Tarnowskie Góry, 2008.12.21
Instytut Maszyn i Urządzeń
Energetycznych Politechniki
Śląskiej
ul. Konarskiego 22
44-100 Gliwice.
Opowieść o losie polskiej energetyki zgotowanym jej przez jednego agenta SB.
Część trzydziesta piąta
Powody pozostawienia polskich kotłów rusztowych w stanie zacofania technicznego
z okresu pierwszych lat istnienia Peerelu.
C. O skutkach pozbawienia przez agenta SB przemysłu kotłowego Peerelu jedynego przyszłego konstruktora rusztów.
Część siódma: Jedną z wielu konsekwencji całkowitego braku konstruktorów rusztów było przejście z początkiem lat siedemdziesiątych 20-go wieku na produkcje rusztów typoszeregu Rts, z przeznaczeniem do wyposażania w nie wszystkich kotłów rusztowych, poza największymi.
Usamodzielnienie się Fabryki Palenisk Mechanicznych w Mikołowie od korzystania z usług dokumentacyjnych CBKK w pierwszej kolejności zaowocowało powstaniem tam konstrukcji typoszeregu rusztów Rts, obejmującego ruszty o długościach do 4,5 metra i o czterech różnych szerokościach: 900; 1200; 1500 i 1800 mm, z przeznaczeniem do wyposażania w nie wszystkich kotłów ujętych w Tabeli III. Zarówno nowych, jak i pod „unowocześnianie” już pracujących.
Inż. J. Kopydłowski na takie ruszty natknął się w 1983 r. w dwóch zakładach, które podjęły się wyposażenia kotłów w polskie palenisko narzutowe z zachowaniem dotychczasowego rusztu. Były to akurat największe kotły z ujętych w Tabeli III (typu WR5-022), wyprodukowane z wyposażeniem ich w ów ruszt. We wszystkich kolejnych przypadkach przebudowy dowolnego kotła z takim rusztem był on w całości złomowany, z wykorzystaniem tylko jego napędu, co oczywiście bardzo podrażało jej koszty, ponieważ w kotłach z wcześniejszym pokładem rusztowym konstrukcji firmy Steinmühler sam pokład był w całości wykorzystywany.
W tych dwóch pierwszych przypadkach inż. J. Kopydłowskiemu chodziło o uzyskanie przynajmniej w miarę bezawaryjnej pracy rusztu Rts, pozwalającej na ciągłą eksploatację kotła i na zwiększenie bardzo niskiej żywotności części jego pokładu rusztowego. Swoje doświadczenie w dokonaniu tego próbował zaraz na łamach czasopisma Gospodarka Paliwami i Energią przekazać dużej już wtedy rzeszy użytkowników tych rusztów, doświadczonych „radosną twórczością” ludzi o wyjątkowo niefrasobliwym podejściu do skutków swojej technicznej ignorancji.
Wyjaśnienie co między innymi stanowi, że ruszt typu Rts
okazał się wyjątkowym technicznym bublem
Lekki pokład rusztowy przedwojennej konstrukcji firmy Steinmühler składa się z biegnących wzdłuż stalowej konstrukcji rusztu płytkowych łańcuchów pociągowych, których zewnętrzne płytki są od góry odpowiednio szersze, z wykonanymi w tej ich części otworami dla osadzenia czopów rusztowin ułożonych poprzecznie względem tych łańcuchów i stanowiących poszycie pokładu rusztowego.
a) Rusztowiny poddane są jednak działaniu wysokich temperatur i w związku z tym ich długość w stosunku do stanu zimnego zwiększa się. Stąd też według dokumentacji rusztowin dla lekkiego pokładu rusztowego odlewanych w FPM - przy podziałce ustawienia łańcuchów pociągowych 300 mm - długość ich wynosi 295 mm, z tolerancją wykonania odlewu + 2, czyli jako dostarczone użytkownikowi kotła muszą mieć wymiary od 295 do 297 mm.
b) Normalnie zdarza się, że tolerancja zachowania tych wymiarów dla niektórych odlewów rusztowin nie zostaje dotrzymana, zarówno w dół i w górę. To w konstrukcji rusztowiny dla lekkiego pokładu rusztowego również uwzględniono. Rusztowina w dolnej części, w miejscu gdzie wchodzi między płytki łańcuchów, jest węższa na tyle, że między nią i tymi płytkami jest konstrukcyjna przerwa wynosząca 11 mm. Ta przerwa dłuższym rusztowinom pozwala na wychodzenie poza szerokość 300 mm wyznaczoną ustawieniem łańcuchów. Przy znajdujących się na szerokości rusztu krótszych rusztowinach rozepchnie je wtedy tylko na boki w ramach tego swojego luzu u dołu.
c) Łańcuchy lekkiego pokładu rusztowego są poprzecznie spięte ze sobą stalowym prętem, który przechodzi przez płytki łańcuchów stosunkowo blisko górnej powierzchni rusztu. Przy ewentualnych poddaniu lekkiego pokładu rusztowego działaniu bardzo wysokich temperatur, również i on nagrzeje się do wysokiej temperatury, ulegając przez to także wydłużeniu. To wydłużenie stworzy wtedy dodatkowy luz na szerokości rusztu, zapobiegający zakleszczeniu się rusztowin między sobą.
W konstrukcji typoszeregów rusztów typu Rts
zastosowano całkowicie obce technice rusztów łuskowych rozwiązanie jego pokładu rusztowego.
Do zamocowania kolejnych partii rusztowin w ilości pięciu, a więc tak samo jak do jednej płytki łańcuchów pociągowych, zastosowano poprzeczne belki, wykonane z ustawionych półkami do siebie giętych z blach ceowników o śródniku 50 mm i półkach 32 mm. Te ceowniki połączono u góry poprzecznymi pionowymi płytkami, na wzór górnej części zewnętrznych płytek łańcuchów lekkiego pokładu rusztowego. Do spięcia owych belek ze sobą i ich przemieszczania wzdłuż rusztu zastosowano jedynie po bokach dwa łańcuchy pociągowe.
Zakleszczanie się rusztowin rusztów typu Rts.
d) Przy tej samej co w rusztach dotychczasowych podziałce 300 mm rozstawienia płytek parami wzdłuż belek, rusztowiny polecono odlewać w długościach od 297,3 do 298,7 mm. W stosunku do lekkiego pokładu rusztowego zmniejszono przez to najmniejszy luz między górnymi częściami rusztowin w stanie zimnym z 3 mm do 1,7 mm, a więc prawie o połowę, pozbawiając przy tym rusztowiny możliwości przemieszczania się w poprzek rusztu.
e) Przerwy na belkach między płytkami na dolną część rusztowiny polecono wykonywać na wymiar od 269 do 271 mm. Natomiast samą dolną część rusztowiny odlewać na wymiar 267 do 268 mm, a więc z możliwym minimalnym luzem wynoszącym zaledwie 1 mm, w stosunku do 11 mm luzu w lekkim pokładzie rusztowym, co musi spowodować zakleszczenie rusztowiny już przy normalnym jej nagrzaniu się.
f) Belki, umieszczone znacznie poniżej górnej powierzchni pokładu rusztowego, uniemożliwiają rozchodzenie się pokładu na boki przy jego przegrzaniu. Może ono tylko spowodować nagrzanie się górnej części ceowników belki i w wyniku tego trwałe wypiętrzanie jej w górę, skutkujące coraz większymi nieszczelnościami międzystrefowymi - czytaj niżej.
W załączonej do pisma publikacji w związku z samą belkową konstrukcją pokładu rusztowego można przeczytać: „W odróżnieniu od wcześniejszych rozwiązań pokładów rusztowych, poszczególne rusztowiny nie mają żadnej możliwości przemieszczania się na szerokości pokładu rusztowego, ponieważ każda z nich jest osobno osadzona między trzymaczami. Nie ma więc żadnej możliwości aby, jak to się dzieje w rusztach dotychczasowych, ułożone w jednym rzędzie rusztowiny węższe zrobiły miejsce szerszym.”
Po zmierzeniu kilkudziesięciu rusztowin w jednym z zakładów, inż. J. Kopydłowski zwrócił się do czterech zakładów mających kotły z rusztami typu Rts o dokonanie takich pomiarów na losowo wybranej partii 30-tu rusztowin. Wyniki tych pomiarów naniesione są na rys. 2 i rys. 3 załączonej do pisma publikacji. Jak wynika z rys. 2, z czterech partii rusztowin nie było żadnej, w której wszystkie rusztowiny miałyby zachowane wymagane późniejsze tolerancje ich długości (od 296 do 297 mm). Na 120 zmierzonych rusztowin było ich tylko12, czyli 10 %. Tak samo było z dolnym wymiarem rusztowiny (gdzie nawet konstrukcyjnie dopuszczono możliwość minimalnego luzu wynoszącego na zimno zaledwie 1 mm), przy którym czwarta ich część w ogóle nie wchodziłaby między płytki.
Skutki tego przedstawiono w załączonej publikacji jak następuje:
„Sterczą więc one na ruszcie pod różnymi kątami, pozostawiając między sobą mniejsze lub większe szczeliny do przesypywania się węgla do stref podmuchowych. Palący się w strefach węgiel przyśpiesza niszczenie rusztu, nagrzewając od dołu belki do stanu plastyczności; te z kolei uginając się pod masą rusztowin ku dołowi zaczepiają o skrzynię powietrzną.”
Wypadanie rusztowin rusztów typu Rts.
W prawidłowo zmontowanych pokładach rusztowych opartych na konstrukcji firmy Steinmühler rusztowina wypaść nie może. Przy przerwie między płytkami łańcuchów wynoszącej 256 mm, rozstaw czopów rusztowiny wynosi 277 mm, natomiast same czopy wystają po16 mm ponad długość dolnej części rusztowiny o długości 245 mm. Po całkowitym wsunięciu jednego z czopów do otworu płytki łańcucha, do końca drugiego czopa pozostaje więc 277-16 = 261 mm. Jest to o 5 mm za dużo w stosunku do przerwy między płytkami łańcuchów. Rusztowiny wyjmuje się więc i wkłada w ten sposób, że za pomocą „breszki” odsuwa się w bok jeden z łańcuchów, powiększając odstęp między łańcuchami. Na to pozwala ów luz 11 mm (patrz pkt b) między płytkami łańcuchów i dolnymi częściami rusztowin w sąsiednim rzędzie.
W konstrukcji pokładu rusztu typu Rts płytki, w których osadzane są czopy rusztowin, są przyspawane do belek pokładu rusztowego i o żadnym ich rozsunięciu dla włożenia rusztowiny mowy być nie może. Do włożenia rusztowiny przewidziano więc w jej dolnej części wybranie, tuż ponad czopem. Przy uniesionej w górę rusztowinie, ma ono pozwalać na takie zagłębienie jednego z czopów w płytkę, aby drugi czop można było w tym położeniu rusztowiny włożyć w otwór przeciwległej płytki.
Rusztowiny z tyłu rusztu dokonują jednak obrotu wokół czopów. W pewnym zakresie tego obrotu przyjmują one położenie przy którym osadzane są w płytkach. Są różne powody przemieszczenia rusztowiny w tym położeniu w bok, czego efektem jest jej wypadnięcie, z powstaniem luki w pokładzie rusztowym, której skutków nie trzeba chyba nawet wyjaśniać naukowcom z Trustów Mózgów.
Inż. J. Kopydłowski w załączonej publikacji podał zarówno sposoby na uniknięcie zaklesz-czania się rusztowin, jak i na zapobieżenie ich wypadaniu. Ilu to jednak z wielu użytkowników kotłów z rusztami typu Rts przynajmniej zapoznało się z jej treścią?
Bardzo duża międzystrefowa nieszczelność rusztów typu Rts.
Ruszty z lekkim pokładem konstrukcji firmy Steinmühler, których produkcję z początkiem lat siedemdziesiątych 20-go wieku przerwano, z zastąpieniem produkcją rusztów typu Rts, okazały się akurat tymi, w których inż. J. Kopydłowskiemu wyjątkowo udało się zminimalizować nieszczelności międzystrefowe Jedno z rozwiązań służących temu przedstawił w publikacji zamieszczonej na łamach czasopisma Gospodarka Paliwami i Energią
Powodem nieszczelności międzystrefowych jest przede wszystkim prześwit między stalową konstrukcją rusztu i przemieszczającymi się nad nią częściami pokładu rusztowego, który w dotychczasowych rusztach konstrukcyjnie udało mu się zredukować do rzędu jednego milimetra.
W ruszcie typu Rts przede wszystkim nie występuje jeden takich prześwit, lecz dwa. Pierwszym prześwitem jest szczelina na szerokości całego rusztu, o konstrukcyjnej wysokości 3 mm, występująca między poziomą blachą (stanowiącą zamknięcie od góry skrzyni podmuchowej rusztu na połączeniu sąsiednich stref podmuchowych) i przemieszczającymi się nad nią belkami pokładu rusztowego.
Drugi prześwit będący szczeliną takiej samej wielkości występuje między górną powierzchnią belek pokładu rusztowego i osadzonymi na nich rusztowinami.
Wielkościowo są to jednak tylko szczeliny teoretyczne, ponieważ:
Skrzynię powietrzną tego rusztu wykonano z niczym nieusztywnionej cienkiej blachy o grubości zaledwie 2 mm, wskutek czego blachy między strefami podmuchowymi uginają się na różne sposoby. Natomiast bardzo wiotkie belki pokładu rusztowego, bo również wykonane z blachy o grubości 2 mm, wskutek cyklicznego nierównomiernego nagrzewania znajdując się u góry rusztu, a następnie schładzania po zejściu pod ruszt, wypiętrzają się do góry. Wspólnie powiększają więc prześwit między nimi tak bardzo, że nic tylko wyposażać te ruszty w recyrkulację według zgłoszenia patentowego P 383941 Trustu Mózgów z ITC Politechniki Śląskiej (patrz pismo z 2008.12.14 do IMiUE).
Dzięki wyposażeniu w te ruszty wielu kotłów nie trzeba również martwić się o brak popytu na rusztowiny i inne części zamienne dla nich. Polskie górnictwo węgla kamiennego nie musi martwić się o powstanie nadwyżki w wydobyciu węgla, a importerzy niespiekajacego się węgla ze wschodu o jego zbyt. Elektrownie o brak popytu na energię elektryczną, a sami użytkownicy kotłów z tymi rusztami nie muszą się martwić co zrobić z przyznanymi im limitami emisji dwutlenku węgla. Nie zabraknie również „pseudo żużla” do zasypywania nierówności terenowych (patrz pismo z 2008.09.21 do IMiUE).
Załączniki:
Kopia artykułu z nr 6/1984 GPiE oraz Tabela III
(-) J. Kopydłowski
Do wiadomości: 1. Raciborska Fabryka Kotłów „RAFAKO” ul. Łąkowa 31, 47-300 Racibórz 2. Sędziszowska Fabryka Kotłów „SEFAKO” ul. Przemysłowa 9, 28-340 Sędziszów 3. Fabryka Palenisk Mechanicznych, ul. Towarowa 11, 43-190 Mikołów 4. Zakłady Urządzeń Kotłowych „Stąporków” ul. Górnicza 3, 26-220 Stąporków 5. Krajowa Agencja Poszanowania Energii ul. Mokotowska 35; 00-560 Warszawa |
6. Redakcja Energia i Budynek, ul. Świętokrzyska 20 00-002 Warszawa, 7. Polska Dziennik Zachodni, Z-ca Redaktora Naczelnego Stanisław Bubin. 8. Izba Gospodarcza Ciepłownictwo Polskie ul. Eligijna 59, 02-787 Warszawa
Także kilkudziesięciu PT Użytkowników kotłów z polskim lub krajowym paleniskiem narzutowym oraz mających te kotły na stanie i wielu innych.
|
Przez co poza energetyką zawodową dysponuje ona kotłami o konstrukcjach pochodzących sprzed wojny i sięgających w zakresie kotłów o małych wydajnościach okresu wojen napoleońskich.
gdzie (patrz pismo z 2008.11.11 do IMiUE): „jeśli odchodzono od niektórych rozwiązań firmy Steinmühler, to z jeszcze gorszym skutkiem dla procesu spalania na nich węgla.”
Z PRAKTYKI - KONSTRUKTOR RADZI. Jak doprowadzić do stanu użytkowania ruszt typu Rts, GPiE, nr 6/1984 r. Można tam na wstępie przeczytać: „Ruszty typu Rts wprowadzono do produkcji z początkiem lat siedemdziesiątych. Wyposaża się w nie wszystkie wodnorurowe kotły do wydajności 5 t/h pary i 5,8 MW (5 Gcal/h) ciepła oraz kotły płomienicowe typu WCO80 i PCO60.Główną przyczyną wcale nierzadkich przypadków przekazywania tych rusztów (po zamontowaniu w kotle) na złom, zamiast do eksploatacji, jest pokład rusztowy. Jego rozwiązanie odbiega całkowicie od pokładów rusztów produkowanych wcześniej i produkowanych nadal dla większych kotłów.”
W ciężkim pokładzie rusztowym między płytki łańcuchów wstawione są „trzymacze”, w których są dopiero osadzone czopy rusztowin.
Przy podziałce łańcuchów 300 mm i rozstawie ich płytek zewnętrznych 44 mm, dolna szerokość rusztowiny wynosi 245 mm.
Dopiero po jakimś czasie zwiększono rysunkowo ten minimalny luz do 3 mm, jak dla rusztowin lekkiego pokładu rusztowego.
produkowanymi już wtedy chyba od 10 lat w Zakładach Urządzeń Kotłowych w Stąporkowie.
Z PRAKTYKI - KONSTRUKTOR RADZI. Jak poprawić uszczelnienia międzystrefowe rusztu z lekkim pokładem starego typu, GPiE, nr 4/1988 r.
2