Motto: „Według uzyskanych informacji z przemysłu chemicznego , modernizacja kotła wykonana dla Zakładów w Cieszynie - polegająca na zastosowaniu paleniska narzutowego wg projektu „PROERG”- nie sprawdziła się w praktyce.”
|
Tarnowskie Góry, 2010.06.27
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 113
Powody pozostawienia polskich kotłów rusztowych w stanie zacofania technicznego
z okresu pierwszych lat istnienia Peerelu.
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 trzecia.
Ustęp dziewiąty.
Badań cieplnych kotła WLM2,5-2 w „POLIFARB”- Cieszyn z przejściem w nim na spalanie węgla przy jego narzucie na ruszt dokonał ZBP „ENERGOCHEM” w marcu 1979 r. Wyniki tych badań w normalnym kraju byłyby już dostatecznym argumentem o bezwzględnej konieczności przejścia w kotłach rusztowych z rusztem mechanicznym na spalanie w nim węgla przy jego narzucie na ruszt. Tymczasem późniejsze stanowisko Ministerstwa Przemysłu Chemicznego było jak w Motto.
a. Wydajność badanego kotła.
Badania cieplne miały przede wszystkim służyć sprawdzeniu jaką wydajność może osiągnąć kocioł. W oryginalnym wykonaniu kocioł WLM2,5-2 jako wyposażony w palenisko warstwowe według danych katalogowych był na wydajność cieplną 2,5 Gcal/h (2,91 MW), przy sprawności cieplnej 76,5 % ( wydajności w Gcal/h odpowiadały liczby 2,5 w jego symbolu).
Trzeci kocioł, postawiony w tej kotłowni w 1971 r., był badany po oddaniu go do eksploatacji przez ten sam ZBP „ENERGOCHEM” i jako nowy osiągnął maksymalną wydajność cieplną 2,01 Gcal/h [2,34 MW], przy sprawności cieplnej 62,2 %.
Ten sam „ENERGOCHEM” w 1989 r. wykonał badania cieplne kotła WLM2,5-2 w lokomotywowni „Kluczyki” w Poznaniu przed jego modernizacją przez zastosowanie polskiego paleniska narzutowego. Kocioł osiągnął maksymalną wydajność cieplną 1,45 Gcal/h (1,69 MW), przy sprawności 55,5 %.
Wcześniej w 1984 r. przed taką modernizacją przez Politechnikę Poznańską badany był kocioł w Fabryce Samochodów Rolniczych w Poznaniu, z osiągniętą maksymalną wydajnością cieplną 1,28 Gcal/h ( 1,49 MW), przy sprawności 62,4 %.
W tym samym piśmie co odsyłacz 2 można także przeczytać: „ ... Dyrektor OBR GIGE inż. Krzysztof Orzeszek zaleca aby w kotłach typu WLM2,5-2 opalanych węglem wysyłanym na kierunek wschodni ze względów ekonomicznych nie przekraczać wydajności 1,2 czy też 1,4 Gcal/h (dokładnie nie pamiętam).”
Zmodernizowany kocioł WLM2,5-2 w „POLIFARB” osiągnął wydajność cieplną [5,81 MW], przy sprawności 66,8 %, natomiast taki sam kocioł modernizowany już w pełnym zakresie w 1991 r. (jako także badany przez „ENERGOCHEM”) osiągnął maksymalną wydajność [8,94 MW], przy sprawności 84,4 %. Przy wydajności 5,85 MW jego sprawność wyniosła 88,5 %.
Kocioł zmodernizowany w pełnym zakresie zastępuje więc trzy z dotychczasowym paleniskiem warstwowym, gdyby osiągały one wydajność katalogową oraz do pięciu takich kotłów przy ich wydajnościach osiąganych w przeciętnych warunkach eksploatacyjnych.
b. Co wyłącznie zadecydowało o wydajności osiągniętej przez zmodernizowany kocioł WLM2,5-2.
Osiągnięcie przez kocioł niewyobrażalnego na ten czas wzrostu wydajności cieplnej stało się wyłącznie za sprawą wyposażenia kotła w dwa narzutniki węgla w rozwiązaniu według wynalazków CBKK nr 93374 i nr 95639. W odróżnieniu od zastosowanych wcześniej we wszystkich kotłach typu OR6,5-011 i typu OR16-102 (101) serii informacyjnych, ich szerokość (2 x 550 mm przy szerokości rusztu 1800 mm) zapewniała wymagany udział szerokości narzutników w szerokości rusztu według wytycznych firmy Detroit Stoker, których kopię inż. J. Kopydłowski na koniec 1974 r. otrzymał od dr inż. Włodzimierza Turyka.
Dzięki takiemu udziałowi równomierne pokrycie węglem rusztu na jego szerokości pozwoliło na efektywne wykorzystanie kilkakrotnie wyższej intensywności spalania węgla przy jego narzucie na ruszt w stosunku do paleniska warstwowego. Parametrem stanowiącym o tej intensywności jest obciążenie cieplne rusztu. Dla kotła typu WLM2,5-2 przy jego katalogowej sprawności 76,5 % było to 800 kW/m2 i przy takiej samej wartości tego obciążenia drugi z kotłów w kotłowni „POLIFARB” (znacznie nowszy od modernizowanego) osiągnął w 1971 r. wydajność cieplną 2,34 MW. Kocioł zmodernizowany maksymalną wydajność cieplną 5,81 MW osiągnął przy obciążeniu cieplnym rusztu 2180 kW/m2.
Dlaczego stało się to wyłącznie dzięki temu, to trzeba wiedzieć, że:
- zachowany został dotychczasowy ruszt,
- zachowano ten sam układ kanałów doprowadzających powietrze z wentylatora podmuchowego, którego ciśnienie traciło się głównie na pokonywanie oporów przepływu przez te kanały,
- kocioł nie został wyposażony w dodatkową powierzchnię konwekcyjną, a mająca już 13 lat była maksymalnie zasypana pyłem, co łącznie spowodowało, że temperatura wylotowa spalin wynosiła aż 419 0C,
- kocioł był jednym z pierwszych produkowanych tego typu wyposażanych w odpylacz cyklonowy spalin i mały wentylator wyciągowy; wykonane przed modernizacją obliczenia wykazały, że wytwarzany przez niego ciąg wystarczy tylko do osiągnięcia przez zmodernizowany kocioł wydajności cieplnej 4,7 MW.
- do modernizacji wybrano kocioł będący w najgorszym stanie technicznym, przy założeniu że jeśli się ona nie uda, to ubytek dysponowanej mocy cieplnej kotłowni będzie najmniejszy; problem leżał jednak w tym, że w czasie jej realizacji nic z tego stanu technicznego nie poprawiono.
c. Porównanie osiągniętych efektów z wynikami badań w 1977 r. kotłów amerykańskich z paleniskiem narzutowym
Wykonane następnie w marcu 1979 r. przez ZBP „ENERGOCHEM” badania zmodernizowanego kotła w ogóle nie miały służyć ocenie uzyskanych efektów, ponieważ nawet nie dokonano takich badań na jednym z pozostałych dwóch kotłów w celach porównawczych. Ze sporadycznej pracy tych kotłów - wynikającej z konieczności wyłączenia zmodernizowanego kotła z ruchu w początkowym okresie jego eksploatacji do usunięcia drobnych błędów wykonawczych - można się było zorientować, że ich wydajność cieplna nie przekracza 1,5 MW, co stanowiło że gdyby osiągały wydajność katalogową 2,91 MW, to modernizacja kotła w ogóle nie byłaby potrzebna.
Pozostanie jednak faktem, że uzyskane w tak ograniczonych technicznie możliwościach wyniki eksploatacyjne zmodernizowanego kotła okazały się lepsze od wyników badanych dwa lata wcześniej kotłów amerykańskich (patrz Załącznik II w części 111).
O walorach paleniska narzutowego stanowią: możliwe do uzyskania obciążenia cieplne rusztu, wartości straty paleniskowej (niecałkowitego i niezupełnego spalania) oraz wartości współczynnika nadmiaru powietrza w spalinach. Temperatura spalin wylotowych zależy od powierzchni ogrzewalnej kotła.
W kotle WLM2,5-2 przy osiągniętej maksymalnej jego wydajności obciążenie cieplne rusztu wynosiło 2180 kW/m2, kiedy podczas badań kotłów amerykańskich typu MKB maksymalnym osiągniętym obciążeniem cieplnym rusztu było 2050 kW/m2. Nie jest to oczywiście duża różnica. Istotne jest natomiast to, że przy tych obciążeniach jednakowa była znacznie podwyższona zawartość tlenku węgla w spalinach wynosząca 0,5 %, w zestawieniu z faktem, że:
- w kotle typu MKB miało to miejsce przy normalnie działającej instalacji powietrza wtórnego;
- w kotle typu WLM2,5-2 dopływ powietrza wtórnego do paleniska na czas badania kotła przy najwyższym obciążeniu cieplnym rusztu inż. J. Kopydłowski odciął całkowicie, aby z braku ciągu nie doszło do zadymienia kotłowni.
Przy obu tych porównawczych maksymalnych obciążeniach w kotle typu MKB całkowita strata paleniskowa wynosiła 17,6 %, natomiast w kotle typu WLM2,5-2 wynosiła ona 15,7 %, co także można uznać za różnice nieistotne. Jednak w kotle typu MKB była to strata przy wyposażeniu kotła w instalację nawrotu lotnego koksiku wytrąconego ze spalin do paleniska do jego dopalenia, natomiast kocioł typu WLM2,5-2 w ogóle nie był w taką instalację wyposażony, ponieważ inż. J. Kopydłowski na ów czas nawet nie wiedział jak ją dla takiego kotła skonstruować.
Niezależnie od braku w kotle typu WLM2,5-2 instalacji nawrotu lotnego koksiku, strata niecałkowitego spalania (przy niższych obciążeniach w obu kotłach nie występowała strata niezupełnego spalania wynikająca z obecności tlenku węgla w spalinach) zwiększała się wyraźnie proporcjonalnie do wzrostu obciążenia cieplnego rusztu. W kotle typu MKB była ona natomiast wysoka zarówno przy niskim, jak i wysokim obciążeniu cieplnym rusztu, malejąc tylko przy obciążeniu średnim. W zakresie niższych obciążeń była ona przy tym znacznie wyższa od wartości tej straty w kotle typu WLM2,5-2.
Mimo zachowanej w kotle typu WLM2,5-2 prymitywnej konstrukcji rusztu, w kotle typu MKB znacznie wyższy był także współczynnik nadmiaru powietrza, zwłaszcza przy niższych obciążeniach cieplnych rusztu, obniżający wymianę ciepła przez promieniowanie w komorze paleniskowej oraz zwiększający proporcjonalnie do swojej wartości stratę wylotową kotła.
Dla inż. J. Kopydłowskiego modernizacja kotła typu WLM2,5-2 w „POLIFARB” - Cieszyn była tylko namiastką badań narzutników węgla, do czego w 1974 r. miało posłużyć stoisko do ich badań w CBKK nigdy niezrealizowane działaniem agenta SB (patrz Załącznik I do części 80).
Sam ZBP „ENERGOCHEM” badając zmodernizowany kocioł WLM2,5-2 nawet nie dokonał badań narzutu węgla na ruszt, którymi wcześniej zajmował się w kotle typu MKB. Całą wiedzę o pokrywaniu węglem rusztu przez narzutniki inż. J. Kopydłowski zdobywał w zmodernizowanym kotle wyłącznie w oparciu o oceny wzrokowe.
Odnośnie narzutników węgla wcześniej w „Uchwale Państwowej Rady do Spraw Gospodarki Paliwowo-Energetycznej w sprawie rozwoju produkcji kotłów dla potrzeb energetyki zawodowej i przemysłowej” z 30 października 1975 r. można przeczytać: „W zakresie kotłów dla energetyki przemysłowej i ciepłownictwa należy: a) przyśpieszyć zakup licencji na nowoczesne narzutniki paliwa do paleniska i równocześnie ustalić producenta tych urządzeń.”
Najnowocześniejszymi w świecie już w 1982 r. - w związku z kolejną modernizacją kotła typu PLM2,5-2, a więc takiego samego jak kocioł typu WLM2,5-2, tylko parowego - okazały się narzutniki zastosowane w „POLIFARB”- Cieszyn, tyle że dodatkowo wyposażone w rozdrabniacz i z wprawianą w wahadłowy ruch klapą kierującą strugę węgla na łopatki wirnika narzutnika.
Załączniki: Załączniki I ÷III. (-) 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. 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
|
|
Z pisma GIGE nr DU-43/5.1/401/83 z 1983.07.19.
Z pisma z 1986.02.02 inż. J. Kopydłowskiego do MPCh i L: „Przez cały czas trwania badań pełniłem funkcję palacza. Główny energetyk inż. O. i kierownik kotłowni inż. W. kiedy dowiedzieli się, że podczas badań będziemy chcieli podwoić wydajność, tak się wystraszyli jakby kocioł nie był opalany miałem najpodlejszego gatunku, lecz przynajmniej ciekłym wodorem. Kazali palaczowi i jego pomocnikowi pozostać podczas badań w oddzielnym pomieszczeniu, a sami w czasie ich trwania nie wsadzili nawet nosa do kotłowni w trosce aby nie pozostawić po sobie wdów i sierot. Historia, że można posiusiać się ze śmiechu, ale cóż było robić - paliłem więc w tym kotle „na pohybel” różnym kmiotkom warszawskim i niewarszawskim.”
Sprawozdanie z pomiaru kotła WLM-2,5 Gcal nr ruch. 3; nr rejestr. 2.416-635-00 z grudnia 1971 r.
Z narzutnikami wyposażonymi w rozdrabniacz i wahadłową klapę do kierowania strugi węgla na łopatki narzutnika, z nawrotem lotnego koksiku z jego grawitacyjnym opadaniem na ruszt, mający dodatkową powierzchnię ogrzewalną oraz czynną instalację powietrza wtórnego.
Po latach inż. J. Kopydłowski katalogową wydajność kotła WLM2,5-2 potrafiłby znacznie zwiększyć poprawiając samo palenisko warstwowe, ale o tym po kolei.
Wszystko to jest do sprawdzenia w załącznikach do części 113 opowieści oraz w artykule w nr 10 z 1979 r. Gospodarki Paliwami i Energią omawiającym wyniki badań kotłów typu MKB amerykańskiej firmy E. Keeler w wykonaniu OBR GIGE w 1977 r.
2