Motta: 1 „ ... jedyny krajowy producent palenisk, fabryka w Mikołowie, zmienia profil produkcji. Konstruowanie i wytwarzanie palenisk przejmie zakład w Stąporkowie” - Przegląd Techniczny w 1977 r. 2. „ Wiadomo, że takie zespoły (czytaj: kotła) jak ruszt ... nie są konstruowane w CBKK. Przewidujemy eksperymentowanie z nowym typem rusztu bezstrefowego wzorowanego na rozwiązaniach Detroit Stoker. Dokumentacja tego rusztu, zalecanego dla palenisk narzutowych, została już opracowana w CBKK.” - mgr inż. Karol Machura i mgr inż. Józef Wasylów w 1988 r.

Tarnowskie Góry, 2010-10-24 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 130

Powody pozostawienia polskich kotłów rusztowych w stanie zacofania technicznego

z okresu pierwszych lat istnienia Peerelu.

7. O tym co przede wszystkim złożyło się

na całkowity brak w Polsce nowoczesnych kotłów rusztowych.

III. Trzecim (głównym) powodem była awanturnicza działalność Głównego Inspektoratu Gospodarki Energetycznej i ówczesnego Ministerstwa Przemysłu Chemicznego - część dwudziesta pierwsza.

Po spowodowaniu niezrealizowania faktycznie w ogóle zadań kierunku 5 Programu Rządowego PR-8, innym skutkiem wydania BPPTiF „PROERG” polecenia niewykonywania prac dotyczących kotłów było uniemożliwienie zapobieżenia produkowania po dziś dzień przez ZUK-Stąporków rusztów będących wyjątkowymi bublami.

Skutek całkowitego braku specjalistycznej wiedzy w Centralnym Biurze Konstrukcji Kotłów oraz w Zakładach Urządzeń Kotłowych - stwierdzonego w 1986 r. przez Naczelną Izbę Kontroli (NIK), z potwierdzeniem tego faktu w tym samym roku przez Główny Inspektorat Gospodarki Energetycznej (GIGE) - w odniesieniu do konstrukcji rusztu łuskowego w ogólności.

Współpraca ZUK-Stąporków z inż. J. Kopydłowskim na czas realizacji kierunku 5 programu rządowego PR-8 byłaby także szansą dla tego zakładu uniknięcia produkcji rusztów łuskowych w obecnych ich rozwiązaniach konstrukcyjnych.

Wtedy odwrotnie, produkcja tego zakładu byłaby zdrowym przeciwstawieniem powszechnej obecnie w Polsce produkcji takich i podobnych bubli.

Nietrudno chyba jednak nawet technicznemu laikowi zdać sobie sprawę, jak nieodpowiedzialne było postępowanie ówczesnego Ministerstwa Górnictwa i Energetyki (do którego przeniesiono z Ministerstwa Przemysłu Ciężkiego produkcję kotłów) w przestawieniu jednego z jego zakładów z produkcji sprzętu do urabiania węgla, na tak specjalistyczną produkcję jaką są paleniska rusztowe - bez względu na to czy narzutowe, czy tylko dalej warstwowe, ponieważ zasadnicza konstrukcja samego rusztu służąca do spalania na nim węgla w obu powinna być całkowicie jednakowa.

Nie mając wcześniej najmniejszego pojęcia o urządzeniach paleniska rusztowego, dochodząc dzięki tej współpracy do własnej wiedzy technicznej zakłady te miałyby przynajmniej dostatecznie duże krytyczne spojrzenie na podsuwane im z zewnątrz rozwiązania konstrukcyjne przez ludzi bez żadnego pojęcia o technice spalania węgla w kotle rusztowym.

Ustęp pięćdziesiąty czwarty. Nie można przede wszystkim skonstruować dobrego urządzenia (chyba, że przez przypadek) nie wiedząc jakie zadanie ma ono spełniać.

Trwająca lata skrajna nieporadność w spowodowaniu aby pokład rusztu łuskowego w ogóle mógł się kręcić (część 129) jest niczym wobec ówczesnego, a szczególnie mającego miejsce obecnie podejścia do rozwiązań, które mają zapewnić prawidłowe spalanie na nim węgla. Te wszystkie rozwiązania znajdują się pod owym pokładem, a częściowo także z boku kotła.

Pokład rusztowy zarówno w palenisku narzutowym, jak i warstwowym, służy do odprowadzenia do leja żużlowego pozostałości ze spalania węgla, którą jest żużel. W palenisku warstwowym dodatkowo do wprowadzania na nim węgla do paleniska, którą to rolę w palenisku narzutowym przejęły narzutniki węgla.

Górna płaska powierzchnia pokładu służy jednak przede wszystkim do spalania się na niej węgla i zapewnienia dopływu od spodu powietrza do tego spalania - przez szczeliny znajdujące między każdym rzędem wielu poprzecznie ułożonych rusztowin stanowiących jego poszycie.

W ruszcie „bezstrefowym” produkcji amerykańskiej firmy Detroit Stoker powietrze dopły-wało pod cały ten pokład rusztowy bezpośrednio z leja znajdującego się pod rusztem, stanowiąc rozwiązanie mogące skłonić do „eksperymentowania” z nim tylko takich konstruktorów jak przykładowo wymienieni w „Motto”. Dlaczego? Ano bo:

1. W palenisku narzutowym ruszt - z powierzchnią dobraną do wydajności kotła - na całej swojej długości pokrywany jest narzucanym na niego węglem przy maksymalnej wydajności kotła. Zakładając nawet, że węgiel narzucany jest na ruszt równomiernie na całej jego długości, to w kierunku do przodu rusztu pod palącym się węglem narasta stopniowo coraz grubsza warstwa żużla - jako efekt ciągłego ruchu pokładu rusztowego do przodu. Łączny opór dla wypływu powietrza spod rusztu na jego długości jest więc już nierównomierny przy maksymalnej wydajności kotła.

Przy obniżaniu obciążenia (wydajności) kotła trzeba jednak stopniowo zmniejszać pokrycie węglem rusztu na jego długości, ograniczając w ten sposób powierzchnię na której spala się węgiel (od tyłu, bo inaczej jest to technicznie niemożliwe). Bez tego palenisko takiego kotła, pracującego przykładowo przy obciążeniu wynoszącym 50 % jego wydajności maksymalnej, pracowałoby tak jak w kotle mającym ruszt o dwukrotnie większej powierzchni. Przy obciążeniu 25 % byłaby ona już czterokrotnie za duża.

Zmniejszaniu długości rusztu pokrywanej węglem musi jednak towarzyszyć stopniowe odcinanie przepływu powietrza przez tylną część rusztu - na długości od jego tyłu proporcjonalnej na ile się da do zmniejszonego obciążenia (wydajności) kotła.

W przedwojennych konstrukcjach polskich rusztów łuskowych do regulacji ilości powietrza przepływającego przez pokład rusztowy służą klapy stref podmuchowych. Same strefy podmuchowe to leje służące jednocześnie do gromadzenia w nich przesypu przez pokład rusztowy, ustawione poprzecznie jeden za drugim na długości rusztu w (mającej być szczelną) skrzyni podmuchowej, zajmującej przestrzeń między górnym i nawracającym dołem pokładem rusztowym.

2. Konstrukcję skrzyni podmuchowej wraz z lejami stref podmuchowych i klapami wlotu powietrza do nich maksymalnie dopracował dopiero po latach inż. J. Kopydłowski.

Zmieniającemu się wzdłuż rusztu w sposób ciągły oporowi dla przepływu powietrza podmuchowego, stwarzanemu przez pokład rusztowy oraz pokrywającą go warstwę węgla i żużla, teoretycznie powinna odpowiadać ciągła zmiana ciśnienia powietrza przepływającego przez pokład rusztowy - jako warunek doprowadzenia przez ruszt powietrza w ilości powodującej w miarę równomierną intensywność spalania węgla na całej powierzchni rusztu pokrywanej nim - wymaganą z różnych powodów. Poza strefą pokrywaną węglem (której długość w kierunku do tyłu rusztu zależy od obciążenia kotła) przepływ powietrza przez pokład rusztowy powinien być odcięty całkowicie.

Ponieważ ciągła zmiana ciśnienia technicznie nie jest to możliwa do zrealizowania, strefy podmuchowe są umieszczone wzdłuż rusztu w podziałce wynoszącej (mają szerokość) 500 mm. To zagęszczenie stref (bez względu na długość rusztu) nie tylko ograniczyło różnicę w stopniowaniu ciśnienia w danej strefie w stosunku do sąsiednich, lecz dodatkowo rozwiązało problem przepływu powietrza ze strefy z wyższym ciśnieniem do sąsiadującej z nią strefy z ciśnieniem niższym (czy z całkowicie z odciętym dopływem powietrza do niej) przez oddzielające je uszczelnienia międzystrefowe. Przepływ powietrza przez te uszczelnienia, tak samo jak przez szczeliny między rusztowinami w pokładzie rusztowym, następuje pod działaniem różnicy ciśnienia w sąsiadujących ze sobą strefach podmuchowych. Przy mniejszej różnicy tego ciśnienia jest on także mniejszy - zgodnie z zależnością prędkości przepływu od różnicy ciśnienia wywołującego ją.

3. Wyjątkową ewolucję przeszły w tej konstrukcji same wloty powietrza do stref podmuchowych. Ich specjalnie dobierane przekroje zapobiegają między innymi koncentracji procesu spalania węgla w jednym miejscu na długości rusztu, którego efektem są różne bardzo negatywne skutki. Natomiast rozwiązanie rozmieszczenia otworów wlotu powietrza w ścianie leja strefy na szerokości rusztu oraz odpowiednie kierowanie strumienia wypływającego z nich powietrza wyeliminowało bardzo negatywne skutki dynamicznego działania strumienia powietrza na warstwę węgla i żużla pokrywającego pokład rusztowy oraz na sam proces spalania na nim węgla. Eliminacji skutków dynamicznego działania strumieni powietrza przepływających wewnątrz samej skrzyni podmuchowej służy także specjalne rozwiązanie lejów stref podmuchowych oraz sposób wprowadzenia powietrza z wentylatora podmuchowego do skrzyni podmuchowej.

Efektem doświadczenia eksploatacyjnego jest także pozbawienie przedniej i tylnej strefy podmuchowej dopływu do nich powietrza ze skrzyni podmuchowej.

4. Prawidłowe prowadzenie procesu spalania węgla w palenisku jest bardzo ułatwione sprzężeniem dźwigni klap wlotów powietrza do wszystkich stref podmuchowych do ich obracania przez palacza jedną ręczną dźwignią, z łatwym zastąpieniem sterowanym zdalnie siłownikiem, lub w automatyce kotła.

Te wszystkie rozwiązania dotyczą nie tylko rusztu w palenisku narzutowym, lecz także w warstwowym.

Ustęp pięćdziesiąty piąty. Współpraca z inż. J. Kopydłowskim uchroniłaby Zakłady Urządzeń Kotłowych przed nabyciem od profesora dr inż. hab. Stanisława Mańkowskiego (rektora Politechniki Warszawskiej w latach 2002÷2005) licencji na stosowanie wynalazku nr 168300 p.t. „Klapa powietrzna” - do regulacji ilości powietrza doprowadzanego do stref podmuchowych.

Zdaniem z 1997 r. mgr inż. Andrzeja Chrzana, jako ówczesnego kierownika działu techniczno-handlowego ZUK- Stąporków, rozwiązanie według tego wynalazku wyeliminowało dotychczasową klapę regulującą ilość powietrza doprowadzanego do strefy podmuchowej, która jego zdaniem nie spełnia swojego zadania już po jej uchyleniu o około 10 procent całkowitego jej otwarcia. W jakich konstrukcjach rusztów tak się dzieje, tego oczywiście nie powiedział.

Poza inż. J. Kopydłowskim nikt mu wtedy nie był w stanie wyjaśnić, że z regulacją ilości powietrza doprowadzanego do stref podmuchowych klapą według wynalazku nr 168300 będzie jeszcze gorzej. Zgodnie bowiem z tym wynalazkiem sama klapa pozostała, a jedynie otwór wlotowy powietrza, który miała zamykać, miał kształt w rodzaju równoramiennego trójkąta, z odsłanianiem go od wierzchołka trójkąta w kierunku do podstawy, czyniąc tym zakładaną „liniową” regulację dopływu powietrza do strefy całkowicie nierealną do uzyskania.

Zarówno sam wynalazek, jak i przeświadczenie że nie jest on jednym z ignoranckich pomysłów rektora Politechniki Warszawskiej z lat 2002÷2005, zrodziła jednak całkowita nieświadomość co jest powodem nieskutecznego działania klap wlotu powietrza do stref podmuchowych rusztów według dokumentacji otrzymanej przez ZUK -Stąporków 20 lat wcześniej od Fabryki Palenisk Mechanicznych w Mikołowie, a później być może pochodzącej z równie niemiarodajnego źródła.

Prozaicznym powodem nieskuteczności działania tych klap jest o wiele za duży przekrój ich otworu wlotowego do strefy podmuchowej. Z tego powodu, już po stosunkowo małym stopniu ich otwarcia, musi tracić się ciśnienie powietrza w skrzyni podmuchowej. Co więc „rutynowo” należy w takim przypadku robić? Ano otwierać klapy wszystkich stref podmuchowych do oporu! Jednak wtedy ciśnienie w skrzyni podmuchowej rusztu traci się prawie całkowicie.

Do zaniku ciśnienia w skrzyni podmuchowej, a tym samym w lejach stref podmuchowych, rusztów wcześniejszej produkcji walnie przyczynia się nieszczelność samej skrzyni podmuchowej: konstrukcyjna, wykonawcza i ruchowa. Łącznie ze zbyt dużymi wlotami powietrza do stref podmuchowych zaowocowała ona w przeszłości zwiększaniem wydajności wentylatorów podmuchowych. W skali krajowej efekt tego jest taki, że przy modernizacji kotłów z zastosowaniem polskiego paleniska narzutowego zawsze pozostawał dotychczasowy wentylator podmuchowy, mimo nawet trzykrotnego wzrostu po modernizacji katalogowej wydajności kotła, nie mówiąc o przypadkach dodatkowego jej podwajania w stosunku do wydajności faktycznie osiąganych przed modernizacją.

To nie trójkątny kształt otworu klapy regulacji dopływu powietrza do strefy podmuchowej, lecz odpowiednia jego wielkość składa się na wyjątkowe walory techniczne rusztów konstrukcji inż. J. Kopydłowskiego. Do ich obecnych rozwiązań dochodził jednak latami.

(-) Jerzy Kopydłowski

7. Ciepłownictwo Ogrzewnictwo Wentylacja

ul. Czackiego 3/5, 00-043 Warszawa

8. Energetyka, Redakcja

ul. Jordana 25; 40-952 Katowice

9. BTK, mgr inż. Karol Machura i mgr inż. Józef Wasylów

ul. Zagórska 83; 42-680 Tarnowskie Góry

(w związku z treścią)

10. Izba Gospodarcza Ciepłownictwo Polskie

ul. Eligijna 59, 02-787 Warszawa

Także kilkudziesięciu PT Użytkowników kotłów z

polskim lub krajowym paleniskiem narzutowym i

mających te kotły na stanie oraz kilkuset innych.

5. JM Rektor Politechniki Krakowskiej

6. JM Rektor Politechniki Łódzkiej

7. JM Rektor Politechniki Poznańskiej

8. JM Rektor Politechniki Warszawskiej

9. JM Rektor Politechniki Wrocławskiej

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. Wojewódzki Inspektorat Ochrony Środowiska ul. Powstańców 41 a; 40-024 Katowice W wiadomej sprawie: 1. JM Rektor Akademii Górniczo-Hutniczej 2. JM Rektor Politechniki Białostockiej 3. JM Rektor Politechniki Częstochowskiej 4. JM Rektor Politechniki Gliwickiej

Według „Motta” w sprawie rusztów różnili się tylko tym, że w CBKK na ich konstruowaniu nie znano się w ogóle, a w ZUK wcale.

Dodatkowo jako pomysłu, który zrodził się ćwierć wieku po otrzymaniu przez CBKK zadania skonstruowania nowoczesnych rusztowych kotłów parowych i wodnych dla energetyki przemysłowej i ciepłownictwa, z taką jego realizacją, że nie opanowano produkcji żadnego z nich.

W praktyce jest to zawsze pryzma, spłaszczona szczególnie z tyłu rusztu, a więc już stwarzająca w tym kierunku mniejsze opory dla przepływu powietrza przez nią.

W niektórych kotłach, przykładowo parowych typu OKR5 (OR5), okazywał się jeszcze za duży.

2

Każdego kto może uzupełnić treść opowieści lub ma uwagi do niej uprasza się o podzielenie się nimi, z gwarancją załączenia ich do kolejnej części opowieści dla zapoznania z nimi wszystkich otrzymujących ją.

---