Załącznik I do części 73
A. Rozwiązania konstrukcji nośnej kotła OR16-102 oraz jej rozwiązania w kotle OR16-110 wg treści projektu wynalazczego p.t. „Konstrukcja nośna kotła OR16-102”, nr ewid. 32/74 z 10.10.1974 r.
Odpis
Opis stanu dotychczasowego: Na konstrukcję nośną kotła zawsze w pewnym stopniu rzutowało rozwiązanie części pod ciśnieniem kotła. W przypadku jednak współczesnych konstrukcji kotłowych niedostatecznie przemyślane rozwiązanie elementów pod ciśnieniem oraz innych zespołów kotła współpracujących z konstrukcja nośną stwarza sytuację, w której prawidłowe jej rozwiązanie jest wręcz niemożliwe, czego przykład stanowi kocioł OR16-102.
Podstawową wadą konstrukcji kotła OR16-102 jest wzajemne przeplatanie się elementów części pod ciśnieniem kotła, belek i słupów konstrukcji oraz elementów rusztu, bez uwzględnienia faktu występowania różnicy wydłużeń między gorącymi częściami pod ciśnieniem kotła i zimnymi elementami konstrukcji nośnej, przy minimalnym wykorzystaniu części pod ciśnieniem kotła do współpracy z klasycznymi elementami konstrukcji nośnej zaprojektowanego jako maksymalnie samonośny.
Opis proponowanej zmiany i przewidywane efekty:
Uwzględniając zastosowanie typowego rusztu Rtw, konstrukcja nośna składa się jak dotychczas z: 1-dolnej ramy kotła; 2-konstrukcji obudowy przodu rusztu; 3-górnej ramy kotła; 4- bandaży; 5-leja żużlowego i przesypu; 6- słupów kotła.
1. Podstawowy element dolnej ramy kotła stanowią jak dotychczas dwa podłużne dwuteowniki 500p, połączone profilami poprzecznymi z tym jednak, że w tyle ramy znajduje się skrzynkowa konstrukcja przyspawana u góry bezpośrednio do elementów komór przyrusztowych (czytaj: komór rozdzielczych ekranów bocznych) i do dolnego walczaka, czyniąc zbytecznymi wszelkie dotychczasowe elementy opancerzenia w tym obrębie i gwarantujące szczelność tyłu rusztu.
Zasadniczo zmieniono dolną jezdnię rusztu wkomponowaną w ramę dolną kotła. Zamiast belek poprzecznych i dużych płaszczyzn blach, które przy nagrzaniu będą ulegały odkształceniu, zastosowano usztywnienie blach podłużnymi teownikami, zabezpieczonymi przed nagrzewaniem się. Niezależnie od tego, długość jezdni dolnej skrócono do niezbędnego minimum.
Zdając sobie sprawę jak potężną ramę stanowi boczny ekran komory paleniskowej, podparcie komory przyrusztowej ograniczono do jednego słupka z przodu kotła, przyspawanego do ramy dolnej kotła i z boku do bocznej ściany rusztu.
W ścianach (czytaj: skrzynkowej) konstrukcji z tyłu rusztu przewidziano włazy dla dostępu do tyłu rusztu, a nad lejem pierwszym z tyłu rusztu przewidziano podest do np. łatwego uzupełnienia brakujących rusztowin lub naprawy tylnego zamknięcia rusztu.
2. W zasadniczy sposób została zmieniona konstrukcja obudowy przedniej rusztu, dzięki wydłużeniu bocznych komór przyrusztowych aż do wyjścia poza przednią ścianę obudowy. Konstrukcja ta składa się z dwóch niezależnych części: a- konstrukcji obudowy; b- zamknięcia przodu rusztu.
a. Konstrukcja obudowy, osadzona na komorach przyrusztowych przez przyspawanie do blach dostarczonych wraz z komorą, spina te komory ze sobą, a jej część w obrębie okien wylotu węgla z narzutników ma konstrukcję skrzynkową, sztywną mimo swej małej szerokości i stanowiąca koszulkę powietrzną z powietrza doprowadzanego z wentylatora powietrza wtórnego w obręb narzutników.
Zastosowana skrzynkowa konstrukcja pozwoliła na zmniejszenie głębokości okna wylotu węgla z narzutnika i na wyeliminowanie odrębnej dyszy pod narzutnikiem, postulowane przez Radę Techniczną d/s Projektowych OBRKiUE w styczniu 1974 r. Rząd dysz powietrznych wspawanych jest obecnie bezpośrednio do blachy skrzynki.
Pozwoliła ona jednocześnie na proste rozwiązanie dysz powietrznych nad narzutnikiem, koniecznych w związku z dużym rozdrobnieniem węgla spalanego w kotłach rusztowych.
Cała konstrukcja przesuwa się swobodnie do przodu wraz z komorami przyrusztowymi i pozostałymi elementami komory paleniskowej.
b. Zamknięcie przodu rusztu uzupełnia konstrukcję obudowy na wysokości rusztu z jego boków oraz z przodu i jest przykręcane od dołu do dolnej ramy kotła. Mieści ono w sobie drzwiczki paleniskowe i jest wymurowane cegłą izolacyjną oraz betonem ogniotrwałym.
W razie konieczności wymontowania przedniego wału, lub większych remontów rusztu, całe zamknięcie może być zdemontowane z kotła. Na styku z konstrukcją przybudówki i elementami komór przyrusztowych jest ono uszczelnione sznurem azbestowym, gwarantującym dostateczną szczelność w związku z małym podciśnieniem panującym w komorze paleniskowej. Wnęki w bocznych ścianach zamknięcia przodu rusztu mieszczą w sobie śruby naciągu rusztu.
3. Dzięki odpowiedniemu usytuowaniu górnych (czytaj: zbiorczych) komór ekranów bocznych względem górnego walczaka, górną ramą kotła objęto cały strop kotła ponad górnym walczakiem, mocując ją na nim, co pozwoliło na wykorzystanie stropu kotła jako podestu dla jego obsługi, stwarzając łatwy dostęp do armatury znajdującej się na górnym walczaku.
4. W rozwiązaniu bandaży opasujących zewnętrzne ściany komory paleniskowej wyeliminowano bandaż znajdujący się dotychczas w obrębie obudowy przedniej rusztu, jako że miejsce to usztywnia skrzynia powietrzna, przyspawana poprzez grzebień z blachy do rur przedniego ekranu.
Załącznik I do części 73
W obrębie stropu kotła, zamiast dotychczasowego bandaża znajdującego się w osi tylnej ścian komory paleniskowej, bandaż umieszczono w środku stropu komory paleniskowej, to znaczy tam gdzie najskuteczniej będzie on spełniał swoje zadanie. Zasadniczo zmieniono sposób mocowania końców bandaża na stropie kotła.
B. Rozwiązania opancerzenia wewnętrznego kotła OR16-102 oraz jego rozwiązania w kotle OR16-110 wg treści projektu wynalazczego p.t. „Opancerzenie wewnętrzne kotła OR16-102”, nr ewid. 35/74 z 31.10.1974 r.
Odpis.
Opis stanu dotychczasowego:
Sama konstrukcja opancerzenia wewnętrznego zewnętrznych ścian kotła OR16-102 (czytaj: wykonana w rozwiązaniu techniką „skin casing”, czyli położonego na rurach ustawionych blisko siebie), mimo zbędnego przekonstruowania, przy dokładnym pospawaniu wszystkich blach opancerzenia zabezpiecza przed przyssaniem powietrza z zewnątrz, jeśli nie brać pod uwagę nieszczelności występujących w miejscu przejścia przez opancerzenie rur pokrywających boczne ściany komory paleniskowej oraz komór przedniego ekranu komory paleniskowej.
Inaczej przedstawia się natomiast sprawa szczelności kotła między komorą paleniskową i obydwoma ciągami konwekcyjnymi w miejscach, gdzie dla zapewnienia tej szczelności elementy opancerzenia powinny współpracować z rurami części pod ciśnieniem kotła.
Podobnie jak w przypadku konstrukcji nośnej kotła, jest to w dużym stopniu spowodowane nieudolnym rozwiązaniem elementów części pod ciśnieniem kotła. Nieszczelności wewnętrznych ścian kotła będą występowały:
1. Na całej szerokości tylnej ściany komory paleniskowej na wysokości przestrzeni pod pierwszym ciągiem konwekcyjnym i na całej powierzchni poziomego odcinka rur tylnego ekranu od dolnego walczaka do osi tylnego ekranu.
2. Wzdłuż stropu nad przestrzenią pod pierwszym ciągiem konwekcyjnym, gdzie w dokumentacji obmurowania zapomniano o wydaniu betonu w tym miejscu (czytaj: nie pokryto od wewnątrz betonem zewnętrznych ścian tej przestrzeni), a dodatkowo na wysokości tego stropu umieszczono drzwiczki włazowe, zagłębione jednym narożem do przestrzeni pod pierwszym ciągiem konwekcyjnym, pozwalające wskutek tego na przepływ spalin wokół nich.
3. Wzdłuż boków górnej części ściany działowej między pierwszym i drugim ciągiem konwekcyjnym, gdzie w wyniku nieumiejętnego pokrycia rurami bocznych ścian ciągu, zdecydowano się na osłonięcie opancerzenia betonem odsuwając je od rur, bez rozważenia czy powstałą szczelinę z każdego boku kotła między rurami ściany działowej i opancerzeniem będzie można skutecznie i trwale uszczelnić betonem.
4. Wzdłuż pozostałej wysokości ściany działowej między ciągami konwekcyjnymi, w miejscu gdzie blachy opancerzenia bocznych ścian kotła nie przylegają do skrajnej rury ściany działowej. Podobnie, chociaż mniejszym stopniu, wzdłuż boków tylnej ściany komory paleniskowej. Nie wyszczególniono tu nieszczelności samych ścian działowych wykonanych z rur, wyeliminowanie których jest celem projektów wynalazczych nr 11/74 i nr 22/74, dotyczących usprawnienia części pod ciśnieniem kotła.
W wyniku wymienionych nieszczelności spaliny z komory paleniskowej, zamiast omywać powierzchnie ogrzewalne umieszczone w ciągach konwekcyjnych, w dolnej części kotła będą przepływały z ominięciem pierwszego ciągu konwekcyjnego, z równoczesnym zasysaniem zimnego powietrza z tylnej przestrzeni za rusztem, a w górnej części kotła będą płynęły z komory paleniskowej bezpośrednio do podgrzewacza wody, z ominięciem obu ciągów konwekcyjnych kotła.
Spowoduje to wzrost straty wylotowej oraz przepalenie blach opancerzenia wewnętrznego w miejscach występowania nieszczelności w pobliżu bocznych ścian kotła.
Z innych mankamentów dotychczasowego rozwiązania opancerzenia wewnętrznego można wymienić:
5. Nadmierną ilość poziomych wiązań blach opancerzenia do rur części pod ciśnieniem, pociągającą za sobą dużą ilość spoin montażowych, zwiększającą pracochłonność montażu i zwiększającą ryzyko występowania nieszczelności, zwłaszcza przy niesumiennym montażu. Ilość tych wiązań przedstawia się następująco: 7 na ścianie tylnej; 7 na ścianach bocznych; 5 na ścianie przedniej.
6. Brak opancerzenia wewnętrznego na rurach pokrywających strop nad komorą paleniskową i pierwszym ciągiem konwekcyjnym. Zastąpienie go warstwą betonu nie zapewni szczelności tego stropu, utrudniając kompensację rur, co będzie wymagało szczelnego wykonania całego opancerzenia kotła powyżej stropu nad komorą paleniskową, jeśli będzie chciało się uniknąć wybijania spalin przez strop kotła.
7. Konstrukcja leja popiołowego pod dolnym walczakiem ma w narożach wnęki, w których będzie zalegał lotny koksik, a ulegając stopniowemu spiekaniu się może on stopniowo zapełniać drugi ciąg konwekcyjny przy bocznych ścianach kotła.
8. Zły dostęp do przestrzeni pod pierwszym ciągiem konwekcyjnym.
9. Brak szczelności na przejściu przez opancerzenie rur ekranów bocznych pierwszego ciągu konwekcyjnego i komór ekranu przedniego komory paleniskowej.
10. Duża ilość kawałków blach spawanych na montażu w obrębie obudowy przedniej części rusztu.
Opis proponowanej zmiany i przewidywane efekty:
Rozwiązanie opancerzenia wewnętrznego kotła wg projektu wynalazczego usuwa wszystkie mankamenty dotychczasowego rozwiązania, znacznie upraszczając i obniżając koszt wykonania opancerzenia oraz pracochłonność jego montażu, zapewniając optymalną szczelność zarówno ścian zewnętrznych kotła, jak i w obrębie ścian działowych między ciągami konwekcyjnymi.
1. Całą przestrzeń pod pierwszym ciągiem konwekcyjnym zamyka szczelnie blacha opancerzenia, odcinająca ją szczelnie od komory paleniskowej i przestrzeni z tyłu za rusztem.
Załącznik I do części 73
2. Blachy bocznych ścian zewnętrznych, zamykające przestrzeń pod pierwszym ciągiem konwekcyjnym i spód tego ciągu, spawane są szczelnie do blach którymi wyłożono od wewnątrz pozostałe ściany przestrzeni pod pierwszym ciągiem konwekcyjnym. Włazy do dolnej części pierwszego ciągu konwekcyjnego znajdują się w całości powyżej spodu tego ciągu.
3. Dzięki prawidłowemu pokryciu rurami bocznych ścian pierwszego ciągu konwekcyjnego w obrębie górnego walczaka, blachy opancerzenia bocznych ścian kotła przylegają bezpośrednio do rur ekranowych.
4. Dla wyeliminowania szczelin, jakie mogą powstać już w trakcie montażu lub w trakcie późniejszej eksploatacji kotła między rurami i opancerzeniem w płaszczyźnie ścian działowych wskutek odejścia blachy opancerzenia od rur, do rury ekranowej znajdującej się w płaszczyźnie ściany działowej przyspawano od zewnątrz płaskownik, do którego następnie spawane są sąsiednie blachy opancerzenia. Płaskownik ten zapewnia trwałe odcięcie dla przepływu spalin z boków ścian działowych między blachą opancerzenia i rurami.
5. Korzystając z doświadczenia w konstruowaniu opancerzenia typu „skin casing”, obniżono znacznie ilość poziomych wiązań blach opancerzenia do rur ekranowych: dla ściany tylnej z dotychczasowych 7 do 4; dla ścian bocznych z dotychczasowych 7 do 3; dla ściany przedniej z dotychczasowych 5 do 2. W tym samym stopniu obniżono ilość spoin montażowych oraz ewentualność występowania nieszczelności wskutek niestarannego montażu.
6. W miejsce dotychczasowego betonowego stropu nad komorą paleniskową i pierwszym ciągiem konwekcyjnym zastosowano, wprowadzone po raz pierwszy w kotle OO70-020 dla ciepłowni fabryki samochodów małolitrażowych w Bielsku-Białej, pokrycie stropu blachą przy użyciu grzebieni na rurach ekranów bocznych, które w odróżnieniu od kotła OO70-020 zamiast wyposażać w płetwy zaciągnięto poniżej stropu na mniejszą średnicę.Wykonany tak całkowicie szczelny strop pozwolił na wykonanie elementów opancerzenia kotła ponad nim przy łączeniu spoinami przerywanymi, a więc znacznie taniej, bez obawy wystąpienia nieszczelności.
7. Konstrukcję leja popiołowego pod dolnym walczakiem maksymalnie uproszczono, sprowadzając ją do prostych blach tworzących kształt leja. Ta konstrukcja zapewnia całkowite opróżnienie z lotnego koksiku dolnej części drugiego ciągu konwekcyjnego.
8. W rozwiązaniu według projektu wynalazczego do przestrzeni pod pierwszym ciągiem konwekcyjnym, gdzie znajdują się rurociągi transportujące lotny koksik, swobodny dostęp zapewniają znajdujące się z każdego boku otwory włazowe 450/450 mm.
9. Na przejściu rur ekranów bocznych pierwszego ciągu konwekcyjnego przez opancerzenie przewidziano przyspawanie opancerzenia do rur, a na przejściu przez opancerzenie komór ekranu bocznego przewidziano blaszane rękawy otaczające pierścień przyspawany do komory.
10. Zamiast dużej ilości kawałków blach spawanych na montażu do konstrukcji nośnej obudowy przedniej części rusztu, tą część konstrukcji nośnej kotła skonstruowano do wykonania w fabryce jako jedną całość z blachami opancerzenia, za wyjątkiem blach żeberkowych na stropie (czytaj: dla dostępu do wykonania obmurza obudowy).
Niezależnie od tego, zewnętrzny strop kotła pokryto blachą żeberkową dla przystosowania go do pełnienia funkcji podestu na tym poziomie do swobodnej obsługi armatury znajdującej się na walczaku. Dla umożliwienia swobodnego dostępu na strop od tyłu kotła, gdzie przewidziano główny ciąg podestów, wychodzące z walczaka rurociągi parowe zamknięto w stalowych skrzynkach stanowiących jedną całość z blachą pokrywającą w tym miejscu strop kotła.
Rozwiązanie opancerzenia wewnętrznego bocznych ścian kotła zapewnia dostęp do uszczelnień bocznych rusztu od zewnątrz kotła.
Wszystkie zewnętrzne elementy opancerzenia wewnętrznego kotła skonstruowano tak, aby tam gdzie one występują można było pod nie wsunąć końce blach opancerzenia zewnętrznego, co znacznie upraszcza jego wykonanie.
Dla zwiększenia trwałości opancerzenia wewnętrznego, wszędzie tam gdzie styka się ono ze spalinami grubość blach zwiększono z dotychczasowych 3 mm do 4 mm. Mimo zwiększenia przez to o 33 % ciężaru blach opancerzenia, całkowity ciężar opancerzenia w rozwiązaniu konstrukcyjnym wg projektu wynalazczego nie uległ zmianie w porównaniu z ciężarem dotychczasowym.
Przepisał i w komentarze zaopatrzył inż. J. Kopydłowski; 17.09.2009 r.
To znaczy z jego częścią ciśnieniową (parownika kotła) przejmującą większość funkcji dotychczasowej stalowej konstrukcji nośnej - patrz w tej sprawie treść opinii mgr inż. Zygmunta Gorola.
Skrzynkowa konstrukcja została rozwiązana do swobodnego przemieszczania się na dolnej ramie kotła wraz z wydłużającym się po rozpaleniu walczakiem dolnym i komorami przyrusztowymi.
Patrz część 70.
2