ZAKRES EGZAMINU 
DYPLOMOWEGO

Zagadnienia konstrukcyjno – 
technologiczne
(Zakres 2.1 – 2.2)  

Kotły

•

Jeden z podstawowych elementów elektrowni i elektrociepłowni 
odpowiedzialny za przekształcenie energii chemicznej zawartej w 
paliwie w energię cieplną przekazywaną czynnikowi obiegowemu. 
Przekształcenie energii odbywa się w procesie spalania 
zachodzącym w kotle. Posiada szereg układów i urządzeń 
zapewniających odpowiedni przebieg procesu spalania z 
uwzględnieniem efektywności termicznej, uzyskaniem wymaganych 
parametrów pary oraz szczególnym uwzględnieniem emisyjności. 
Wśród wielu rodzajów kotłów najważniejszymi są kotły 
wodnorurkowe. Urządzenia o małej pojemności wodnej, w której 
system rur odpowiada za właściwe przekazanie ciepła omywających 
ich gorących spalin do czynnika obiegowego, którym jest para 
wodna powstająca w kotle poprzez odprawianie wody. Dodatkowo 
mała powierzchnia, łatwość obsługi, duża wydajność oraz możliwość 
osiągnięcia wyższych parametrów pary świeżej zaskutkowały 
powszechnym zastosowanie w energetyce i ciepłownictwie. 

Podstawowe elementy kotła

•

Palenisko

Centralne miejsce w kotle 
przeznaczone do wytwarzania 
warunków spalania paliwa z 
minimalną emisją zanieczyszczeń w 
celu uzyskania odpowiedniego 
strumienia ciepła do powierzchni 
ogrzewalnych aby zapewnić 
wymaganą wydajność kotła. 

•

Powierzchnie ogrzewalne kotła

Elementy wykonane ze stali kotłowej w 
postaci rur mające kontakt ze gorącymi 
spalamy. Przejmują ciepło od spalin 
przekazują krążącej w nich wodzie. 
Wyposażone w dodatkowe elementy 
pozwalające na lepsze wykorzystanie 
ciepła spalin: parownik, przegrzewacz 
pary, podgrzewacz wody i podgrzewacz 
powietrza.

•

Parownik 

Urządzenie odpowiadające za 
odparowanie wody. W kotłach z 
naturalną cyrkulacją składa się z: 
walczak, opłomki, komory i rury łączące. 
W kotłach z wymuszoną cyrkulacją 
walczak zastępuje wodo oddzielacz. 
Rury wodne są ułożone na ścianach 
komory paleniskowej (powierzchnie 
opromieniowane), walczak i komory 
znajdują się po za strefą spalania. 

•

Walczak

Podłużny zbiornik zaopatrywany w 
wodę zasilającą. Odpowiada za 
oddzielenie par od wody oraz 
prawidłowy rozpływ wody w 
powierzchniach ogrzewanych kotła. 
Najbardziej narażony na zniszczenie 
element ciśnieniowy kotła. 

•

Przegrzewacz pary wodnej

•

Urządzenie przeznaczone do 
podniesienia temperatury pary do 
oczekiwanej wartości (powyżej 
temperatury nasycenia pary przy 
danym ciśnieniu). W dużych kotłach 
dzielony na kilka stopni celem 
łatwiejszego regulowania 
temperatury pary. 

•

Podgrzewacz wody

Rurowy wymiennik ciepła służący do 
podgrzania wody poniżej 
temperatury wrzenia (ryzyko pulsacji 
i uderzeń wody wywołanych 
parowaniem).

•

Podgrzewacz powietrza

Urządzenie służące podgrzaniu 
powietrza dostarczanego do komory 
spalania. Powietrze do wyższej 
temperaturze pozwala na 
zwiększenie stabilności płomienia 
pyłowego i intensyfikację przekazania 
ciepła w kotle (zwiększenie 
temperatury spalania). 

•

Wentylatory

•

Podstawowe urządzenia pomocnicze 
kotła, bez których jego 
funkcjonowanie nie było by możliwe. 
Wentylatory podmuchowy dostarcza 
niezbędne ilości powietrza 
potrzebnego do przeprowadzenia 
procesu spalania. Wentylatory spalin 
usuwają gazowe produkty spalania z 
komory kotła, jednocześnie 
umożliwiają stworzenie całej drogi 
transportowej spalin do komina 
wyposażonej w urządzenia 
odzyskujące znaczne ilości ciepła 
zawartego w spalinach. Wentylatory 
wydmuchu ułatwiają dostarczenie 
spalin do komina i zapobiegają 
zakłóceniom spowodowanym 
niezbyt szybkim usuwaniem 
zbędnych produktów spalania. 

2.1 Kotły rusztowe

•

2.1.1 Podstawowe informacje

•

2.1.2 Najpowszechniej stosowane kotły rusztowe

•

2.1.3 Rodzaje kotłów rusztowych

2.1.1 Podstawowe informacje

•

Najmniejsze kotły opalane paliwem stałym: węgiel kamienny oraz w nowszych 
konstrukcjach z dodatkiem biomasy lub wyłącznie biomasą. Spalają na ruszcie 
paliwo o większym uziarnieniu dostarczając ciepło niezbędne do uzyskania 
gorącej wody lub pary wodnej. Powszechnie wykorzystywane w ciepłowniach i 
elektrociepłowniach lokalnych i przemysłowych. 

•

Oznaczenie

•

WRXX – wodny kocioł rusztowy w wydajności cieplnej XX Gcal/h

•

ORXX – parowy kocioł rusztowy o wydajności cieplnej XX Gcal/h

•

Rodzaje rusztu

•

1) Stałe

•

A) Płaskie z ręcznym narzucaniem paliwa

•

B) Schodowe z ruchomą warstwą paliwa (ruszt stały o odpowiednim kącie 
nachyleniu w celu umożliwienia właściwego uformowania warstw oraz jej 
przemieszania)

•

2) Ruchome

•

A) Łuskowe (Mechaniczne podawanie paliwa z zasobnika o regulowanej 
grubości z systemem samoczynnego czyszczenia z popiołu i żużlu w postaci 
taśmy umocowanej do dwóch rolek.

2.1.2 Najpowszechniej stosowane kotły 
rusztowe

Oznaczeni

e kotła

Max 

wydajnoś

ć

Temperat

ura 

Wlot/wylo

t

Ciśnienie 

Wlot/wylo

t

Sprawnoś

ć 

Paliwo

WR – 25 

32 MW

70/150

1,9/2,2 

MPa

82%

Węgiel 

kamienny

OS – 20

20 t/h

104/485

/5,6 MPa

85%

Biomasa

OR – 27 N

27 t/h

104/450

/4,5 MPa

86%

Węgiel 

kamienny

OR – 32

32 t/h

104/500

/8,0 MPa

Węgiel 

kamienny

OR – 35 M

35 t/h

105/450

/4,0 MPa

87%

Węgiel 

kamienny 

+ biomasa

OR – 50 N

50 t/h

105/485

/5,5 MPa

85%

Węgiel 

kamienny

Oznaczeni

e kotła

Max 

wydajnoś

ć

Temperat

ura 

Wlot/wylo

t

Ciśnienie 

Wlot/wylo

t

Sprawnoś

ć 

Paliwo

WR – 25 

32 MW

1,9/2,2 

MPa

82%

Węgiel 

kamienny

OS – 20

20 t/h

/5,6 MPa

85%

Biomasa

OR – 27 N

27 t/h

/4,5 MPa

86%

Węgiel 

kamienny

OR – 32

32 t/h

/8,0 MPa

Węgiel 

kamienny

OR – 35 M

35 t/h

/4,0 MPa

87%

Węgiel 

kamienny 

+ biomasa

OR – 50 N

50 t/h

/5,5 MPa

85%

Węgiel 

kamienny

2.1.3 Rodzaje kotłów rusztowych 

WR – wodne kotły rusztowe
Kotły charakteryzujące się bardzo 
niskimi parametrami czynnika 
obiegowego – woda (temperatura do 
150 i ciśnienie do 2,2 MPa). 
Występujące w formie dwuciągowej z 
dwoma podgrzewaczami wody.
Najpopularniejsze typy: 1.25, 2.5, 5, 
10, 25, 45, 70, 120.

•

 

OR – parowe kotły rusztowe
Kotły charakteryzujące się niskimi 
parametrami czynnika obiegowego – 
para woda (temperatura do 500 i 
ciśnienie do 8,0 MPa). Walczakowe, 
dwuciągowe z całkowicie 
opromieniowaną komorą 
paleniskową.
Najpopularniejsze typy: 2, 2.5, 5, 10, 
16, 20, 25, 32, 50, 64 Mg/h

•

 

2.2 Kotły parowe dużej wydajności

•

2.2.1 – Podstawowe dane i podział kotłów

•

2.2.2 – Kotły parowe pyłowe

•

2.2.3 – Kotły fluidalne

•

2.2.4 – Najważniejsze przykłady stosowanych kotłów

•

2.2.5 – Cechy charakterystyczne kotłów

2.2.1 – Podstawowe dane 

•

Kotły stanowiące podstawowe elementy standardowych bloków 
energetycznych pracujących w oparciu o spalanie węgla. 
Podstawowym zadaniem jest uzyskanie optymalnej wydajności 
celem zapewnienia wymaganej mocy bloku, uzyskaniu wymaganych 
parametrów pary wodnej i cechujące się niezawodnością pracy. 

Moc 
blok
u 
(MW
)

50

120

200

360

400

500

600

800

900

Wyda
jność 
kotła 
{kg/s
]

64

106

182

320

360

460

520

670

890

Podział kotłów

•

1) Ze względu na konstrukcję komory spalania

•

A) rusztowe

•

B) ze złożem fluidalnym

•

- pęcherzykowe

•

- cyrkulujące

•

C) pyłowe

•

- z palnikami naściennymi

•

- z palnikami narożnymi (tangencjonalne)

•

D) odzyskowe

•

2) Ze względu na parametry pracy

•

A) podkrytyczne

•

- para wodna o temperaturze do 540 i ciśnieniu do 22 MPa (13 – 19 
MPa)

•

B) nadkrytyczne

•

- para wodna o temperaturze ok. 600 i ciśnienie do 26 MPa

•

 

Systematyka oznaczeń kotłów w Polsce

•

Całkowity zapis symboliki kotła:  XY – 000

•

1) X – informuje nas o rodzaju kotła, a w przypadku kotła parowego także o 
rodzaju czynnika przepływu:

•

- W – wodny (zawsze z przepływem wymuszonym)

•

- O – parowy walczakowy z naturalną cyrkulacją

•

- A – parowy kocioł walczakowy z naturalną cyrkulacją wspomaganą pompą 
cyrkulującą

•

- B – kocioł przepływowy z wymuszoną cyrkulacją w parowniku

•

2) Y – informuje o rodzaju paleniska

•

- R – palenisko rusztowe (zazwyczaj spalanie węgla kamiennego)

•

- P – palenisko komorowe pyłowe (węgiel brunatny) 

•

- B – palenisko pyłowe (węgiel brunatny)

•

- F – palenisko fluidalne (dodatkowa litera Z – złoże cyrkulujące)

•

- O – olejowy

•

- G – gazowy

•

- U – odzyskowy   

•

3) 000 – ilość pary świeżej w t/h (kotły parowe) lub ilość ciepła w Gcal/h 
(kotły wodne), w nowszych kotłach wodnych moc cieplną podaje się w MW.

2.2.5 Cechy charakterystyczne kotłów

Kocioł rusztowy

+ Prosta budowa

+ Szeroki zakres 

obciążeń 

+ Prosty system 

sterowania

- Niższa sprawność 

energetyczna

- Spiekanie się paliwa 

na ruszcie

- Spalanie większych 

frakcji węgla może 

powodować ubijanie 

paliwa na ruszcie 

- Ograniczona 

maksymalna 

wydajność do 64 t/h. 

Kocioł pyłowy

+ Możliwość 

osiągnięcia 

parametrów 

nadkrytycznych

+ Wysoka sprawność 

energetyczna

+ Stanowią 

podstawową grupę 

kotłów 

energetycznych

- Kotły opalane 

węglem brunatnym 

mają niższą 

sprawność niż 

identyczne opalane 

węglem kamiennym

- Wrażliwość na 

jakość paliwa

- Skomplikowane 

sterowanie

- Duża emisja 

zanieczyszczeń

- Rozbudowane 

systemy oczyszczania 

spalin 

Kocioł fluidalny

+ wysoka sprawność 

energetyczna

+ niska emisja Nox

+ likwidacja instalacji 

mokrego odsiarczanie 

dzięki wiązaniu SO2 w 

komorze paleniska

+ możliwość spalania 

różnego rodzaju paliw 

w tym zawilgoconego 

i zapopielonego węgla 

2.2.2 Kotły pyłowe

•

Największa grupa kotłów stosowana w polskiej energetyce i 

większych zakładach ciepłowniczych. Pracujące w oparciu o pył 
węglowy powstający ze zmielenia węgla kamiennego lub 

brunatnego. Mieszanka pyłowo – powietrzna dostarczana za pomocą 
palników do komory ulega spalaniu w wysokiej temperaturze. 

Uwolnione ciepło poprzez spaliny przekazywane jest do wody 
krążącej w rurkach parownika umieszczona na ścianach komory 

paleniskowej. Woda ulega odparowaniu i zostaje w postaci mieszanki 
parowodnej dostarczona do następnych urządzeń. W kotłach 

tradycyjnych mieszanka trafia do walczak, gdzie ulega separacji w 
naturalnej cyrkulacji. Natomiast w kotłach pyłowych przepływowych 

walczak zastąpił separator pary i wody wspomagany wymuszoną 

cyrkulacją. Spaliny uchodzące z komory kierowane są na 
przegrzewacze pary (konwekcyjny, grodziowy i wylotowy), 

podgrzewacz wody (EKO) i podgrzewacz powietrza celem odzyskania 
ciepła zawartego w spalinach. Dodatkowo różniąc jest układ: Kotły 

dotychczas budowane są dwuciągowe, natomiast przepływowe są 
jednociągowe. 

2.2.3 Kotły fluidalne

•

Nowa grupa kotłów energetycznych posiadająca wiele pozytywnych cech 
oraz podwyższająca sprawność konwencjonalnych kotłów. Palenisko ma 
od spodu ruszt fluidyzujący, nad którym jest warstwa rozdrobnionego 
materiału inertnego (krzemionka z popiołem). Przepływ powietrza przez 
złoże wywołuje fluidyzację złoża i spalanie węgla. Układ woda – para jest 
identyczny jak w kotłach parowych pyłowych. Jedyna różnica to 
umieszczenie części przegrzewacza pary w komorze paleniskowej. Złoże 
pęcherzykowe tworzy warstwa rozdrobnionego materiału stałego 
umieszczona nad rusztem, przez który przepływa powietrze. Mała 
prędkość przepływu i mały rozmiar cząstek w złożu uniemożliwiają brak 
unoszenia materiału złoża. Złoże cyrkulujące cechuję się znaczną 
prędkości przepływu powietrza oraz segregacją złoża. U dołu większe 
cząstki tworzą pęcherzykowe, mniejsze rozrzedzoną warstwę wierzchnią, 
a najdrobniejsze unoszą się tworząc cyrkulującą część złoża. Separator 
cząstek uniemożliwia ucieczkę cząstek do spalin, przyspieszenie spalania 
nich oraz intensyfikuje wymianę ciepła. Najczęściej wykorzystuje się kotły 
fluidalne ze złożem cyrkulującym osiągające moc do 600 MW oraz 
stosowane są w blokach o mocy powyżej 250 M . Kotły ze złożem 
pęcherzykowym osiągają moc kilkudziesięciu MW.

•

 

2.2.4 Najważniejsze przykłady stosowanych 
kotłów 

Oznaczenie

Typ

Max 
wydajność

Temperatura
Para/woda 
zasilająca

Ciśnienie 
Wylotowe

Sprawność

Paliwo

WP - 120 

Wodny 
pyłowy
Wymuszony 
przepływ

120 MW

70/155

2,5  MPa

84%

Węgiel 
kamienny

OP -  650

Parowy 
pyłowy
Naturalny 
przepływ

650 t/h

540/242

13,5 MPa

91,5%

Węgiel 
kamienny

OB - 650

Parowy 
pyłowy
Naturalny 
przepływ

650 t/h

540/240

13,8 MPa

88%

Węgiel 
brunatny

BP – 1150

Pyłowy 
przepływow
y

1150 t/h

540/255

18,3 MPa

91,7%

Węgiel 
kamienny

BB  - 1150

Pyłowy 
przepływow
y

1150 t/h

540/255

18,3 MPa

88%

Węgiel 
brunatny

BB – 2400
nadkrytyczn
y

Pyłowy 
przepływow
y 

2400 t/h

554/278

26,7 MPa

Węgiel 
brunatny

Ofz – 450B

Parowy 
fluidalny ze 
złożem 
cyrkulujący
m

450 t/h

510/205

10,0 MPa

92,2%

Węgiel 
kamienny

OF - 140

Parowy 
fluidalny 
stałe złoże

140 t/h

505/213

7,5 MPa

Węgiel 
brunatny

Oznaczenie

Typ

Max 
wydajność

Temperatura
Para/woda 
zasilająca

Ciśnienie 
Wylotowe

Sprawność

Paliwo

WP - 120 

Wodny 
pyłowy
Wymuszony 
przepływ

120 MW

2,5  MPa

84%

Węgiel 
kamienny

OP -  650

Parowy 
pyłowy
Naturalny 
przepływ

650 t/h

13,5 MPa

91,5%

Węgiel 
kamienny

OB - 650

Parowy 
pyłowy
Naturalny 
przepływ

650 t/h

13,8 MPa

88%

Węgiel 
brunatny

BP – 1150

Pyłowy 
przepływow
y

1150 t/h

18,3 MPa

91,7%

Węgiel 
kamienny

BB  - 1150

Pyłowy 
przepływow
y

1150 t/h

18,3 MPa

88%

Węgiel 
brunatny

BB – 2400
nadkrytyczn
y

Pyłowy 
przepływow
y 

2400 t/h

26,7 MPa

Węgiel 
brunatny

Ofz – 450B

Parowy 
fluidalny ze 
złożem 
cyrkulujący
m

450 t/h

10,0 MPa

92,2%

Węgiel 
kamienny

OF - 140

Parowy 
fluidalny 
stałe złoże

140 t/h

7,5 MPa

Węgiel 
brunatny