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, 2011.08.28 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 172

W samej konstrukcji rusztu do nadmiernego zużycia węgla i zarazem nadmiernej emisji dwutlenku węgla do atmosfery kotłowi szarlatani od około 20-tu lat przyczyniają się pozbawieniem jej wspólnej skrzyni podmuchowej - ciąg dalszy.

Pójściem na współpracę z kotłowym szarlatanem, pastwiącym się nad użytkownikami kotłów rusztowych bocznym wlotem powietrza do stref podmuchowych, skompromitował się w 1999 r. wieloletni redaktor naczelny czasopisma Gospodarka Paliwami i Energią.

Ustęp siódmy: Jego publikacja, jako AUDYTING ENERGETYCZNY - PROMOCJA (Załącznik I), „promowała” efekty możliwe do uzyskania przez PEC Ostrów Mazowiecka po dokonaniu przez to przedsiębiorstwo ciepłownicze modernizacji kotła typu WR5 (WR5-022) według jednej z trzech wersji oferowanej przez REMO KOTŁY MALITA:

Wersja I (mająca dać wzrost mocy cieplnej kotła o 1,0 MW, z jednoczesnym zwiększeniem jego sprawności o 2 %) miała dotyczyć „sposobu doprowadzenia i rozdziału powietrza pierwotnego i wtórnego doprowadzonego do spalania na podstawie własnego rozwiązania technicznego objętego ochroną Urzędu Patentowego RP nr 53625 (patrz w tej sprawie treść Załączników II-IV do części 168).

Zakres zmian modernizacyjnych miał obejmować:

„- demontaż obmurza w obrębie kanału powietrza podmuchowego,

- demontaż kanałów powietrza pierwotnego

- wykonanie nowego przewodu podmuchowego,

- zmianę konstrukcji skrzyni podrusztowej w celu modyfikacji przepływów powietrza podmuchowego w skrzyni,

- montaż nowego kanału podmuchowego i wykonanie obmurza dostosowanego do przeprowadzonych zmian.”

Ten zakres zmian mógł dotyczyć realizacji propozycji inż. J. Kopydłowskiego przedstawionej treścią publikacji w GPIE z 1987 r., z uzasadnieniem na jej wstępie w brzmieniu: W ścianie bocznej rusztu typu Rts, zamiast dużych prostokątnych otworów dla wlotu powietrza podmuchowego, znajdują się małe okrągłe otwory o średnicy 290 mm. Wysoka jest więc prędkość powietrza na wylocie z podłączonych do nich kanałów, a tym samym duża wartość straty jego ciśnienia dynamicznego. Niezależnie od tego, wysoka prędkość powietrza podmuchowego wdmuchiwanego jednostronnie do skrzyni powietrznej (czytaj: podmuchowej), wskutek zjawiska podsysania, powoduje zróżnicowanie ciśnienia powietrza pod rusztem na jego szerokości, a tym samym pogorszenie procesu spalania węgla na ruszcie po stronie wlotu powietrza podmuchowego.

Wersja II (mająca dać wzrost mocy cieplnej kotła o 2,0 MW, z jednoczesnym zwiększeniem jego sprawności o 4 %), w której zakres zmian miał obejmować:

„- demontaż mechanizmów sterowania powietrzem i przesypem,

- montaż nowych uszczelnień międzystrefowych na podstawie rozwiązań własnych,

- zmiany konstrukcji skrzyni podrusztowej przy zastosowaniu własnego rozwiązania,

- wykonanie i montaż nowych kanałów podmuchowych (z regulacją) zasilających oddzielnie każ-

dą strefę,

- wykonanie i montaż nowego kolektora zbiorczego (czytaj: raczej rozdzielczego) kanału powietrza podmuchowego

wraz z regulacją.”

Efekt tych zmian był oceniony jak następuje: „w wyniku przeprowadzonych modyfikacji uzyskuje się równomierne spalanie na całej szerokości rusztu oraz obniżenie stosunku nadmiaru powietrza (czytaj: współczynnika nadmiaru powietrza) do wartości do wartości 1,3 ÷ 1,5.”

Wersja III (mająca dać wzrost mocy cieplnej kotła o 3,5 MW, z jednoczesnym zwiększeniem jego sprawności o 8,0%), której zakres zmian miał obejmować:

„- demontaż starej konstrukcji paleniska wraz z kanałem podmuchowym,

- wykonanie konstrukcji paleniska według własnego rozwiązania technicznego,

- wykonanie nowego kanału powietrza pierwotnego wraz z mechanizmem płynnej regulacji ilości powietrza w strefach,

- montaż paleniska nowej konstrukcji,

- montaż kanału powietrza podmuchowego wraz z kolektorem i kanałami zasilania stref.

Treść podkreślona wersji II i III stanowi, że w ruszcie miały być zastosowane boczne (indywidualne) wloty powietrza do stref podmuchowych.

Mające być do uzyskania przyrosty mocy odniesione były do mocy osiąganej dotychczas przez kocioł, uznanej za 4,6 MW, z odpowiadającą jej sprawnością 77,0 %: W związku z tym osiągana moc i sprawność zmodernizowanego kotła dla zrealizowanych wersji miała wynosić:

Wersja I: 4,6 MW + 1,0 MW = 5,6 MW; 77,0 % + 2,0 % = 79 %

Wersja II: 4,6 MW + 2,0 MW = 6,6 MW; 77,0 % + 4,0 % = 81 %

Wersja III: 4,6 MW + 3,5 MW = 8,1 MW; 77,0 % + 8,0 % = 85 %

Nominalna (katalogowa) moc cieplna kotła typu WR5-022 to 5,8 MW. Kolejne wersje modernizacyjne miałyby więc spowodować wzrost mocy cieplnej kotła do: 97 %; 114 % oraz 140 % wydajności nominalnej (w trzeciej wersji wzrost o 40 % w stosunku do wydajności nominalnej)

Ustęp ósmy: Jak ignoranckie było podejście autora owego AUDYTINGU ENERGETYCZNEGO - PROMOCJA w sprawie samych możliwości modernizacyjnych kotła rusztowego z zachowanym w nim paleniskiem warstwowym, to dostatecznie dowodzi tego treść wcześniejszych publikacji inż. J. Kopydłowskiego zamieszczonych w Gospodarce Paliwami i Energią.

a. Jedną z nich jest publikacja pochodząca z października 1994 r. opisująca możliwe do uzyskania efekty z modernizacji kotłów wodnych typu WCO80.

Przedstawia ona możliwości modernizacyjne takiego kotła (według dokumentacji którą inż. Jan Malita otrzymał w 1989 r. i następnie zgłosił do Urzędu Patentowego, otrzymując na jej rozwiązanie konstrukcyjne wzór ochronny nr 53625, według którego miała być wykonana Wersja I modernizacji kotła WR5-022).

Możliwości modernizacyjne kotła typu WCO80 zostały oparte na wykonanych w 1992 r. badaniach cieplnych takich zmodernizowanych kotłów (część 168). Najwyższą moc cieplną 2,95 MW osiągnął wtedy kocioł wyposażony w dodatkowy podgrzewacz wody, co jeśli chodzi o wartość straty wylotowej (duża możliwość schłodzenia spalin wylotowych) stawiało go na równi z kotłem typu WR5-022. Zmierzona temperatura spalin wylotowych wynosiła 175 ⁰C.

Nominalna (katalogowa) moc cieplna kotła typu WCO80 wynosi 1,1 MW. Kocioł zmodernizowany osiągnął więc 268 % wydajności nominalnej. Dało to ponad czterokrotnie (4,2) wyższy przyrost mocy w stosunku do przyrostu mocy nominalnej jaki miała dać Wersja III modernizacji kotła typu WR5-022.

O mocy cieplnej osiąganej przez kocioł z prawidłowo skonstruowanym paleniskiem (poza wszystkim innym) decyduje jednak powierzchnia jego rusztu. W stosunku do powierzchni zachowanej w kotle typu WCO80 i wynoszącej 2,5 m², kocioł typu WR5-022 z rusztem typu Rts ma powierzchnię rusztu 8,1 m². Przenosząc maksymalne wyniki z kotła typu WCO80 na kocioł typu WR5-022, jego maksymalna moc cieplna po prawidłowo wykonanej modernizacji wynosiłaby 9,6 MW (w Wersji III miało to być 8,1 MW).

W publikacji można jednak przeczytać: Przebudowane palenisko kotła typu WCO80 pozostaje … nadal paleniskiem warstwowym i w odróżnieniu od paleniska narzutowego nie pozwala na ekonomiczne spalanie niespiekających się węgli płomiennych typu 31. Mogą również występować trudności przy spalaniu węgli o skłonnościach do żużlowania. W Tabeli publikacji zawierającej dane techniczne zmodernizowanego kotła typu WCO80 jako typ węgla podany jest: 32.2.

Kocioł typu WCO80 spalający węgiel niespiekający się (typu 31) nie osiągnął mocy cieplnej 2,95 MW, lecz zaledwie 1,65 MW (poz. 7 Tabeli w części 168). W przeliczeniu na powierzchnię rusztu kotła typu WR5-022, daje to jego moc cieplną zaledwie 5,3 MW. Nie jest to więc nawet moc cieplna zakładana do osiągnięcia w Wersji I, jako podana w wysokości 5,6 MW.

W sprawie uwarunkowania osiągania przez kocioł z paleniskiem warstwowym mocy cieplnej (także sprawności), jakim jest zdolność węgla do spiekania się, w tym AUDYTINGU ENERGETYCZNYM - PROMOCJA nie ma jednak ani słowa. Wynikałoby, że jego autor tak samo nie miał świadomości tego, jak nie miał ponad dwadzieścia lat wcześniej (w 1977 r.), jako kierownik zakładu w Oddziale Warszawskim Ośrodka Badawczo-Rozwojowego GIGE, kiedy oceniano tam wpływ parametrów węgla na pracę kotłów z paleniskiem warstwowym i narzutowym. Zdolności spalanego węgla do spiekania się pod uwagę nie brano.

b. Drugą z nich jest publikacja pochodząca z lipca 1997 r. informująca jakie problemy stwarza w palenisku warstwowym spalanie węgla niespiekającego się.

Można się z niej dowiedzieć: Zastąpienie w palenisku warstwowym dotychczasowego rusztu produkcji kluczowego przemysłu kotłowego, rusztem wynalezionym dla polskiego paleniska narzutowego (produkcji rzemieślniczej - jak to się kiedyś mawiało), radykalnie usprawniło w nim proces spalania węgla spiekającego się. Ruszty te w sposób profesjonalny stosowane są od 1989 r. tylko w niektórych kotłach typu WCO80 i PCO60 (patrz GPiE nr 10/1994 r.). Przy spalaniu węgla niespiekającego się, znacznie spadała jednak zarówno ich wydajność, jak i sprawność.

Także, że: Najniższą sprawność i wydajność osiągają w Polsce kotły z rusztem łuskowym spalające węgiel niespiekający się. Przy spalaniu takiego węgla najczęściej dochodzi do przekraczania granicznego obciążenia rusztu. … Obciążenie (cieplne) rusztu jest głównym parametrem technicznym paleniska rusztowego przy jego konstruowaniu i należałoby się kierować nim przy eksploatacji kotła. Jest to ilość ciepła doprowadzonego do paleniska z węglem (czytaj: w jego wartości opałowej), przypadającego na jednostkę powierzchni rusztu wyrażaną zwykle w kW/m². Im większe jest obciążenie rusztu, tym wyższa jest wydajność kotła, jednak tylko do granicznej wartości tego obciążenia. W każdym palenisku warstwowym przy jego dociążaniu, polegającym na doprowadzaniu coraz większej ilości węgla, od pewnej wartości obciążenia następuje wyraźnie coraz mniejszy przyrost wydajności kotła i coraz większy spadek jego sprawności.

Wartość obciążenia, przy której wydajność kotła już nie zwiększa się, to właśnie obciążenie graniczne. Po jego przekroczeniu wydajność kotła zaczyna obniżać się, czemu towarzyszy gwałtowny spadek sprawności cieplnej (czytaj: kotła).

Tej treści publikacji o granicznym obciążeniu rusztu i jego skutkach późniejszy autor AUDYTINGU ENERGETYCZNEGO - PROMOCJA nie rozumiał po wysłaniu jego maszynopisu do redakcji GPiE i inż. J. Kopydłowski musiał mu udzielić pisemnych wyjaśnień. Na czas pisania owego auditingu musiał on jednak o tym zapomnieć.

Gdyby bowiem było inaczej, to nie zalecałby modernizowania kotła WR5-022 na zwiększenie jego mocy cieplnej do 8,1 MW, pisząc: „Opłacalność modernizacji kotła będzie wynikiem zarówno zwiększenia sprawności kotła, jak i zwiększenia jego mocy cieplnej.”

Nie proponowałby także jego ciągłej pracy, pisząc: „Po zakończeniu modernizacji kotła K3, przewiduje się modyfikację wykorzystania poszczególnych jednostek kotłowych w kierunku maksymalnego obciążenia kotła K3, który po wykonaniu remontu będzie charakteryzował się najwyższą eksploatacyjną sprawnością energetyczną (czytaj: wobec stojących w kotłowni dwóch kotłów typu WR5-022 zmodernizowanych z zastosowaniem paleniska narzutowego). … kocioł K3 będzie włączony do ruchu w sezonie letnim w celu zapewnienia produkcji ciepłej wody użytkowej przez okres 3560 godzin. Kocioł ten będzie kontynuował swoją pracę w początkowej fazie sezonu grzewczego przy wzrastającym zapotrzebowaniu na ciepło aż do wyczerpania się jego możliwości w zakresie mocy cieplnej, to znaczy do 8,1 MW.” Uzupełnieniem tego było stwierdzenie: „Rozpatrzono opłacalność modernizacji kotła WR5 według wersji III przy założeniu, że czas pracy kotła będzie wydłużony z obecnego wynoszącego 3560 g/rok do 7770 g/rok” - czyli na cały rok.

Zaleciłby natomiast zmodernizowanie kotła K3 z zachowanym paleniskiem warstwowym na niską jego moc cieplną. Wyłącznie do pokrycia w sezonie letnim zapotrzebowania na ciepłą wodę użytkową, przestrzegając o negatywnych skutkach spalania w nim węgla niespiekającego się oraz o konsekwencjach jego dociążania, grożącego przekroczeniem granicznego obciążenia cieplnego rusztu.

Zmodernizowany kocioł z zachowanym paleniskiem warstwowym także i przy niskim jego obciążeniu, spalając węgiel niespiekający się nie może mieć jednak wysokiej sprawności, ponieważ w publikacji tej pisze: Przy spalaniu węgla niespiekającego się, … kocioł będzie charakteryzował się bardzo niską sprawnością i niską osiąganą wydajnością. Jego sprawność będzie przy tym gwałtownie spadać, zarówno przy próbach dociążania paleniska, jak i przy obniżaniu wydajności. W pierwszym przypadku z powodu gwałtownego wzrostu straty paleniskowej, a w drugim z powodu spalania z coraz większym nadmiarem powietrza. Na tą ostatnią okoliczność patrz treść dotyczącą Wersji II w ustępie siódmym o wartości współczynnika nadmiaru powietrza 1,3 ÷ 1,5, który faktycznie musiałby mieć wartości 3 ÷ 5.

c. Trzecią z publikacji jest pochodząca już czerwca 1984 r. z radami jak spowodować aby w ogóle działał ruszt typu Rts zastosowany w kotle będącym przedmiotem owego AUDYTINGU ENERGETYCZNEGO - PROMOCJA.

Można się z niej dowiedzieć: 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 (5Gcal/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.

Ten pokład rusztowy miał być jednak zachowany zarówno w Wersji I, jak i w Wersji II. Z czynności dotyczących modernizacji kotła według Wersji I wymienia się bowiem jedynie: „demontaż pokładu rusztowego w obrębie miejsc gdzie wykonywane są prace.” Natomiast wśród czynności dotyczących modernizacji według Wersji II znajdują się: „demontaż pokładu rusztowego” oraz „montaż pokładu rusztowego z wymianą elementów zużytych.”

Dobrą radą dla użytkownika kotła mogło być oczywiście tylko zezłomowanie tego rusztu w całości, z zastąpieniem go rozwiązaniem jak z 1988 r. dla kotłów typu WCO80. W żadnym przypadku „konstrukcją paleniska według własnego rozwiązania” firmy REMO KOTŁY MALITA z „kolektorem i kanałami zasilania stref”, a więc z bocznym (indywidualnym) wlotem powietrza do stref podmuchowych.

Ów auditing był przy tym autorstwa formułującego dwadzieścia dwa lat wcześniej wnioski Ośrodka Badawczo - Rozwojowego GIGE w sprawie wyników pracy kotłów z paleniskiem warstwowym i narzutowym.

Oto niektóre z nich na okoliczność podania w auditingu możliwości osiągnięcia przez kocioł WR5-022 (zmodernizowany w Wersji III) sprawności 85 %, jego pracy w szerokim zakresie zmiany obciążenia oraz przy obciążeniu wyższym o 40 % od nominalnego, a jakby tego było mało, dodatkowo z bocznym (indywidualnym) wlotem powietrza do stref podmuchowych:

„Kocioł z paleniskiem warstwowym osiąga sprawność ok. 69÷70 % i to w dodatku przy określonym granicznym obciążeniu rusztu (czytaj: przed osiągnięciem granicznego obciążenia cieplnego rusztu), a dla pozostałych obciążeń jest ona mniejsza”. Ten wniosek był poprzedzony stwierdzeniem, że w kotle z paleniskiem narzutowym „można uzyskać w dużym zakresie obciążenia cieplnego rusztu sprawność kotłów przekraczającą 80 %.”

W sprawie powodów niskiej sprawności cieplnej kotła z paleniskiem warstwowym kolejnymi wnioskami były: „Główną przyczyną niskiej sprawności rusztu kotła z paleniskiem warstwowym jest duża strata niecałkowitego spalania. W czasie badań (czytaj: do porównania wyników pracy kotłów z paleniskiem narzutowym i warstwowym) uzyskano wyższe sprawności rusztu warstwowego, co wynikało z prowadzenia kotła przy dużym ciągu … , co w efekcie zmniejszyło straty w żużlu, ale spowodowało stuprocentowy wzrost straty wylotowej (czytaj: w związku ze spalaniem przy dużym współczynniku nadmiaru powietrza, a nie wynoszącym 1,3 ÷ 1,5).”

„Przeprowadzone badania w pełni potwierdziły zalety paleniska narzutowego w stosunku do paleniska warstwowego, a mianowicie:

- łatwość osiągnięcia przez kocioł znamionowej (czytaj: nominalnej) wydajności i możliwość jej znacznego przekrocze-

nia,

- wysoką sprawność kotła,

- płaską charakterystykę sprawności kotła w dużym zakresie obciążeń cieplnych rusztu.”

Załącznik I (-) Jerzy 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. Ministerstwo Gospodarki Plac Trzech Krzyży 5; 00-950 Warszawa 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		7. Ciepłownictwo Ogrzewnictwo Wentylacja ul. Czackiego 3/5; 00-043 Warszawa 8. Energetyka, Redakcja; ul. Jordana 25; 40-952 Katowice 9. Instytut Maszyn i Urządzeń Energetycznych Politechniki Sląskiej ul. Konarskiego 22; 44-100 Gliwice 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.
	Każdego kto może uzupełnić treść informacji dla KPRM, lub ma uwagi do niej uprasza się o podzielenie się nimi, z gwarancją załączenia ich do kolejnej, dla zapoznania z nimi wszystkich otrzymujących ją do wiadomości.

Stało się to treścią jego publikacji w tym czasopiśmie pt. Ocena opłacalności ekonomicznej modernizacji kotła WR5 (Załącznik I), jako AUDYTING ENERGETYCZNY - PROMOCJA, będącą promowaniem pomysłów zrodzonych z wyjątkowej technicznej tępoty. Zapoznanie się z tą publikacją zakończyło wieloletnie pisanie publikacji do tego czasopisma przez inż. J. Kopydłowskiego, a krótko po tym samo czasopismo przestało istnieć.

Z PRAKTYKI - KONSTRUKTOR RADZI; Jak poprawić instalację podmuchową wodnorurowych kotłów rusztowych z rusztem typu Rts, GPiE, nr 3/1987 r. W takie ruszty były wyposażane między innymi kotły typu WR5-022 i jedynym logicznym działaniem może być tylko ich zezłomowanie w całości, z możliwością wykorzystania tylko napędu.

Jerzy Kopydłowski: Jak obniżyć kilkakrotnie koszty eksploatacyjne małych ciepłowni, GPiE, nr 10/1994 r.

Jerzy Kopydłowski: Jak spalać węgiel niespiekający się w palenisku warstwowym, GPiE, nr 7/1997 r.

Z PRAKTYKI - KONSTRUKTOR RADZI; Jak doprowadzić do stanu używalności ruszt typu Rts, GPiE, nr 6/1984 r.

4

---