Z historie: Aplikovaný výzkum a vývoj ČEZ-ORGREZ

Aplikovaný výzkum a vývoj v energetice probíhal od roku 1957 v ČEZ-ORGREZ se sídlem v Brně – bylo to hlavní pracoviště systému tzv. nesamostatných pracovišť výzkumné a vývojové základny (NVVZ). V pracovištích ČEZ-ORGREZ v Brně, Praze, Ostravě, Mostě a Bratislavě pracovalo 300 zaměstnanců výzkumu a vývoje na úkolech řešících zvyšování spolehlivosti elektrárenských bloků, klasických i jaderných, eliminaci negativních vlivů zhoršujících se paliv, zlepšení životního prostředí, racionalizaci živé práce v energetických provozech a vývoj unikátních přístrojů a mechanizačních pomůcek.
Kromě ČEZ-ORGREZ byla postupně do roku 1975 budována při energetických podnicích další výzkumně-vývojová pracoviště menšího rozsahu, takže systém 10 pracovišť NVVZ energetiky ČEZ měl asi 400 pracovníků výzkumu a vývoje, která byla dále zaměřena do oblasti kvality a životnosti materiálů, vývoje speciálních elektrických přístrojů a měřicích zařízení, vývoje mechanizačních prostředků pro údržbu výroben.
V počátcích období (1957 až 1961) se formovaly pracovní kolektivy, vytvářely základní metody práce, vybíraly a vyvíjely vhodné měřicí a vyhodnocovací metody. Shromažďovaly se zkušenosti ověřené energetickou praxí. V té době šlo o práce v oblasti dopravy a úpravy paliva, tepelné techniky, elektrárenské chemie a elektrotechniky, zaměřené převážně na novou generaci elektrárenských bloků o výkonu 50 a 55 MW. Týkaly se problémů vykládky zmrzlého paliva, racionalizace provozu mlýnských okruhů, stabilizace provozu kotlů, ověřování vnitrokotelních dějů, zdokonalování chemických režimů, omezování vzniku korozí, profylaktivních zkoušek alternátorů a experimentálního ověřování prototypů ochran a ovládacích zařízení. Komplexní využití vývojových, projekčních a realizačních složek představovala centralizace řízení a automatizace čtyř kotlů v elektrárně Vítězný únor, když se poprvé v tehdejší ČSR využilo elektronického regulačního systému sovětského i vlastního, vyvinutého v ORGREZ. Některé prvky této automaticky pracovaly úspěšně na řadě menších kotlů do nedávné doby.
V letech 1962 až 1966 bylo nutno řešit celou řadu nových problémů elektrizační soustavy, vyvěrajících z racionalizace a stabilizace provozu bloků 50 – 55 MW, spouštění prvních bloků 110 MW, přípravy uvádění do provozu prvého bloku 200 MW v elektrárně Ledvice, dále racionalizace obsluhy a údržby v parních elektrárnách, využití tekutých paliv, rozvoje teplárenství, uvádění do provozu nadřazené soustavy 400 kV a vývojových prací pro automatizaci a řízení elektrizační soustavy. Za reprezentativní práce tohoto období mohou být považovány experimentální ověření a úpravy častého najíždění bloků 55 MW a 110 MW po různých dobách odstavení, vyšetření teplotního pole horizontální příruby dělicí roviny turbíny s využitím modelové techniky, návrhy nových izolací, vývoj metody a realizace chemické úpravy austenitické části kotle bloku 200 MW v elektrárně Ledvice. Dále zjišťování životnosti přehříváků u bloků 110 MW, zavádění kontinuálního měření pevných exhalací ve spalinách a automatizace předávacích stanic. V neposlední řadě pak proměřování a zkoušky transformátorů 400 kV, vyšetřování provozních charakteristik synchronních strojů a asynchronní chod alternátorů 55 MW. U roštových kotlů byla experimentálně ověřena řada způsobů navržených pro spalování méněhodnotných paliv, např. dvouvrstvé spalování, recirkulace spalin pod rošt, předsoušení paliva spalinami ve svodce apod. Asi u 40 kotlů o výkonu 10 – 50 t/h bylo navrženo a provedeno přídavné práškové topení. Kvalitativně zcela nové problémy byly řešeny v oblasti automatizace elektrizační soustavy, představované zjišťováním dynamických vlastností bloků 55 MW až 110 MW, ověřováním jejich regulačních pásem, vývojem a realizací nových regulačních schémat, přípravou elektráren pro automatickou regulaci frekvence a výkonu a zdokonalování regulace napětí a jalového výkonu elektrizační soustavy. Konečně do tohoto období spadají i počátky aplikace číslicové techniky v energetice, reprezentované stavbou a odzkoušením bilanční ústředny BU 360 v provozu elektrárny Poříčí a laboratorní zkoušky měřicí ústředny EC 300 pro blok 200 MW i v elektrárně Ledvice.
Charakteristickým prvkem období let 1967 – 1971 je jeho převažující orientace do oblasti nově budovaných elektráren, rozvoje činností spojených s hromadným nasazováním bloků 110 a 200 MW, uplatňování inovací v řízení elektrizační soustavy a jejich článků a rozsáhlé využívání modelové techniky a číslicových počítačů při zpracování řešených problémů.
Kvalitativně nový znak nesly zejména práce v oblasti techniky ochrany ovzduší, systematické údržby a profylaktiky rozvodových zařízení využitím termovize.
V roce 1971 byla v prostoru severočeských elektráren vybudována rozsáhlá síť přístrojů, kterými byly sledovány plynné imise i spad tuhých částic v přízemních vrstvách atmosféry. Obdobná měření se prováděla v okolí elektráren Dětmarovice a Chvaletice.
Léta 1972 až 1976 spadají do období uvádění do provozu elektráren Vojany II, Tušimice II a Dětmarovice. Práce v tomto období byly v prvé řadě orientovány na stabilizaci a racionalizaci provozu 110 a 200 MW bloků v elektrárnách Mělník II, Tušimice I, Prunéřov I, Ledvice a Počerady I. Byly jimi získány informace o skutečných vlastnostech a stavu zařízení v jeho počátečním období provozu, definována kritická místa děje bránící dosahování projektových parametrů, spolehlivého a ekonomického provozu. Na základě těchto zjištění byla uskutečňována náprava opatření vlastními silami energetiky nebo působení výrobců. V této souvislosti zaslouží mimořádnou pozornost Usnesení vlády ČSSR č. 181/1976, které ukládá provedení spalovacích zkoušek s polským uhlím v elektrárně Dětmarovice včetně vypracování návrhů příslušných úprav technologického zařízení a jeho provozu. Cílem bylo uvolnit spalování tohoto paliva jako částečnou náhradu za ostravské uhlí. Velký rozsah práce byl vykonán v elektrárně Tušimice II, zvláště v souvislosti s výskytem struskování ve spalovacích komorách a práce pro Československý státní energetický dispečink. Byla vyvinuta a v řadě rozvoden instalována soustava dálkového měření s číslicovým přenosem informací. Tentýž dispečink byl též vybaven číslicovým regulátorem frekvence a předávaného výkonu, jehož vývoj a výroba se uskutečnily v ORGREZ. K zabezpečení výcviku operátorů bloku 200 MW byl vyvinut, vyroben a ve Výcvikovém středisku ESSM Tušimice uveden do provozu trenažér, umožňující simulování všech provozních stavů včetně najíždění a odstavování bloků.
Na základě zkoušek turboalternátorů 137 a 235 MVA bylo možno specifikovat provoz strojů v mimořádných provozních stavech a určit možnost jejich většího využití.  Významné práce v letech 1972 až 1976 se uskutečňovaly též v oblasti profylaktiky vysokonapěťového izolačního systému elektrických strojů a přístrojů. Díky diagnostickým měřením na generátorech a výkonových transformátorech bylo dosaženo značných úspor jak finančních, tak i úspor v počtu pracovníků elektroúdržby. Diagnostika izolačních systémů vvn se dostala zásluhou ORGREZ v československé energetice na vysokou úroveň.
Pro zlepšení provozních podmínek energetického zařízení byla vyvinuta řada elektrotechnických přístrojů, jako např. statický voltmetr, regulátory napětí odbočkových transformátorů, automaticky ovládaný úsečník, kostrová ochrana, zařízení pro hlášení poruch distribučních transformátorů, zapisovače náběhu ochran, přístroje hromadného dálkového ovládání apod. Všechny tyto přístroje nalezly v energetice široké uplatnění.
Obdobně lze hovořit i o etalonážních zařízeních pro teplotní laboratoře elektráren. Jsou to např. stabilizované zdroje stejnoměrného napětí a proudu, zařízení k realizaci bodu táni ledu, hypsometr, olejová lázeň, solná lázeň a kompenzační elektrická pec. Zajištění vývoje a výroby těchto etalonážních a elektrotechnických přístrojů uspořilo našemu národnímu hospodářství značný obnos deviz.
Do let 1977 až 1981 spadá ukončování výstavby posledních uhelných elektráren s bloky 200 MW v Chvaleticích a Prunéřově a 500 MW v Mělníku, jejichž uvádění do provozu si vyžádalo příslušnou orientaci kapacit koncernu. Rozsáhlé experimentální práce v provozech elektráren byly zaměřeny na získání potřebných znalostí o základních parametrech ventilátorových mlýnů, kterými byl zlepšen mlecí i spalovací proces, postupy najíždění i odstavování výkonu a technologie výměny opotřebených aktivních částí. Byla navržena a odzkoušena řada úprav mlecích zařízení, umožňující přechod na spalování paliv horší kvality. Podobné práce byly uskutečněny na kroužkových mlýnech polské výroby v souvislosti se změnou palivové základny u bloků v elektrárně Dětmarovice. Na kotlích byly ověřeny tři typy vodních ostřikovačů struskových nánosů se zřetelem na čisticí účinek, trvání čisticí doby, spolehlivosti a teplotních rázů v konstrukčních materiálech. V severočeských elektrárnách bylo konstrukčně vyřešeno dočišťování nálepů na stěnách vagónů při dopravě hnědého uhlí. Pro eliminaci vlivů zhoršených vlastností hnědých uhlí vyvinul ORGREZ novou generaci automatického vzorkovače, vybaveného průběžným měřením obsahu vody a popela.
Významným přínosem na poli teplárenství bylo vybudování zkušebny mechanických měřičů tepla pro Jihomoravské elektrárny v Brně. Byly zpracovány technické podklady a specifikace zařízení, projekt zkušebny, vyrobeny a dodány speciální zkušební zařízení, zkompletovány dodávky, organizovány ověřovací zkoušky, vyškoleni pracovníci, sestaven zkušební program a na závěr vydáno podnikové pověření.
Další významnou prací byl vývoj bilančního počítače pro teplárnu Komořany, který zabezpečoval důslednou kontrolu technologických zařízení, operativní řízení provozu a zvyšoval hospodárnost teplofikačních režimů. Pro účely řízení teplárenských soustav byly zpracovány pasporty soustav v českých zemích i na Slovensku
Racionalizační proces ve vodních elektrárnách byl zaměřen na vytvoření správné vazby mezi rozváděcím a oběžným kolem turbíny v zájmu hospodárného provozu, na eliminaci nepříznivých důsledků vibrací a kavitačních pásem, v přečerpávacích elektrárnách na řízení režimu turbínového a čerpadlového provozu. Účinná pomoc byla poskytnuta provozovatelům při uvádění elektráren do provozu, zejména elektrárně Dalešice. Vltavská kaskáda byla vybavena centrálním informačním systémem, který zabezpečoval jednotné ovládání všech provozoven.
V zájmu ochrany ovzduší a životního prostředí byly velké elektrárny vybaveny kontinuálně měřicími trasami ke zjišťování úletu škodlivin v kouřových plynech. Pro elektrárny a teplárny v českých zemích byl vybudován a trvale se provozoval emisní informační systém EISE, kterým byl vyhodnocován stav odlučovačů, přípustných úletu a zabezpečovaly se objektivní podklady k určení hmotného postihu provozovatelů při nadměrném úletu popílku.
V posledních pětiletích bylo nutno obrátit pozornost na jaderné bloky 400 MW. V Jaslovských Bohunicích měly práce na obou blocích povahu kontrolní a racionalizačně-defektoskopické zkoušky materiálu, měření vnitřních ploch, režimu tepelné a chemické úpravy vod, statické charakteristiky turbín, seřízení vlastní spotřeby průtoku v chladicím okruhu, funkce kondenzačních zařízení, izolace parovodů a hlučnosti zařízení. Pro Dukovaly byly připraveny programy ověřovacích zkoušek, měření a provozních kontrol, vymezovány provozní režimy a sestaveny pasparty, prováděny kontroly konstrukčních materiálů a zpracován řád podnikové metrologie.
K 1. 1. 1984 byl zařízen a zařazen do koncernové účelové organizace ORGREZ nový závod investorsko-inženýrských činností se sídlem v Praze. Závod vznikl z bývalé k.ú.o. Energoinvest. Jeho hlavním posláním bylo poskytování odborných činností při investiční výstavbě koncernu ČEZ a výkon funkce investora určených malých vodních elektráren. Od 1. 1. 1985 byl do závodu investorsko-inženýrských činností delimitován karlovarský ateliér projektování malých vodních elektráren z Projektového ústavu uranového průmyslu.
Kromě přebíraných činností v důsledku delimitací byly do programu prací zařazeny některé nové činnosti, jako např. poradenská služba pro malé vodní elektrárny, koncernové koordinační pracoviště pro ekologii, koncernová palivová laboratoř, využití suchých zbytků pro spalování v různých resortech národního hospodářství. Rozvíjelo se využívání nových diagnostických metod s vysokým stupněm výpovědi. Pro uplynulé období je též charakteristické rozšíření využití mikroprocesové techniky.
Racionalizace spotřeby energie ve zdrojích - proces tvorby jednotné metodiky bilancování a normotvorné činnosti si vyžádal několik let systematické práce specialistů. Pro zavádění a ověřování metodiky bylo v energetických výrobnách nutno vybudovat systém měření bilančních veličin a doplnit přístrojové vybavení. Náročná byla zejména realizace základních měření spotřebních charakteristik kotelen, strojoven i instruktáže provozních pracovníků ve všech výrobnách. Speciální pozornost se věnovala normotvorné činnosti pro vlastní spotřebu elektřiny. V následujících letech se začaly vytvářet měřičské skupiny pro systematické proměřování základních spotřebních charakteristik zařízení i parametrů z hlediska technického stavu zařízení i pro potřebu spolehlivosti a ověřování rekonstrukcí. Kromě ORGREZ pracovala v této oblasti na velmi dobré úrovni např. skupina v Ostravsko-karvinských elektrárnách a Severočeských elektrárnách.
Jednotná metodika bilancování kondenzačních elektráren i tepláren a výtopen od té doby prodělala několik vývojových stadií až po transformaci pro potřeby jaderné energetiky. Umožňovalo to nejen ohodnotit stupeň využití paliva, ale i v provázanosti na celkovou ekonomii vykalkulovat náklady na výrobu energie, připravit příslušné výrobní a finanční plány a působit na zainteresovanost provozovatelů. Součástí metodiky byla normotvorná činnost v oblasti spotřeby energie a speciální metoda k detailní analýze změn provozních parametrů i určených vnějších vlivů na spotřebu paliva u výroben s bloky 100 až 500 MW. Normy spotřeby energie, jako jediná součást modelu energetického hospodaření, se používaly pro objektivní dispečerské řízení soustavy i pro prémiovou nadstavbu.
Principem metodiky bilancování je určení vstupující energie tepla v palivu a vystupující energie elektrické a tepelné výroby ve vazbě na energii spotřebovanou a přenášenou v dílčích bilančních okruzích – kotelna – vlastní spotřeba tepla a ztráty –  turboskupina – vlastní spotřeba.
Podmínkou objektivního bilancování je spolehlivé měření vstupní a výstupní energie. Jedním z obtížných problémů, který se v ČEZ podařilo v porovnání s ostatními státy nejlépe vyřešit, bylo automatické vzorkování uhlí. Automatické vzorkování hnědého uhlí 1. generace vyvinul v šedesátých letech ORGREZ, který byl současně výrobcem. Pro černé uhlí se vývojem i výrobou vzorkovačů zabýval vědeckovýzkumný ústav v Ostravě-Radvanicích.
Nástup nové generace odběrových turbín 50,100 až 200 MW, rekonstruovaných pro potřebu teplárenských dodávek, s sebou přinesl i potřebu řešit nové úlohy pomocí výpočtových modelů turboskupin a kotlů. Prostředkem k prohloubení optimalizace sloužil systém tvorby a aktualizace blokových charakteristik spotřeby energie pro jednotky nad 100 MW a jejich užití pro způsob zařízení.
Cílevědomým úsilím při realizaci výstavby a hledání technických řešení i za pomoci metodické nadstavby a řídicích prvků, systematickým hodnocením hospodárnosti a ověřování efektů realizovaných akcí se podařilo za dobu od roku 1956 do roku 1988 zvýšit účinnost celkové přeměny výroben z 19,1 % na 30,6 %, tj. relativně o více než 60 %.
Zdroj: Miroslav Kubín Proměny české energetiky, ČSZE 2009, Historie výzkumu a vývoje v energetice od 50. do 90. let 20. století v bývalém Československu, TPUE 2012
Foto: Archiv společnosti ORGREZ
Zdroj: časopis CzechIndustry 4/2025