Motto: „Szkoda … , że nie napisał Pan książki dotyczącej projektowania kotłów i nie zamieścił w niej swojej dużej wiedzy przedmiotowej. Myślę, że byłaby to wartościowa pozycja dedykowana do inżynierów i konstruktorów; napisana przez praktyka, a nie teoretyka. Oczywiście z pożytkiem także dla studentów” - naukowiec z IMiUE Politechniki Śląskiej.

Tarnowskie Góry, 2011.12.25 Kancelaria Prezesa Rady Ministrów Al. Ujazdowskie 1/3 00-942 Warszawa

Wykazanie dlaczego nie można poprawić bardzo złej sytuacji energetyki przemysłowej i ciepłownictwa, mimo dysponowania przez Polskę najdoskonalszą w świecie techniką kotłową

autorstwa jednego polskiego inżyniera.

Część 186

Jak przez około sto lat błądzono w skali światowej w pomysłach na spalanie węgla w kotłach rusztowych, to do zorientowania powinno już wystarczyć ich porównanie z rozwiązaniami którymi to spalanie opanował inż. J. Kopydłowski.

Kotłowi szarlatani nie wyrządzaliby tyle szkody, gdyby w swojej działalności nie korzystali z rozwiązań zachodnich oraz z pomysłów krajowych naukowców politechnicznych, lecz przynajmniej trzymali się rozwiązań zastosowanych we wcześniejszych jego dokumentacjach, wstrzymując się zarazem od ich „udoskonalania” - część czternasta.

Wykazanie które błędy popełniane w eksploatacji kotłów rusztowych z paleniskiem warstwowym oraz „udoskonalenia” wprowadzane w nich przez kotłowych szarlatanów mogły zrodzić debilny pomysł na zasysanie spalin z komory paleniskowej przez leje tylnych stref podmuchowych (zgłoszenie 387645 do UP), polecany do stosowania przez Instytut Techniki Cieplnej Politechniki Śląskiej - część ósma.

Ustęp szesnasty. Działaniem najpierw jednego agenta SB, a następnie Głównego Inspektoratu Gospodarki Energetycznej (GIGE), kocioł wodny typu WR10 (z dokumentacją powstałą w Centralnym Biurze Konstrukcji Kotłów w 1967 r., a więc prawie pół wieku temu) był ostatnim skonstruowanym po wojnie wodno-rurowym kotłem rusztowym z opanowaną jego produkcją.

Pozostanie przy tym faktem, że w konstrukcji samego jego paleniska powtórzone zostały te same rozwiązania co w kotłach skonstruowanych wcześniej, łącznie z kotłami przedwojennymi. Stanowi to zarazem, że prawidłowy proces spalania w nich węgla, począwszy od tych z lat dwudziestych u. w., mogłyby zapewnić rozwiązania zastosowane w modernizacji kotła WR10 w Elblągu, uzupełnione o sprzężone otwieranie klap stref podmuchowych rusztu - część trzecia.

c. Z już posiadanych przez inż. J. Kopydłowskiego opracowań autorstwa naukowców z Instytutu Techniki Cieplnej Politechniki Śląskiej wynikałoby, że powodem wszystkiego czego dopuścili się na szkodę polskiej energetyki przemysłowej i ciepłownictwa była ich nieświadomość przyczyn bardzo złych wyników pracy kotłów wodnych typu WR25 (WLM25) i być może kotłów typu WR10 (części 182 i 183).

Mimo, że kotły typu WR25 (jako największe polskie wodne kotły rusztowe z paleniskiem warstwowym) pracują w Tarnowskich Górach od grubo ponad 30-tu lat, dodatkowo już dostatecznie długo w przedsiębiorstwie ciepłowniczym, w którym w 2001 r. został zmodernizowany kocioł typu WCO80 (część 179), inż. J. Kopydłowski do paleniska jednego z nich zajrzał tylko raz chyba w 1982 r. Dokonał tego przez drzwi włazowe znajdujące się pod sklepieniem tylnym paleniska na Rys. 175b, a ponieważ kocioł pracował przy niskim obciążeniu, bez żadnych obaw o uszczerbek na zdrowiu, nie mówiąc o utratę życia, mógł przeczołgać się po warstwie zimnego żużla leżącego na ruszcie, wychodząc takimi samymi drzwiami znajdującymi się naprzeciw w drugiej ścianie paleniska. To byłoby oczywiście niemożliwe w kotle z zastosowanym rozwiązaniem będącym zgłoszeniem 387645 do Urzędu Patentowego - bowiem dopiero wtedy czułby się jak na pustyni podczas burzy piaskowej, a dodatkowo zrobiłoby się bardzo gorąco.

Kocioł typu WR25 (z pierwszym jego symbolem WLM25) jest trzecim (po kotłach typu OR10 i WR10) wodno-rurowym kotłem rusztowym skonstruowanym w Polsce w ciągu pierwszych około 20-tu powojennych lat i zarazem trzecim ze wszystkich takich kotłów skonstruowanych po wojnie z opanowaną ich produkcją, lecz nigdy nieopanowaną prawidłową eksploatacją. Tak jak kocioł typu OR10 (część 185), został on skonstruowany w Raciborskiej Fabryce Kotłów „RAFAKO”.

Kocioł ten (z paleniskiem przedstawionym na Rys. 175b) przy swojej znamionowej mocy cieplnej 29,1 MW ma podwójny ruszt o szerokości 2 x 2500 mm i długości 7000 mm, którym to wymiarom odpowiada jego powierzchnia 35 m².

Biorąc za podstawę moc cieplną 18 MW kotła typu WR10 po jego modernizacji w EPEC w Elblągu, z odpowiadającą jej powierzchnią rusztu 12,5 m², kocioł typu WR25 z powierzchnią swojego rusztu 35 m² powinien osiągnąć moc cieplną: (18 MW : 12,5 m²) x 35 m² = 50,4 MW.

Daje to wzrost jego mocy cieplnej w stosunku do znamionowej: (50,4 MW: 29,1 MW) x 100% = 173 %, stanowiąc zarazem, że do osiągania jego mocy znamionowej 29,1 MW powinna wystarczyć długość rusztu: (100 % : 173 %) x 7000 mm = 4046 mm. W zaokrągleniu do 4000 mm taka długość rusztu jest naniesiona na Rys. 175b, wraz z długością rusztu tego kotła wynoszącą 7000 mm. Z wymiaru 4000 mm wynika zarazem jednoznacznie, że w kotle zbyteczne byłyby trzy z siedmiu stref podmuchowych i zarazem cała część rusztu znajdująca się pod tylnym sklepieniem.

Rozwiązanie kotła typu WR25 pozwala także na wierne odwzorowanie co dałoby zastosowanie w nim stalowej konstrukcji rusztu w obrębie skrzyni podmuchowej ze zmodernizowanego w Elblągu kotła WR10 (Rys. 170b, w części 182), jako wstawionej do niego od początku rusztu przy jej długości 5000 mm, w której leje stref podmuchowych znajdują się na długości 4130 mierzonej od tyłu. Konstrukcje takie musiałyby być tylko dwie, ponieważ jest on wyposażony w ruszt podwójny. Przy takim rozwiązaniu czynna długość rusztu kończyłaby się w nim na początku tylnego sklepienia (przed drzwiami włazowymi - czytaj wyżej).

Kocioł typu WR25 mógłby wtedy osiągnąć moc cieplną: 18 MW x [(2 x 2,5 m) : 2,5 m] = 36,0 MW - przy czynnej długości rusztu skróconej z siedmiu do pięciu metrów. Nie byłoby więc dotychczasowych dwóch tylnych stref podmuchowych do zasysania przez nie spalin z komory paleniskowej rozwiązaniem będącym zgłoszeniem 387645 do Urzędu Patentowego.

Do pełnego zapewnienia warunków spalania jak w zmodernizowanym kotle WR10 (część 182), wystarczyłoby jeszcze tylko w bardzo prosty sposób zmienić dotychczasowe rozwiązanie ściany przedniej komory paleniskowej nad rusztem, usuwając przednie sklepienie (Rys. 175b), a zatopione dotychczas w jego betonie rury ściany przedniej poprowadzić pionowo w górę w płaszczyźnie rur górnej jej części. Kocioł WR25 ma bowiem ściany boczne pokryte rurami do samego dołu, a znajdujące się nisko nad rusztem sklepienie tylne znalazłoby się poza strefą palenia się węgla na ruszcie.

Jeśli chodzi natomiast o moce cieplne osiągane dotychczas przez kotły typu WR25, to według sprawozdań z lat 2009÷2011 z okresowych badań emisji z takich kotłów znajdujących się w rejonie podległym Starostwu Powiatowemu w Tarnowskich Górach wynikałoby, że najwyższe osiągane ich moce cieplne, to: 14,4 MW; 15,8 MW; 16,3 MW; 16,5 MW; 17,2 MW; 17,5 MW; 18,0 MW; 18,1 MW; 19,8 MW; 21,0 MW; 21,1 MW; 21,8 MW; 24,5 MW - wobec znamionowej mocy kotła wynoszącej 29,1 MW. Sprawność cieplna tych kotłów według owych sprawozdań wynosiła od 25,8 % do 86,1 % - patrz część 176. Nieprawdziwy jest oczywiście zarówno dolny, jak i górny zakres tej sprawności.

Z dokonanej w 1975 r. analizy wyników badań cieplnych kotłów typu WR25 (wtedy jeszcze o symbolu WLM25) wynika, że nawet podczas tych badań (wykonanych do 1972 r. u czterech ich użytkowników) przed osiągnięciem mocy znamionowej 29,1 MW dochodziło do przekraczania granicznego obciążenia cieplnego rusztu, a możliwym do osiągania w bieżącej eksploatacji było około 80 % ich mocy znamionowej, czyli 23 MW.

W przypadku samej dolnej części komory paleniskowej kotłów skonstruowanych po wojnie (OR64 - Rys. 175a; OR10 - część 185; WR10 - część 182; WR25 - Rys. 175b) oraz przy adaptacji amerykańskiej dokumentacji na kocioł OKR5 (OR5) - część 184, w ogóle nie brano pod uwagę rozwiązania sklepienia przedniego i tylnego w kotłach przedwojennych.

W odróżnieniu od bardzo długich tych sklepień w kotłach skonstruowanych, kotły przedwojenne (dodatkowo z kontynuowaną przez długi czas ich produkcją) te sklepienia miały nieporównywalnie krótsze, a wersje kotłów w rozwiązaniu z Rys. 174a tylnego sklepienia nie miały w ogóle. Sklepienia tylnego nie miały także wszystkie pierwsze wersje (parowe i wodne) kotłów typu La Mont wielkości 1,25 i 2,5. Także jako wyposażone na początku lat 60-tych u. w. w ruszt pochyły (Rys. 174d). Sklepienia tylne jeśli już były jako krótkie, jak to przedstawiają Rys. 174b i Rys.174c, to znajdowały się na odpowiednio dużej wysokości nad rusztem, a nie jak to ma miejsce w kotle OR10 (Rys. 173, część 185), czy w kotłach WR25 i OR64 (Rys. 175). Dłuższe sklepienie przednie w kotłach przedwojennych (Rys. 174a) było konsekwencją wyposażenia istniejącej już konstrukcji kotła w dłuższy ruszt, kiedy to w wydłużaniu długości rusztu, tak samo błędnie jak po wojnie, oczekiwano poprawienia wyników eksploatacyjnych. Przedwojenny kocioł typu OKR50 (Rys. 174c) swoją mocą cieplną jest odpowiednikiem kotła typu OR64 i kotła typu WR25 (Rys. 175). Różnice w rozwiązaniu sklepień są chyba ewidentne.

W konstrukcji kotłów typu OR10 i WR10 oraz adaptowanego kotła typu OKR5 (OR5) wzorowano się natomiast na kotłach przedwojennych jeśli chodzi o rozwiązanie bocznych ścian komory paleniskowej.

Ich wzorem są one zarówno pokryte do pewnej wysokości materiałem ceramicznym, jak i rzadko pokryte rurami. W samym rzadkim pokrywaniu ścian rurami nie brano oczywiście pod uwagę faktu, że kiedyś ściany komory paleniskowej takich kotłów były gołe, a później gęste pokrycie ich rurami (ekranowanie) uniemożliwiało zachowywane pozostałe rozwiązanie konstrukcyjne kotła. Po wojnie także predyspozycje konstruktorskie dokonujących uzupełnienia tego pokrycia w powstałym Centralnym Biurze Konstrukcji Kotłów.

Załączniki I i II (-) Jerzy Kopydłowski

Abstrahując od nieposiadania przez nich podstawowej wiedzy z zakresu techniki kotłowej.

Pierwszym w ogóle skonstruowanym po wojnie wodno-rurowym kotłem rusztowym, jednak z nieopanowaną jego produkcją, był kocioł parowy typu OR64 (Rys. 175a). Z przeliczeń jak dla kotła typu WR25, kocioł ten przy swojej powierzchni rusztu powinien osiągnąć wydajność 99 t/h pary, w stosunku do jego wydajności znamionowej 64 t/h pary, przy której powinna wystarczyć długość jego rusztu 4800 mm, w stosunku do wynoszącej w tym kotle 7500 mm. Kocioł typu OR64 z różnych powodów nigdy nie osiągnął swojej znamionowej wydajności 64 t/h pary.

Mgr inż. Aniela Kopydłowska: Założenia modernizacyjne kotła WR25; styczeń 1975 r.; numer archiwalny CBKK 9447.

3

---