vodní elektrárna malá skála

Elektrárna byla v provozu až do roku 1953 kdy došlo k havarii, když obsluha odešla mimo budovu elektrárny a nezapnula regulační zařízení, které mělo při výpadku sítě zastavit soustrojí. Došlo k výpadku sítě a setrvačník o velkém průměru, mezi dynamem a dieselagregátem se roztočil do nadkritických otáček, roztrhnul se a jeho části prorazily střechu, vyletěly ven a dopadly ve značné vzdálenosti do přívodního kanálu. To byl konec první historické etapy provozu vodní elektrárny na Malé Skále, protože se to stalo v období velikášství, kdy se začali stavět elektrárny na Vltavě – Slapy, Lipno a Orlík. Elektrárna byla v majetku tehdejší Severočeské energetiky se sídlem v Děčíně, kde soudruzi rozhodli systémem majora Terazkyho „ k čemu je vojáku kášňa – zbůrať  kášňu „. V uvedených letech tak zaniklo mnoho funkčních vodních děl jako projev velké neúcty k řemeslné práci našich předků.

Elektrárna na Malé Skále tak chátrala až do doby, kdy ji získala do svého majetku TJ Delfín provozující vodní sporty ( jachting, windsurfing, vodní slalom, divoká voda a vodní turistika). TJ Delfín získala elektrárnu zejména proto, že zde chtěla mít loděnici pro svoje vodní aktivity. Technologické vybavení tak překáželo záměru s loděnicí a tak se vše zlikvidovalo. Ve strojovně tak zůstaly pouze tři betonové bloky pro ložiska průběžného hřídele a z podlahy vyčnívaly dva hřídele Francisových turbín. I ty však překážely a tak byl učiněn pokus o jejich uříznutí autogenem. Naštěstí, z hlediska možného obnovení chodu elektrárny, došel kyslík a tak se podařilo pouze naříznout jeden z hřídelů a druhý naštěstí zůstal celý. Vlastní turbíny umístěné v kašnách nepřekážely a tak měly velkou šanci přežít „železné neděle“, protože by bylo velice obtížné je dostat ven. Čas a velké vody byly milosrdné k oběma turbínám a tak nánosy bahna zakonzervovaly obě turbíny a zamezily tak úplné zkáze.

Velkým štěstím pro elektrárnu bylo osvícení a ekonomické  myšlení některý členů TJ Delfín, kteří přišli s myšlenkou obnovení provozu vodní elektrárny, vyrábět elektrickou energii, tu prodávat do sítě a mít tak další finanční prostředky na svoji činnost. Nejprve  to zkoušeli svépomocí, když ale zjistili mnohé překážky nejen technického charakteru ale i uvnitř oddílu, vypsali v roce 1992 výběrové řízení na kompletní rekonstrukci technologického vybavení elektrárny.

Výběrové řízení vyhráli pánové Ludvík Janáček projektant v tehdejším LIAZu  a Ing. Karel Kůla konstruktér v Elitexu, který měl v té době rozpracovaný projekt na využití vodního díla na Lužické Nise v lokalitě zrušené vodní elektrárny Brandl III. Oba pánové zvítězili zejména díky tomu, že nabídli vyšší částku, kterou měli platiti za nájem, který měl být ve výši 50% z čisté výroby a tomu, že kompletní rekonstrukci provedou na vlastní náklady. Smlouva byla podepsána na 20 let s tím, že po uplynutí této lhůty veškeré technologické vybavení přejde do majetku TJ Delfín.  Oba pánové pevně věřili tomu, že to dokáží, i když každý z nich měl v kapse zhruba obnos třicet tisíc korun. Princip úspěchu rekonstrukce spočíval v tom, že se musí povést rekonstrukce původních turbín z roku 1904 a že si dokáží poradit s technickými problémy, které je čekají a s kterými se třeba ani ve své technické praxi ještě nesetkali.

II. Líná huba, holé neštěstí

Jedním z velkých problémů se ukázalo to, že byl v zlikvidován převod mezi turbínami a dynamem, který zajišťovaly palečná kola. Palečné kolo je litinové kolo s loukotěmi, kde na obvodovém prstenci jsou obdélníkové otvory, kam se upevňovaly dřevěné špalíky opracované do evolventního tvaru zubu, které zabíraly do litinového, kuželového pastorku. Tím se získal velký převod, který byl nutný s ohledem na nízké otáčky turbín a vyšší otáčky dynama, nebo generátoru. Převodovky, které byly v tu dobu na trhu stály zhruba 700 tisíc Kč jedna, takže tudy cesta nevedla s ohledem na velmi omezené finance investorů. Nezbylo, než se vydat na průzkum po okolních elektrárnách a nalézt nějaké přijatelnější řešení. U jednoho provozovatele elektrárny na Frýdlantsku získali informaci, že v kamenolomech se používají  drtiče kamene, které mají řemenice o velkých  průměrech a mohly by se tak použít. Důležitá byla informace, že takové dvě řemenice leží u Českého Krumlova na poli. Pan Janáček se tedy vydal na cestu, aby zjistil zda je informace pravdivá. Na určeném místě opravdu našel dvě řemenice pro klínové řemeny o průměru 2,5 metru , ale protože se ve své technické praxi setkal s řemenicí o max. průměru do 500 mm, nedovedl si představit jejich použití. Volal tedy svému společníkovi, že řemenice sice našel, ale že si nedovede představit jejich použití. Ten mu vysvětlil, že to je jediná varianta, pokud chtějí uspět s rekonstrukcí. Tak se dohodnuli s místním JZD, kterému řemenice patřily a za cenu šrotu je odkoupili. Tím začala anabáze s řemenicemi.

III.  Kladka, páka, nakloněná rovina a kolo na hřídeli, základní principy mechaniky, které se montér musí naučit využívat, aby byl úspěšný.

Řemenice bylo nutné obrobit na rozměry standardních klínových řemenů a tak se musela nalézt firma, která má tak velký karusel aby mohla řemenice , které měly průměr 2 500 mm a vážily každá 3 500 kg. Podařilo se, když do max. možného rozměru obrobku chyběly milimetry. Dále bylo nutné vymyslet, jakým způsobem se bude s řemenicemi manipulovat v budově elektrárny. „Co se v mládí naučíš, v stáří jako když najdeš“ a tak Ing. Kůla oprášil znalosti z výpočtů ocelových konstrukcí pro zdvihací zařízení, kterými se v minulosti zabýval. Spočítal a navrhnul podvěsné dráhy pro ruční kladkostroje, s kterými byli ve dvou lidech schopni manipulovat  se všemi použitými díly potřebnými pro rekonstrukci elektrárny. Pro dopravu řemenic do budovy elektrárny se musel ve střeše vyříznout otvor. Kudy se pomocí autojeřábu řemenice spustily do budovy.

Tím, že se použily k převodu výkonu z turbín na generátor  řemenice s klínovými řemeny, musel se navrhnou ložiskový domeček pro dvouřadé soudečkové naklápěcí ložisko, které mělo eliminovat radiální sílu od tahu řemenů. Původní systém zavěšení turbíny z roku 1904 na axiálním kluzném ložisku, které se brodilo v olejové lázni, byl zachován. Tyto domečky musely být různě vysoké s ohledem na to, že jedna z turbín měla závěs uzpůsobený k tomu, aby pomocí pouzdra se závitem mohla být turbína vyřazena ze záběru s kuželovým pastorkem. Bylo to proto, že obě turbíny byla napojené na průběžný hřídel, který probíhal do vedlejší místnosti s dynamem a dieselovým motorem, který pracoval, když nebyla v Jizeře voda.

Dalším problémem bylo to, že regulační prstenec, který pomocí bronzových táhel ovládal otevření lopatek, byl za roky nečinnosti a uložení v bahně srostlý se savkou turbíny. Společníci věděli, že když jim prstenec praskne,  budou mít velký problém. Vznikaly tak různě nesmyslné nápady, jako odvrtat spáru vrtákem malého průměru, nebo proříznout spáru listem od pilky na železo. Naštěstí si jeden z nich uvědomil základní poučku „ kladka ,páka, nakloněná rovina a kolo na hřídeli. Nakloněná rovina – závit šroubu, kdy šroubem o určitém průměru a stoupání můžeme vyvinout axiální sílu několik tun. Pan Janáček tak vypůjčil v LIAZu stavěcí stojánky se šroubem a hrotem, 28 kusů, pod každý čep táhla ovládání lopatek jeden. Ty se pak napružily, potom se vzala desetikilová palice a mírným poťukáváním se obešel prstenec dokola. Po jednom obejití bylo zjištěno, že se všechny šrouby mírně povolily. Znovu se tedy všechny dotáhly a znovu se prstenec poťukáváním obešel kolem dokola. Tak se opatrně pokračovalo a prstenec se pomalu po desetinách mm začal oddělovat od savky. Kompletní oddělení trvalo několik hodin a tak se oba pánové střídaly v poťukávání a chodili kolem dokola jako burlaci na Volze. Ani nemuseli použít autogen, kterým chtěli prstenec ohřát, pro snadnější demontáž.  Druhý den se pustili do druhé turbíny, se stejným úspěšným výsledkem.

V první fázi opravy turbín se muselo zdemontovat víko turbíny, které po celou dobu bylo zavěšené u stropu, stáhnou lopatky, 28 ks o hmotnosti 45 kg / ks,  ze svislých čepů, vytáhnout je otvorem přístupu do kašen, vynosit před elektrárnu a tam je ručně pomocí úhlových brusek zbavit nánosů koroze.

Provést demontáž všech čepů, které se zrenovoval žárovým nanesení kovové vrstvy s následným opracováním , vyměnit bronzová pouzdra uložení čepů lopatek a následné vystružení na předepsaný rozměr opravených čepů. Nátěr lopatek speciální barvou určené pro kovové konstrukce pod vodou a následné natření dvousložkovým epoxydehtem.

Původní oběžná kola se nechala otryskat na místě křemičitým pískem  firmou z blízkého okolí s okamžitým následným natřením stejným způsobem jako rozváděcí lopatky.

Oběžná kola obou Francisových turbín, která byla, jak bylo již v úvodu uvedeno, vyrobena v roce 1904, jsou „zlatým pokladem a srdcem elektrárny“ o který stojí zato náležitě  pečovat pro jejich vysokou užitnou a technickou hodnotu. Jakákoliv výměna za jiné, nové turbíny s lepší účinností, by byla z ekonomického hlediska nesmysl, protože by se zcela určitě nedožily 120 let v plné funkčnosti.

Pákové převody naklápění rozváděcích lopatek, včetně regulačního hřídele, který byl vyveden z kašny nad podlahu strojovny byly zachovány. Pouze byly po otryskání natřeny stejně jako oběžná kola. Mechanismus naklápění rozváděcích lopatek musel být nahrazen jiným, protože původní skončil ve šrotu. Byla oslovena soukromá firma, která mechanismy sice udělala ale protože konstrukce byla pevnostně poddimenzovaná, nemohly se použít. Firma mezitím zkrachovala, ale naštěstí Ti, kteří ji převzali, konstrukci upravili, takže se zařízení mohlo použít.

Při návrhu nosné konstrukce pro generátor pomohla návštěva jedné elektrárny u Mladé Boleslavi, v které byly použité generátory, asynchronní motory, umístěné na ocelové konstrukci s posuvným ložem pro upevnění generátoru, kterým se napínaly klínové řemeny. Jejich princip byl kompletně převzatý, pouze přizpůsobený na místní podmínky. Vzhledem k velkým rozměrům použitých řemenic a omezenému místu ve strojovně, byla navržena průchozí lávka nad oběma řemenicemi, která zároveň slouží k transportu generátorů na svoje místo, spolu se soustavou podvěsných drah. Když se generátory přivezly na místo, byl použit autojeřáb, který složil generátory, přes přívodní kanál, u vchodu do loděnice, odkud se na válečcích přepravily do dveří strojovny elektrárny, kam dosáhnul první kladkostroj, který zvednul generátory , přepravil je nad lávku, kde se pomocí válečku dopravily pod další podvěsnou dráhu s kladkostrojem, která byla v ose nosné konstrukce, kam se generátory upevnily na svoje lože. Všechny tyto práce prováděli pouze protagonisté této rekonstrukce s využitím znalostí základních principů mechaniky „kladka, páka, nakloněná rovina a kolo na hřídeli.“

Ke kompletaci převodu z turbín na generátory bylo nutné vyrobit malou řemenici s hřídelem a zakoupit ložiskové domečky . Ke spojení hřídele generátoru s hřídelem malé řemenice byla použita pružná spojka Periflex . Jak se ukázalo při další rekonstrukci v roce 2015 , to je o 22 let později, byla při seřízení souososti obou hřídelů odvedena kvalitní práce, protože při demontáži nevykazoval použitý gumový prstenec žádné opotřebení. A to v tehdejší době nebyly k dispozici žádné laserové měřící prostředky.

IV. Stavební část.

Budova elektrárny je do písmene L, kdy jedna část byla postavena nad přívodním kanálem, kde pod úrovní hladiny byly dvě kašny, se zabudovanými savkami s turbínami a se stavidly aby byla možná oprava turbín. V druhé části budovy, která byla „na ostrově“, který tvořil přívodní a odpadní kanál, byl umístěn generátor a dieselový motor. Podle dohody s TJ Delfín, došlo k oddělení obou těchto částí zdí tak, aby technologie elektrárny byla oddělena od loděnice. V nově vzniklé místnosti, kam měla být umístěná kompletní technologie však překážely tři betonové bloky, které sloužily pro uložení ložisek průběžného hřídele , který spojoval turbíny v jedné část budovy s generátorem a dieselem v druhé části budovy. Dva bloky se tedy musely zbourat, třetí se zakomponoval do dělící zdi. Oba pánové se shodli na tom, že je nutné vypůjčit si bourací kladivo. Beton byl ale  tak kvalitní, že na zbourání jednoho bloku padla tři kladiva. Když padlo třetí, tak jim už další nechtěli zapůjčit. Přemýšleli, co dál a tak je napadlo použít speciální hmotu Cevamit, kdy se ze sypké hmoty udělá těsto, z kterého se vyválí válečky, které se vloží do předem vyvrtaných děr o předepsaném průměr a v předepsaných vzdálenostech. Počká se 24 hodin a pak … , pak oba pánové nevěřícně koukali na dílo zkázy. Celý blok byl popraskaný, jako kdyby ho kouzelník poklepal kouzelnou hůlkou. Stačilo lehké dobourání a uklidit zbytky betonu a zamést podlahu. Tak jednoduché to bylo.

Přívodní kanál mezi postavenou hrází z betonových kvádru,  v místě stavidel do jalového kanálu, bylo nutné vyčistit od letitého nánosu. Byla zorganizována brigáda, kdy přišli kolegové z práce a kanál byl tak v krátké době vyčištěný. Byly také očištěny a natřeny stavidla štěrkových propustí. Odpadní kanál byl vyčištěný pomocí grejdru, který vjel do kanálu u jeho vyústění do Jizery a projel ho v celé délce až do nevelké vzdálenosti od výtoku z elektrárny. Při této činnosti se narazilo zhruba ve vzdálenosti padesát metrů od výtoku z elektrárny na práh, který tvoří skála, takže se kanál nemohl více prohloubit a zlepšit tak odtok vody.

V průběhu rekonstrukce byly prolomeny shnilá stavidla do jalového kanálu, která byla rychle ale provizorně opravená  smrkovými fošnami.

Musel se také obnovit přístup na lávku s mechanismy pro ovládání kašnových stavidel. Zvenku byly vidět pouze dva nosníky a žádné dveře. Tak bylo rozhodnuto , v místě předpokládaného vstupu na bývalou lávku, probourat zeď z loděnice ven. Při bourání se ozývaly podezřelé  duté zvuky. Po chvíli bourání se přišlo na to, co bylo příčinou. Byly totiž objeveny původní dveře na lávku z roku 1904 a tak stačilo opravit ostění dveří a ty původní ponechat. Na lávku se z počátku udělal dřevěná podlaha, kterou později nahradily kovové pozinkované rošty. Zdvihací mechanismy kašnových stavidel byly ponechány, pouze se očistily a promazaly.

Elektroinstalace byla objednaná jako celek u firmy Elzaco ze Šumperka, včetně řídícího systému, který pro ni dodal Ing. Pokorný jako externí dodavatel. Firma tak dodala dvě skříně velkých rozvaděčů s kompletním vybavením pro dvě turbíny. Řídící systém měl zajistit automatické přifázování do sítě a spolupráci obou turbín, kde bylo možné zvolit prioritu jedné z turbín, takže jedna jela na 100%, když bylo dost vody, nebo se stáhla na 75% a druhá turbína se regulovala, až do úplného zavření. Tento systém byl v provozu s menšími problémy až do roku 2015, kdy byla provedena druhá rekonstrukce technologického vybavení.