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, 2011.10.31
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 179
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 siódma.
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 pierwsza.
Ustęp dwunasty. Jak bardzo złe wyniki eksploatacyjne osiągają kotły rusztowe, to jednym z wielu dowodów na to była kotłownia osiedlowa w Tarnowskich Górach wyposażona w trzy kotły wodne typu WCO80. Na koniec lat 90-tych u. w. te trzy kotły nie pokrywały zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania bloków mieszkalnych osiedla, a dodatkowo chciano podłączyć do niej bloki ogrzewane dotychczas kotłami na koks. W 2000 r. zdecydowano się zmodernizować jeden z nich, wyposażeniem kotła przede wszystkim w ruszt konstrukcji inż. J. Kopydłowskiego, który swoje pierwsze zastosowanie znalazł do modernizacji takiego typu kotła w 1988 r. w Fabryce Maszyn Radomsko (część 168).
Zmodernizowany kocioł, jako uruchomiony na sezon grzewczy 2000/2001, w pełni pokrył całe zapotrzebowanie na ciepło, łącznie z późniejszym zwiększeniem tego zapotrzebowania podłączeniem do kotłowni na kolejny sezon grzewczy dodatkowych bloków mieszkalnych.
Był to zarazem jedyny przypadek modernizacji kotła z paleniskiem warstwowym według dokumentacji inż. J. Kopydłowskiego, po której - w swoim już prawie 50-letnim bezskutecznym działaniu poprawienia stanu energetyki przemysłowej i ciepłownictwa opartej na kotłach rusztowych - mógł osobiście zajmować się regulacją spalania w nim węgla.
Praca tego kotła musiała być dostosowana do zapotrzebowania ciepła z kotłowni. Dzięki temu różne temperatury zewnętrzne w czasie sezonu grzewczego pozwalały na dochodzenie przez niego do optymalnych nastawień regulacyjnych w zakresie zmiany obciążenia kotła od minimalnego zapotrzebowania na ciepło do możliwego do osiągnięcia obciążenia maksymalnego, uwarunkowanego granicznym obciążeniem cieplnym rusztu.
Obserwacja procesu spalania węgla na ruszcie pozwoliła inż. J. Kopydłowskiemu między innymi zorientować się co jest powodem występowania w kotle z paleniskiem warstwowym granicznego obciążenia cieplnego rusztu, po przekroczeniu którego przy dalszym zwiększaniu ilości węgla doprowadzanego do paleniska moc cieplna kotła obniża się, zamiast zwiększać się - patrz część 140.
Parametry nastawiane oraz odpowiadające im parametry zmierzone, odpowiadające najlepszym wynikom pracy kotła przy kolejnych jego obciążeniach (obejmujących zakres zmiany obciążenia kotła od 0,81 MW do 2,25 MW) są podane w Tabeli w kolumnach od I do XXI. Informacje o samych tych nastawieniach na bieżąco otrzymywali palacze, a wybrane z nich podane są w kolumnach od a do e, jako odpowiadające stopniowo coraz większemu obciążeniu kotła.
Wymaganej mocy cieplnej kotła, odpowiadającej zapotrzebowaniu podanemu pod Poz. 1, palacz musiał jedynie podporządkować:
1. prędkość rusztu (Poz. 3) - pokrętłem zmiany częstotliwości silnika napędu rusztu;
2. położenie trzech dźwigni regulacji dopływu powietrza do stref podmuchowych ze wspólnej skrzyni podmuchowej; wlot powietrza do czwartej strefy podmuchowej (ostatniej) regulowany był przez dźwignię regulacji strefy trzeciej - poprzez cięgno teleskopowe;
3. ustawienie ręcznym pokrętłem kierownic na wlocie do wentylatora wyciągowego.
Wartości ciśnienia powietrza w skrzyni podmuchowej były tak dobrane aby palacz nie musiał zmieniać pokrętłem częstotliwości silnika napędu wentylatora podmuchowego.
Pozostanie jednak faktem, że był to jedyny jak dotąd kocioł rusztowy z paleniskiem warstwowym, w którym był prawidłowo regulowany dopływ powietrza podmuchowego pod ruszt. Na tysiące kotłów rusztowych pracujących w kraju.
W ustalaniu nastawień optymalnych podanych w Tabeli pod Poz.1 dla danej mocy cieplnej kotła decydował wskaźnik sprawności kotła pod Poz. 16. Był on obliczany z wartości mocy cieplnej kotła odczytywanej z licznika ciepła, podzielonej przez grubość warstwy węgla wprowadzanej na ruszcie i prędkość rusztu (pokładu rusztowego).
Sam wskaźnik informuje tylko o zmianie sprawności cieplnej kotła. Dokładność takiej informacji zależy oczywiście od zachowania stałej wartości opałowej spalanego węgla i stałej jego masy usypowej, zależnej przede wszystkim od zawartości wilgoci w węglu. O względnie stałej zawartości wilgoci stanowiła praca kotła w sezonie grzewczym, a o dostawie węgla o względnie stałej wartości opałowej fakt, że były to odpady kopalniane, jako pozostałość z procesu wzbogacania węgla w jednej kopalni, z której cały czas pochodził. Nie była znana zarówno zawartość tlenu, jak i zawartość dwutlenku węgla w spalinach, ponieważ nie było czym mierzyć. Stąd też nie wiadomo z jakim współczynnikiem nadmiaru powietrza pracował kocioł.
Jednak sama wartość wskaźnika sprawności kotła (Poz.16) powinna już dowodzić jak ważna jest regulacja dopływu powietrza do stref podmuchowych, ze stopniowym odcinaniem tego dopływu do stref od tyłu rusztu, w miarę jak maleje obciążenie kotła. Odcinanie dopływu powietrza daje zarazem obniżanie się temperatury spalin wylotowych (Poz. 15). Jak wynika z Tabeli, przy najniższym obciążeniu kotła było to obniżenie rzędu 100 0C, przy temperaturach spalin przy obciążeniach maksymalnych wynoszących około 200 0C i temperaturze spalin rzędu 100 0C przy obciążeniu minimalnym.
Inż. J. Kopydłowski, w odróżnieniu od naukowca z Instytutu Techniki Cieplnej Politechniki Śląskiej, nigdy nie podał sprawności jaką osiągał ten kocioł. Według kierownictwa ówczesnego PEC miała ona wynosić średnio 90 %, co oceniano na podstawie zużytego węgla w sezonie grzewczym oraz wyprodukowanej w tym czasie energii cieplnej.
W kolumnach Tabeli podane są także przykładowo niektóre z wielu ustawień początkowo nietrafionych. Są nimi wartości w kolumnach: II; IX÷XI; XIII. Najwyższe osiągane obciążenia kotła cechowały się pracą kotła bliską granicznemu obciążeniu cieplnemu rusztu, czego dowodzi znacznie niższy wskaźnik sprawności pod Poz. 16.
Już na samym początku pracy zmodernizowanego kotła okazało się, że rodzaj spalanego węgla (o dużej zawartości popiołu i niespiekającego się) nie pozwalał na ekonomiczną jego pracę przy warstwie węgla wprowadzanego na ruszcie wyższej od 12,5 cm. Bardzo złą była także praca kotła na tym węglu z dużym ciśnieniem powietrza podmuchowego w skrzyni podmuchowej, a także z dużym ciśnieniem w pierwszej i drugiej od przodu strefie podmuchowej.
Jak natomiast wynika z wartości ciśnień powietrza w strefach podmuchowych, nie było żadnych problemów z całkowitym odcinaniem dopływu powietrza do tylnych stref podmuchowych w zakresie niższych obciążeń cieplnych kotła. Minusowe wartości ciśnienia w strefach podmuchowych powodował ciąg komory paleniskowej, wobec braku dopływu do nich powietrza podmuchowego. Ten fakt warto skonfrontować z opisem zgłoszenia 387645,
Natomiast tylna część tego rusztu przy obciążeniach najwyższych wyglądała podobnie, jak na aktualnym zdjęciu Rys. 166.
Debilności pomysłu „na zmniejszenie emisji pyłów” będącego zgłoszeniem 387645 do Urzędu Patentowego powinien już dowodzić sam obraz palenia się węgla na tylnej części rusztu na Rys. 166.
Załączniki I ÷ III (-) Jerzy Kopydłowski
Otrzymujący do wiadomości są tacy sami jak w części 173.
Ściśle w stalową konstrukcję rusztu, ponieważ w kotle został zachowany pochodzący sprzed wojny lekki pokład rusztowy.
Pierwsza strefa podmuchowa z oryginalnego wykonania rusztu dla tego kotła została usunięta całkowicie. Patrz w tej sprawie Rys. 155 i Rys. 156c w części 170. Rys. 155 (patrz Załącznik III) przedstawia pierwotne rozwiązanie rusztu zastosowane w 1988 r. w Fabryce Maszyn Radomsko, które Urząd Patentowy uznał za wzór ochrony nr 53625 na rzecz jednego z kotłowych szarlatanów (patrz część 168). Na tym rysunku w miejscu po pierwszej strefie oryginalnego wykonania rusztu znajduje się wlot powietrza do skrzyni podmuchowej. W ruszcie zmodernizowanym strefy 1 ÷ 4, to strefy 2 ÷ 5 oryginalnego wykonania.
Treść zastrzeżenia 17 w opisie tego zgłoszenia ma brzmienie: „Sposób zmniejszenia emisji pyłów według zastrzeżenia 16 znamienny tym, że utrzymana różnica ciśnień mieści się w zakresie od 5 do 20 Pa.”
1