Tarnowskie Góry, 2008.10.19
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 dwudziesta szósta
Powody pozostawienia polskich kotłów rusztowych w stanie zacofania technicznego
z okresu pierwszych lat istnienia Peerelu.
B. O działaniach agenta SB, którymi uniemożliwił opanowanie przez polski przemysł kotłowy produkcji palenisk narzutowych, będących jedynymi pozwalającymi na ekonomiczne i proeko- logiczne spalanie węgla w kotłach rusztowych - część dwudziesta czwarta.
II. Skutki niewykonania decyzji ze stycznia 1974 r. Rady Technicznej CBKK poprawienia wykazanych przez inż. J. Kopydłowskiego wielu błędnych rozwiązań urządzeń paleniska narzutowego popełnionych w dokumentacjach wykonawczych (warsztatowych) kotłów typu OR6,5-011 i OR16-102 serii informacyjnych oraz polecenia przez tą radę zastosowania zarówno w nich, jak i w nowych dokumentacjach parowych i wodnych kotłów rozwiązań konstrukcyjnych tego paleniska autorstwa inż. J. Kopydłowskiego -część szesnasta.
Wyjaśnienie dlaczego inż. J. Kopydłowski na przekór wszystkiemu i wszystkich przez wiele lat udoskonalał światową technikę spalania węgla przy jego narzucie na ruszt, ze zrealizowaniem tego w stworzonym przez siebie polskim palenisku narzutowym - część ósma.
Powód siódmy: ponieważ tylko kocioł rusztowy z paleniskiem narzutowym można:
- uruchomić ze stanu zimnego bezpiecznie dla jego części ciśnieniowej i obmurza,
- pozostawiać w gorącej rezerwie dla uniknięcia częstego uruchamiania kotła ze stanu zimnego oraz dla zabezpieczenia ciągłości w dostarczaniu energii cieplnej przez kotłownię.
W jednym i drugim przypadku przy minimalnym zużyciu węgla.
I. Uruchomienie kotła ze stanu zimnego.
Wszystkie kotły, a szczególnie kotły rusztowe starego typu - którymi w Polsce są prawie wszystkie - trzeba uruchamiać ze stanu zimnego bardzo wolno, aby nie dopuścić do powstawania naprężeń - powodowanych nierównomiernym nagrzewaniem się ciężkiego obmurza z materiałów ogniotrwałych oraz walczaków, komór i poszczególnych rur powierzchni ogrzewalnej - mogących spowodować ich uszkodzenie lub przedwczesne zużycie.
W każdym palenisku rusztowym ogień rozpala się z przodu rusztu. Jednak tylko palenisko narzutowe pozwala na dostęp tam przez drzwi włazowe znajdujące się w przedniej ścianie tego paleniska (patrz pismo z 2008.10.14 do IMiUE). Łatwo więc można ułożyć przez nie podpałkę na ruszcie, a po jej zapaleniu czuwać za pomocą gracy nad jej prawidłowym paleniem się. Przede wszystkim równomiernym na całej szerokości rusztu. Również ewentualnie móc uzupełniać ilość podpałki po doprowadzaniu już na ruszt węgla.
Także tylko palenisko narzutowe pozwala na pokrywanie powierzchni tej rozpalonej już podpałki wrzucanym przez narzutniki węglem (najpierw okresowo, a następnie w sposób ciągły):
- w ilości pozwalającej na kontrolowanie intensywności ognia w palenisku wymaganej ze względu na trwałość kotła,
- przy utrzymywaniu płomienia z przodu paleniska, ponieważ tylko odpowiednio nagrzana przednia część paleniska rusztowego gwarantuje prawidłową późniejszą pracę kotła pod obciążeniem.
Takie możliwości, jak uzupełnianie podpałki i operowanie gracą przez cały czas uruchamiania kotła oraz odpowiednie nagrzanie przedniej jego części, palenisko narzutowe zawdzięcza wyłączonemu na ten czas napędowi rusztu. Zamiast doprowadzać kolejną porcję węgla przez narzutniki, mając dostęp z przodu paleniska można również w strefę płomienia nagarnąć gracą węgiel wrzucony na ruszt bardziej do tyłu. Można nią również wyrównać warstwę podpałki i węgla w strefie tego płomienia, a w końcowej fazie uruchamiania kotła ściągać nadmiar żużla z rusztu.
Do przejścia na pracę ciągłą kotła wystarczy tylko uruchomić napęd rusztu, dostosowując jego prędkość do wymaganej wysokości warstwy żużla przed jego spadnięciem do leja żużlowego.
W uruchamianiu kotła z paleniskiem narzutowym bardzo ważne jest także to, że przy ewentualnym niedostatecznym nagrzaniu paleniska, lub nierównomiernym spalaniu węgla na ruszcie, można w każdej chwili wstrzymać pracę ciągłą kotła i powrócić do czynności końcowej fazy jego uruchamiania.
A oto jak ma przebiegać uruchomienie kotła z paleniskiem warstwowym
według fabrycznej instrukcji Zakładów Urządzeń Kotłowych w Stąporkowie.
„Uruchamianie: Przy uniesionej warstwownicy pokryć powierzchnię rusztu za warstwownicą podpałką (drewno) na długości około jednego metra. ... Podpalić podpałkę. Po rozpaleniu podpałki przysypać ją węglem. Uruchomić wentylator podmuchowy i otworzyć do połowy zasuwy powietrza w strefach, w których odbywa się spalanie (strefa pierwsza i druga). Intensywność rozpalania regulować ciągiem i podmuchem. Po rozpaleniu (w zrozumieniu: podpałki „przysypanej” już węglem) nastawić warstwownicę na grubość od 8 do 10 centymetrów. Uruchomić ruszt na minimalnych obrotach, utrzymując ogień pod sklepieniem. Nie dopuścić do odejścia ognia spod sklepienia, ani podejścia płomienia do warstwownicy.
Ruch normalny: Po rozpaleniu rusztu rozciągnąć ogień na dwóch trzecich długości rusztu poprzez zwiększenie prędkości posuwu pokładu. Zamknąć pierwszą strefę i otwierać kolejne strefy powietrza w miarę przesuwania się ognia. ...”
Na czym ma polegać „przysypanie” podpałki węglem, to można dowiedzieć się z instrukcji uruchomienia rusztu typu Rtw, czytając podobnie, ale inaczej: „Po rozpaleniu podpałki włączyć minimalny posuw taśmy (czytaj: pokładu rusztu) i otworzyć zasuwę węglową tak, aby podpałkę przysypać częściowo węglem.”
Każdy palacz oczywiście wie, że po włączeniu napędu rusztu, przy otwartej już zasuwie pod koszem węglowym, nastąpi jedynie wprowadzenie węgla do paleniska za podpałką - w żadnym przypadku przysypanie jej węglem, nawet częściowe - z jednoczesnym przemieszczeniem palącej się podpałki w kierunku do tyłu paleniska, a więc z odsunięciem jej od przedniego sklepienia, które przede wszystkim musi się dobrze nagrzać podczas rozpalania kotła z paleniskiem warstwowym. Paląca się podpałka będzie następnie oddalała się coraz bardziej od przodu paleniska po włączeniu rusztu na stałe na minimalnych obrotach.
W jaki sposób utrzymywać ogień pod przednim sklepieniem, odsuwając od niego płomień z palącej się podpałki, tego inż. J. Kopydłowski nie znalazł w żadnej z takich instrukcji. Tak może się stać tylko wtedy, jeśli od bardzo intensywnie palącej się podpałki zacznie zapalać się węgiel podążający za nią do tyłu paleniska. Tylko, że przy takim jej intensywnym paleniu się, a następnie intensywnym paleniu się węgla niezbędnym aby ogień „nie uciekał” do tyłu rusztu, o żadnym powolnym rozpalaniu kotła w trosce o jego trwałość nie może być mowy. Inaczej bowiem, szczególnie przy spalaniu węgla o dużej zawartości skały płonnej, w ogóle nie dochodzi do prawidłowego rozpalenia kotła, czego skutkom palacz może się tylko przyglądać, podporządkowując się treści instrukcji dotyczącej „normalnego ruchu” kotła w brzmieniu: Obserwować proces spalania przez wzierniki.”
Pierwszy niespalony koks, jaki trafia do leja żużlowego kotłów z paleniskiem warstwowym, pochodzi z rozpalania kotła.
II. Pozostawanie kotła w gorącej rezerwie.
Z możliwości pozostawiania kotła z paleniskiem narzutowym w gorącej rezerwie inż. J. Kopydłowski zdał sobie sprawę już na początku 1973 r. Pracujące tam do tego czasu kotły z paleniskiem warstwowym były na noc wygaszane i następnie nad ranem następnego dnia ponownie uruchamiane ze stanu zimnego. Natomiast znajdujący się pod jego nadzorem kocioł OR2,5-010 był pozostawiany na noc w gorącej rezerwie na około 9 godzin, z dodatkową taką przerwą w porze południowej na 2÷3 godziny.
W tej sprawie w późniejszym artykule jest napisane: „Kocioł OR2,5-010 pracował z codzienną nocną przerwą. Przed odstawieniem go na noc, po wyłączeniu podmuchu pozostawiony w ruchu dozownik usypywał pryzmę węgla na ruszcie, a następnie po wyłączeniu instalacji zasilania paleniska węglem, wentylatora wyciągowego i uzupełnieniu walczaka w wodę do pełnego zalania szkieł wodowskazowych, pozostawiano kocioł do rana bez obsługi. Ponowne rozpalenie kotła polegało na włączeniu wentylatorów i narzutnika węgla z dozownikiem, nastawionym początkowo na mały wydatek. Po przegracowaniu rusztu i rozpaleniu się na nim węgla, w bardzo krótkim czasie kocioł osiągał wymaganą dla ogrzewania zładu wydajność.”
Kocioł typu OR2,5-010 od wszystkich polskich kotłów rusztowych różnił się jednak tym, że był wyposażony w ruszt wibracyjny . Z tego też powodu, niezależnie od temperatury mięknienia popiołu, nie dochodziło na nim do powstawania płatów spieczonego żużla. W przypadku kotłów z polskim paleniskiem narzutowym, jako wyposażonych w ruszt łuskowy, inż. J. Kopydłowski zalecił ich użytkownikom przed przejściem kotła do gorącej rezerwy pozostawienie rusztu w ruchu do częściowego opróżnienia jego pokładu z leżącego na nim żużla, z następnym usypaniem pryzmy surowego węgla na tylko częściowo wypalonym koksie, który ruchem pokładu rusztowego zostaje przemieszczony z tylnej części paleniska na przednią.
Na wyłączenie podmuchu w kotle z paleniskiem narzutowym, bez obawy o trwałość rusztowin i stalowej konstrukcji rusztu, pozwala przede wszystkim fakt, że w palenisku tym są one zabezpieczone przed żarzącym się koksem warstwą leżącego pod nim żużla, który w palenisku warstwowym leżałby na nim.
Możliwość długotrwałego pozostawiania kotła z paleniskiem narzutowym w gorącej rezerwie ma również ogromne znaczenie ekonomiczne w przypadku dostarczania przez kotłownię energii cieplnej dla procesów technologicznych wymagających ciągłości takiego zasilania (przykładowo przy produkcji mleka w proszku).
W kotle pozostawionym w gorącej rezerwie trzeba tylko co jakiś czas uruchomić narzutniki do pokrycia żaru na ruszcie kolejną małą porcją węgla, z uprzednim przegracowanem tego żaru i z następnym krótkotrwałym włączeniem podmuchu dla uniknięcia wygaśnięcia ognia na ruszcie.
Dysponując dwoma kotłami z paleniskiem narzutowym, z których jeden w pełni pokrywa zapotrzebowanie na energię cieplną, wystarczy wtedy drugi z nich tylko pozostawić w gorącej rezerwie. Na jego uruchomienie, z bardzo szybkim dojściem do wydajności kotła który przypadkowo wypadł z ruchu, potrzeba kilkunastu minut.
Jak to stwierdza się już w samych fabrycznych instrukcjach, kotła z paleniskiem warstwo- wym w gorącej rezerwie pozostawić nie można.
Do zapewnienia ciągłości zasilania w energię cieplną wymagana jest więc praca drugiego kotła przy możliwie najniższej wydajności, z którą z reguły nie można zejść poniżej 40 % jego wydajności nominalnej. Przy tej wydajności kocioł z paleniskiem warstwowym pracuje jednak z bardzo niską sprawnością, nie mówiąc o zużywaniu przez niego energii elektrycznej do napędu wentylatorów, rusztu i odżużlacza jak przy możliwej do osiągnięcia przez niego wydajności maksymalnej. W odróżnieniu od kotła z paleniskiem narzutowym, także wzrost wydajności kotła z paleniskiem warstwowym następuje bardzo wolno. Przy stosunkowo wysokiej wydajności takiego kotła pracującego jako rezerwowy, nawet po osiągnięciu przez niego wydajności maksymalnej nie będzie on również w stanie pokryć wcześniejszego zapotrzebowania na energię cieplną.
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” (-) Jerzy Kopydłowski
ul. Górnicza 3, 26-220 Stąporków
5. Polska Dziennik Zachodni,
Z-ca Redaktora Naczelnego Stanisław Bubin.
6. Redakcja Energia i Budynek, ul. Świętokrzyska 20
00-002 Warszawa, Redaktor Naczelny inż. Mirosław Jankowski.
Także kilkudziesięciu PT Użytkowników kotłów z polskim lub
krajowym paleniskiem narzutowym oraz mających te kotły na stanie
i inni.
Przez co poza energetyką zawodową dysponuje ona kotłami o konstrukcjach pochodzących sprzed wojny i sięgających w zakresie kotłów o małych wydajnościach okresu wojen napoleońskich.
W palenisku warstwowym ruszt trzeba uruchomić aby doprowadzić węgiel do paleniska - czytaj dalej.
Podczas uruchamiania kotła, przy odpowiednio wyrównywanej warstwie węgla palącego się na ruszcie, nie może przysłowiowo stracić się ani jeden jego kawałek.
Instrukcji dla rusztu typu Rts pochodzącej z 1976 r., chociaż zasadnicza jej treść jest zgodna z taką treścią instrukcji CBKK z początku lat pięćdziesiątych ubiegłego wieku.
Czegoś takiego fabryczne instrukcje dotyczące palenisk warstwowych w ogóle nie przewidują, zawierając nawet zalecenie aby nie pozostawiać żaru na ruszcie po wyłączeniu podmuchu, a jeśli, to tylko na trzy minuty.
kiedy dopuszczono go w końcu do zajęcia się postawionym w 1972 r. w kotłowni CBKK wynalezionym przez niego kotłem parowym typu OR2,5-010.
W tej sprawie nawet w instrukcji fabrycznej rusztów typu Rtw można przeczytać: „Należy unikać częstego gaszenia i rozpalania ognia, ponieważ powoduje to wcześniejsze zużycie części pokładu rusztowego i sklepienia”, z dodatkowym zaleceniem, że „pozostawienie żaru na ruszcie bez podmuchu jest niewskazane” i po wyłączeniu podmuchu żar z rusztu trzeba jak najszybciej usunąć.
Aniela Kopydłowska, Jerzy Kopydłowski: Dlaczego paleniska narzutowe, GPiE, nr 3/1976 r.
Ta jedna z wyjątkowych zalet tego rusztu wibracyjnego była już dostatecznym powodem do uniemożliwienia przez agenta SB podjęcia jego produkcji przez przemysł kotłowy Peerelu.
3