de infiltratii suplimentare de aer fals. 9/ Emisiile de gaze de ardere la VG indica un NOx crescut, care variaza intre 320 – 425 mg/Nm3 deci peste limita care prevede un maxim de 200 mg/Nm3 din anul 2016. Acesta poate fi determinat atat din azotul continut in combustibil (v. analiza elementara: N > 0.50 %) dar si din azotul din aerul de ardere. 10/ Nearsele din zgura au variat in domeniul 20,60 – 46 %. dependente de compozitia combustibilului si de procesul de ardere lent si cu o slaba turbionare 11/ Calculul indica un randament termic calculat de 87,30 % la sarcina maxim atinsa, putând fi considerat bun avand in vedere durata de functionare a cazanului si anul când s-a realizat proiectul

Teste si masuratori initiale pe turbina

Turbina cu abur este produsa de firma RATEAU-SCHNEIDER si este de tipul cu actiune pe o singura linie de arbori, in condensatie si cu o supraincalzire intermediara. Are un numar de sapte prize, care alimenteaza preincalzitoarele din circuitul de preincalzire regenerativa a apei de alimentare si condensului principal. Turbina este formata din patru corpuri: CIP, CMP si 2 CJP in dublu flux.

In cadrul experimentarilor au fost masurate debite, presiuni, temperaturi, puteri la borne, puteri ale serviciilor interne. Au fost masurate debite de abur viu, apa de alimentare, injectiile in abur intermediar, condens secundar si condens de baza. Pentru masurarea debitelor s-au utilizat traductoare de presiune diferentiala tip Bailey cu clasa de precizie 0.1 % si debitmetre cu ultrasunete.

Proba de maxim ce s-a putut realiza a corespuns unei puteri active de 303 MW corespunzatoare unui debit de abur viu la intrarea in turbina de 860 t/h. Temperatura aburului a variat pentru cele 3 sarcini intre 522 – 528 0C, corespunzatoare unor presiuni in gama 130 – 160 bar.

Randamentele pentru corpul de inalta presiune au variat in domeniul 76,3 – 79,3 % si sunt apropiate de sarcina maxima realizata corespunzatoare unor valori nominale de proiect de 81 %. Randamentele interne calculate pentru corpul de medie presiune sunt mici si cuprinse intre 81,3 % - 82.9 % (valori nominale 87 – 90 %) fapt ce evidentiaza pierderi la destindere. Pentru corpul de joasa presiune randamentele sunt mici 71.4 % - 71.9 % fiind determinate de presiunea crescuta in condensator.

3. Determinari de laborator privind caracteristicile fizico-chimice ale

combustibililor si ale reziduurilor solide evacuate

Pentru o proba reprezentativa, principalele determinari care se pot efectua privesc: analiza imediata, puterea calorifica, analiza elementara, indicele de macinare, temperaturile caracteristice pentru cenusa si analiza chimica a cenusii.

In laboratoarele P1 - ICEMENERG au fost determinate principalele caracteristici tehnice si energetice ale carbunelui utilizat la CTE Isalnita: conţinutul de materiile volatile, cenusa si balast, cenusa raportata Arap, temperatura de curgere a cenusii,puterea calorifica inferioara, umiditatea (Wi) rezistenta de stocare si macinabilitatea.

Buletinele de analiza intocmite de SC ICEMENERG SA pentru probele de lignit si de zgura colectate de la SE Isalnita in luna octombrie 2012 sunt prezentate in anexa 2 a lucrarii in extenso. Conform acestor buletine, continutul initial de umiditate al probelor recoltate din teren a variat in domeniul 41,00- 42 %, iar continutul mediu de cenusa in domeniul 20,10 – 24,5 %. Continutul de azot din combustibilul inital (care se regaseste si in compozitia de NOx din gazele de ardere) se afla in domeniul 0,50 – 0,55 %. Continutul de materii volatile important in procesul de stabilitate si de ardere propriu zisa este de cca 27,90 – 29,95 %. Puterea calorifica inferioara este cea caracteristica lignitilor din zona Olteniei, respectiv de cca 1800 - 1900 Kcal/kg

12

Fig. 6. Uscare probe carbune mori in laboratorul

specializat ICEMENERG

Fig. 7. Mojar pentru macinare probe carbune

Fig. 8. Analiza granulometrica praf de carbune

prelevat de la mori cazan

Fig. 9. Balanta analitica pentru cantarire probe colectate

Fig. 10. Curbele granulometrice ale probelor de praf de carbune prelevate de la morile cazanului nr. 7

13

4. Studiu tehnic privind particularităţile constructive şi parametrii funcţionali

ai sistemului de preparare a prafului si a instalaţiei de ardere iniţiale

Realizarea obiectivelor proiectului, privind ridicarea performanţelor de funcţionare a arzătoarelor de praf de cărbune prin reducerea emisiei de NOx, a implicat pentru prima etapă analiza funcţionării instalaţiei de ardere actuale. Instalaţia de ardere pentru praful de cărbune cuprinde un ansamblu de 6 mori tip ventilator şi 6 arzătoare cu fante. Instalaţia de ardere este de tipul cu insuflare directă, fiecare moară fiind cuplată cu un arzător, care dirijează praful de cărbune direct în focar. Performanţele instalaţiei de ardere depinde de performanţele ansamblului moară-arzător.

Analiza funcţionării instalaţiei de ardere pentru starea actuală s-a realizat prin studiul capacităţii de măcinare şi prin studiul aerodinamicii arzătoarelor, pentru actuala calitate a lignitului.

Lignitul utilizat în momentul de faţă este caracterizat prin umiditate foarte ridicată, prin conţinut mediu de cenuşă şi de materii volatile. Conţinutul relativ redus de materii volatile, impune o măcinare fină (R0,09 sub 75%). Creşterea fineţii de măcinare, implică reducerea debitului morii. Ca urmare, s-a verificat dacă moara poate realiza debitul necesar instalaţiei de ardere pentru fineţea de măcinare impusă.

Existenţa unei rezerve de impuls pe traseul aerului secundar a fost principalul obiectiv al calculului arzătorului, deoarece acest lucru permite sigur adaptarea arzătorului la arderea în trepte şi la reducerea emisiei de NOx.

4.1. Parametrii funcţionali ai morilor de cărbune

Moara prezentată în figura 4.1 este construcţie KSG, tip 120.60 la turaţia 500 rot/min. Date constructive:

- diametru exterior rotor, D2 = 3200 mm; - diametru interior rotor, D2 = 1850 mm; - lăţime rotor, b = 860 mm; - turaţia morii: 497 rot/min.

Pe baza caracteristicilor constructive a rezultat viteza periferică a rotorului:

smnD

u /3,8360

4972,3

602

2 =⋅⋅

==ππ

Această valoare este la limita optimă inferioară pentru astfel de construcţii de mori, viteza recomandată fiind de 85 – 100 m/s. Capacitatea maximă de măcinare pentru un anumit tip de cărbune:

uzcontr KbuDC ⋅⋅⋅⋅= ρ22032,0 Se admite factorul de uzură la valoarea Kuz = 0,9 skgCconstr /60,69,086,03,832,3032,0 =⋅⋅⋅⋅=

09,0

100ln

1

R

C fin =

Cărbunele utilizat în această perioadă la CET Işalniţa are următoarele caracteristici energetice:

- umiditate totală, Wit = 41,6%;

- cenuşă, Ai = 21,31%; - coeficientul de măcinabilitate, mH = 34,5; - umiditate praf ieşire moară, Wp = 20,9%.

Fineţea de măcinare exprimată prin restul pe sita cu ochiul de 90 µm are valoarea %3,7209.0 =R

10,3

3,73

100ln

1==finC ;

f

uu

VTImăăK

KKmC 21

⋅=

[ ]skgCCCCCB ventfinmăăcsarcconstr /⋅⋅⋅⋅=

14

Coeficientul de măcinabilitate după metoda VTI, faţă de metoda mH are valoarea:

78,070

205,34

70

20=

+=

+= H

VTI

mm ]]] %79,4586,4107,1107,11max =⋅+=+= i

t

i WW

( ) ( )( ) ( )

( ) ( )( ) ( )

2,409,2086,419,20100

9,2086,411009,2010086,41

100

10010025,0

25,01

=−−−

−−−=

−−−

−−−=

api

t

p

api

t

pi

t

m

WWW

WWWWW %

unde coeficientul a ce caracterizează cota parte de uscare a cărbunelui în turnul de preuscare are valoarea a = 0,25

%65,237

9,2062,40

7

6=

⋅+=

+=

pi

mm

med

WWW

( ) ( )

( ) ( )916,0

9,202,40

65,232,4022

22

2

max

22

max1

=−

−=

−

−=

a

a

i

m

med

i

u

WW

WWK

26,186,41100

65,23100

100

1002

=−

−=

−=

i

t

m

medu

W

WK

883,002,1

26,1916,078,0 =

⋅=măăC

Pentru capacitatea maximă de măcinare a morii pentru actuala calitate de cărbune rezultă debitul htskgB /65/66,18 == Presiunea totală pe circuitul de refulare a aerului este: [ ]PaPauH auau 40052,03,8397,0 22

2 =⋅⋅=⋅= ψρ

Unde auρ este densitatea agentului de uscare (pentru o temperatură de refulare de 1600C, auρ = 0,97

kg/m3), u2 – viteza periferică a rotorului (u2 = 83,3 m/s), ψ - coeficientul de presiune, ψ = 0,52.

Prezenţa concentraţiei prafului de cărbune µ , în kg cărbune/kg aer, µ =0,18 kg/kg

Fig. 11. Detalii constructive moară ventilator

15

PaH

H au

pau 31518,05,11

400

5,11, =⋅+

=⋅+

=µ

Puterea pentru ventilaţie a morii:

[ ]kWHuD

Pve

auv

ηη

ϕ

102

8,0 222 ⋅⋅⋅

=

unde eη este randamentul motorului electric ( eη =0,92), vη - randamentul de ventilaţie ( vη = 0,45), ϕ -

coeficient de debit (ϕ =0,07-0,11).

[ ]kWPv 65045,092,0102

4001,03,832,38,0 2

=⋅⋅

⋅⋅⋅⋅=

Puterea totală pentru măcinare şi ventilaţie:

kWPP vt 68618,05,11

18,09,11650

5,11

9,11=

⋅+

⋅+=

+

+=

µ

µ

Consumul specific pentru măcinare:

t

kWh

B

Pc t 47,12

55

686===

Consumul specific la măcinarea cărbunelui la calitatea actuală este în calculul valorilor optime. În concluzie, moara actuală, împreună cu separatorul ei realizează pentru cărbunele utilizat în momentul de faţă parametrii corespunzători de funcţionare, permiţând realizarea unui arzător performant în cadrul activităţilor ulterioare din cadrul proiectului.

4.2. Parametrii funcţionali ai arzătoarelor pentru lignit

Arzătoarele în număr de 6 cu care este echipat cazanul fac parte din categoria arzătoarelor cu jeturi pentru combustibili solizi inferiori, amplasate în colţuri pentru instalaţii de ardere cu insuflare directă. În figura 2 se prezintă construcţia arzătorului de praf de cărbune şi detalii de prindere la cazanul MAN 525 t/h de la CET Işalniţa. Fiecare arzător este format din câte 4 fante paralele pentru curgerea cărbunelui praf, înclinate în jos cu 150, fiecare fantă având în compoziţie câte 4 module. Aerul secundar este insuflat prin două fante (superioară şi inferioară) şi prin ţevi de aer dispuse între fantele de praf de cărbune.

Pentru un conţinut de cenuşă Ai =21,31% şi de umiditate Wit = 41,86%, din diagrama de calcul

a vitezei agentului primar rezultă următoarea valoare pentru viteza agentului primar: smW /131 = Secţiunea de ieşire a agentului primar cuprinde un număr de 16 module, fiecare având latura

de 0,3 m; 221 44,13,016 mF =⋅= .

Densitatea agentului primar, pentru o temperatură de 1600C şi o concentraţie a prafului de 0,2

kg/m3 va rezulta: 31 /97,02,1

160273

27329,1 mkg=⋅

+=ρ

Densitatea aerului secundar 32 /61,0

300273

27329,1 mkg=

+=ρ

Secţiunea de ieşire a aerului secundar este de 0,6 m2, iar a aerului de divizare a fantelor de agent primar este de 0,48 m2. Prin însumare rezultă: 2

2 08,1 mF = Viteza aerului secundar se adoptă la 45 m/s, raportul vitezelor din arzător fiind W2/W1 = 3,46,

valoare superioară celei limită. Impulsul agentului primar: 222

1111 /05,2361344,197,0 skgmWFI =⋅⋅=⋅⋅= ρ

Impulsul aerului secundar: 2222222 /13344508,161,0 skgmWFI =⋅⋅=⋅= ρ

Raport impulsuri: 65,505,236/1334/ 12 ==II Acest raport al impulsurilor, cu valoare de peste 5, va permite direcţionarea jeturilor de aer

secundar în aşa fel încât prin intersecţia cu praful de cărbune să realizeze arderea în trepte cu reducerea corespunzătoare a emisiei de NOx. În tabelul 1 se prezintă criteriile de construcţie şi funcţionare a unor arzătoare performante pentru praf de cărbune. Arzătorul nu are recirculare de gaze de ardere (r = 0), iar raportul de aer

16

primar-aer total de ardere este direct proporţional (aproximativ egal) cu conţinutul de materii volatile ( ρ = 30).

Fig. 12. Detalii construcţie arzător cazan 525 t/h CET Işalniţa

17

Tabelul 4.1. Caracteristicile constructive funcţionale pentru arzătoarele cu fante pentru lignit

Nr. Mărimea UM Tip cazan

1 Debit cazan

ht

skg

/

/

465

129

927

5.257

8,1774

493 MAN

525t/h

2 Viteza amestec primar, w1 m/s 12 12 121 13 3 Viteza aer secundar, w2 m/s 45 46 59 45 4 Impuls total amestec primar, I1 kgm/s2 189,5 511,84 1055,95 236,05 5 Impuls total aer secundar, I2 kgm/s 575,05 1315,55 3758,23 1334 6 Energie totală amestec aer

primar, E1 kgm2/s3 1137,1 3071,05 6336,84 1534,32

7 Energie totală aer secundar, E2 kgm2/s3 12939,7 30258,75 110866 30015 8

Raport de viteze, 1

2

w

w - 3,75 3,83 4,91 3,46

9 Raport de impulsuri,

1

2

I

I - 3,034 2,57 3,55 5,65

10 Raport de energii,

1

2

E

E - 11,37 9,85 17,49 19,56

11 Laturile camerei de ardere M x m 12,5 x 1,5 14,9 x 13,9 20 x 20 -

[ ]skgmFwI /2ρ= ;

⋅=

3

2

2 s

kgmwIE ; =ρ densitatea [ ]3/ mkg ; =F secţiunea de ieşire [ ]2

m ;

w = viteza de ieşire [m/s] Analizând datele centralizate, rezultă că arzătorul cu fante ce echipează cazanul de 525 t/h corespunde cerinţelor de funcţionare cu emisii de NOx pentru limitările actualei perioade de timp.

4.3. Concluzii

Moara macină performant pentru calitatea actuală a lignitului utilizat la CET Işalniţa. Debitul realizat de moară, fineţea de măcinare şi consumurile specifice sunt în plaja valorilor cerute de actualul nivel tehnologic de valorificare economico-ecologică a lignitului. Arzătorul cu fante are o construcţie ce permite adaptarea lui la o tehnologie de ardere în trepte, caracteristică reducerii emisiei de NOx şi CO. Adaptarea arzătoarelor la noua tehnologie de ardere este posibilă ca urmare a valorilor mari pentru impulsul şi energia jeturilor de aer secundar. Într-un tabel centralizator s-au prezentat parametrii funcţionali pentru aerodinamica arzătorului, care pentru jeturile de aer secundar sunt net superiori faţă de un arzător similar pentru un cazan de acelaşi debit. Adaptarea arzătorului la noua tehnologie de ardere impune însă realizarea permanentă în funcţionare a debitelor pentru aerul secundar la valorile impuse, prin circuitul ventilatoarelor de aer, preîncălzitoarelor de aer şi tabulaturilor de aer.

5. Analiza caracteristicilor constructive si functionale ale unui grup

pentru carbune integrat holistic

In prezenta lucrare se face o analiză a tehnologiilor moderne de producere a energiei electrice şi termice bazate pe utilizarea cărbunilor. Se au în vedere următoarele filiere de producere a energiei:

� Centrale convenţionale cu abur (CCA) cu ardere a cărbunelui în stare pulverizată ; � Centrale cu ardere a cărbunelui în pat fluidizat atmospheric (AFBC); � Cicluri combinate gaze-abur cu gazeificare integrată a cărbunelui (IGCC). Pentru fiecare dintre aceste tehnologii au fost analizate următoarele elemente: � Structura tehnologică; schema � Performanţe energetic şi de mediu � Gradul de maturitate al tehnologiei.

In urma analizelor efectuate au rezultat următoarele elemente :

18

a) Grupurile convenţionale cu abur cu parametrii supracritici şi ardere a cărbunelui în stare pulverizată (CCA) sunt mature din punct de vedere comercial. Ele se bazează pe tehnologii verificate în exploatare şi au dovedit o fiabilitate şi o disponibilitate deosebite.

Se pot obţine puteri unitare de peste 1000 MW şi nu există probleme deosebite în respectarea restricţiilor impuse de legislaţia de mediu.

Din punct de vedere al randamentului este de aşteptat ca acesta să crească de la valori actuale de 46 % până la 52 % (în jurul anului 2020).

b) Tehnologia de ardere a cărbunelui în pat fluidizat la presiune atmosferică (AFBC) a fost utilizată preponderent pentru retehnologizarea unor grupuri existente. Ca şi în cazul de mai sus tehnologiile utilizate sunt mature din punct de vedere comercial.

Utilizarea AFBC pentru echiparea unor noi unităţi a fost limitată în primul rând de următoarele elemente:

- Eficienţe relative scăzute în comparaţie cu CCA cu parametrii supracritici; - Imposibilitatea de a obţine puteri unitare mari.

Totuşi, trecerea la utilizarea unor cicluri cu abur cu parametrii supracritici a permis obţinerea unor randamente şi a unor puteri unitare mai mari (vezi centrala Lagisza, Polonia).

c) IGCC se află încă în faza de dezvoltare demonstrativă. Actualele IGCC s-au axat îndeosebi pe utilizarea cărbunilor superiori şi mai puţin pe lignit.

Randamentul IGCC este încă scăzut în raport cu principalul competitor – ciclul convenţional cu abur (CCA) cu parametrii supracritici. Creşterea randamentului este condiţionată de dezvoltarea unor procedee de înaltă temperatură pentru curăţarea gazului de gazogen.

IGCC se caracterizează încă prin nivele reduse de disponibilitate. Creşterea disponibilităţii poate fi obţinută prin diminuarea gradului de integrare a instalaţiilor, cu efect negativ asupra randamentului.

Costurile investiţionale sunt încă deosebit de ridicate. Este de aşteptat ca acestea să scadă pe măsura perfecţionării componentelor IGCC şi a standardizării acestora.

Pe plan mondial se constată o reticenţă a operatorilor de centrale în a se echipa cu IGCC. Se pare că, cel puţin pentru următorii 10 ani, CCA cu parametrii supracritici va constitui prima opţiune în ceea ce priveşte utilizarea cărbunelui în scopul producerii de energie electrică. IGCC va putea reprezenta un concurent serios pentru CCA doar în momentul în care se va pune problema realizării unor centrale cu emisii nule de dioxid de carbon.

Concluzii :

� Pentru un orizont de timp de 10 – 15 ani, CCA cu parametrii supracritici va reprezenta principala soluţie de utilizare a cărbunilor în scopul producerii energiei electrice.

� AFBC va putea interveni pe scară largă în cazul utilizării de asemeni a unor cicluri cu abur cu parametrii supracritici. O altă problemă care trebuie rezolvată este creşterea puterii unitare a acestor categorii de grupuri.

� IGCC încă nu poate deveni un actor important în sectorul producerii energiei electrice.

Prin comparaţie cu stadiul pe plan mondial, în România producţia de energie electrică pe bază de cărbune se realizează în mod exclusiv în grupuri cu ardere a cărbunelui în stare pulverizată, dotate cu cicluri cu abur cu parametrii subcritici.

� In sistemul energetic există grupuri cu putere unitară de 200 – 235 MW bazate pe utilizarea huilei. Randamentele nete pentru aceste unităţi sunt situate în intervalul 30 – 35 %.

� Utilizarea lignitului este realizată în principal în grupuri cu puteri unitare de 330 MW, cu randamente nete în intervalul 27,5 – 32 %.

Se poate observa că performanţele sunt sensibil inferioare faţă de cele obţinute pe plan mondial în CCA cu parametrii supracritici: peste 40 % în cazul lignitului şi peste 45 % în cazul huilei.

19

6. Concluzii Analiza tuturor rezultatelor obtinute in cadrul etapei 1 conduce la urmatoarele concluzii: 1/ Analiza ecoergonomica si de ecopsihologie, realizata de catre echipa de specialisti din cadrul Conducatorului de proiect, s-a finalizat cu creearea atat a unui model general de ecoconstiinta, cat si a unui model comportamental al acesteia. Evaluarea nivelului ecoconstiintei comportamentale a angajatilor de la SE Isalnita a fost realizata pe un esantion reprezentativ. Datele si informatiile obtinute se constituie in premisa pentru elaborarea, in fazele urmatoare, a unui sistem managerial complex de gestionare a relatiei om-echipament-mediu la Uzina electrica Isalnita. 2/ Grupurile energetice din SE Isalnita au fost proiectate la nivelul anilor 1960, in conceptia si tehnologia corespunzatoare acelei perioade si au fost puse in functiune in anul 1967, avand in momentul de fata un numar de peste 100.000 ore de functionare. Limita de emisii de NOx la care trebuie sa se conformeze este de 200 mg/Nm3 incepand din anul 2016. 3/ In functie de posibilitatile tehnice ale centralei la momentul respectiv, probele s-au efectuat la 3 sarcini ale cazanului, respectiv 434 t/h, 360 t/h si 293 t/h, corespunzatoare unor incarcari termice de 85 %, 70 % si respectiv 57 %. 4/ Emisiile de gaze de ardere la VG indica un NOx crescut, care variaza intre 320 – 425 mg/Nm3 deci peste limita care prevede un maxim de 200 mg/Nm3 din anul 2016. Acesta poate fi determinat atat din azotul continut in combustibil (v. analiza elementara: N > 0.50 %) dar si din azotul din aerul de ardere. 5/ Calculul indica un randament termic calculat de 87,30 % la sarcina maxim atinsa, putând fi considerat bun avand in vedere durata de functionare a cazanului si anul când s-a realizat proiectul. 6/ In laboratoarele P1 - ICEMENERG au fost determinate principalele caracteristici tehnice si energetice ale carbunelui utilizat la CTE Isalnita: conţinutul de materiile volatile, cenusa si balast, cenusa raportata Arap, temperatura de curgere a cenusii,puterea calorifica inferioara, umiditatea (Wi) rezistenta de stocare si macinabilitatea. 7/ Principalele posibilitati de reducere a emisiilor de NOx sub valoarea admisa vizeaza corelarea reproiectarii arzatoarelor de praf de carbune cu folosirea unor materiale performante si implementarea unui sistem de management si control al arderii, functionand integrat in sistemul de automatizare al blocului energetic, solutie care permite obtinerea unor avantaje tehnico - economice considerabile. 8/ Se poate considera pentru inceput ca reducerea emisiilor de NOx poate fi conditionata de o organizare optima a distribuţiei fluidelor pe fantele de aer secundar la arzator, a vitezelor cu care este injectat aerul in camera focara, a cresterii turbionarii, dar si prin realizarea arderii in trepte a combustibilului in focarul cazanului. 9/ Datele din exploatare culese vor sta la baza modelarilor matematice viitoare. Aceste modelari a amestecului polifazic, aerului secundar si tertiar prin arzatoarele de praf de carbune si a arderii in camera focara au scopul sa mareasca randamentul cazanului si sa scada consumurile specifice de combustibil prin imbunatatirea si optimizarea arderii, reducerea nearselor din zgura si cenusa, reducerea emisiilor de NOx. Reducerea consumurilor specifice de combustibil va diminua si nivelele emisiilor de SO2 si CO2 evacuate in atmosfera. 10/ Analiza efectuată arată disponibilitatea grupului energetic de la CET Işalniţa la adaptarea funcţionării la cerinţele economice şi ecologice impuse prin legislaţia naţională şi europeană pentru perioada următorilor ani.

20

7. Diseminarea rezultatelor

În cadrul etapei 1 a proiectului au fost elaborate, susţinute şi publicate în cadrul a două Conferinţe naţionale 3 articole prin care sunt diseminate obiectivele, conţinutul şi rezultatele cercetărilor efectuate. - “Program de cercetare complexă pentru realizarea unei arderi ecologice a lignitului la CE Işalniţa”,

autori L. Mihăescu, G. Negreanu, I. Oprea, I. Pîşă, V. Berbece,. M. Georgescu, Conferinţa Ştiinţifică Naţională cu participare Internaţională „CONFERENG”, Univ. Constantin Brâncuşi, Târgu Jiu, 9-10 noiembrie 2012;

- „Model de formare şi dezvoltare a conştiinţei ecologice pentru personalul de exploatare dintr-o

centrală termoelectrică”, autori dr. C Sofronie, R. Zubcov, A XXXIX-a Conferinţă Naţională de Termoenergetică şi Termoficare, Poiana Braşov, 28-30 noiembrie 2012;

- "Analiza capacitîţii instalaţiei de ardere a lignitului la CET Işalniţa în vederea posibilităţii de implementare a unor tehnologii de ardere cu NOx redus", autori Mihăescu L., Pîşă I., Negreanu G., Berbece V., Oprea I., Georgescu M., A XXXIX-a Conferinţă Naţională de Termoenergetică şi Termoficare, Poiana Braşov, 28-30 noiembrie 2012.