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, 2012.03.11
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 197
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 dwudziesta piąta.
Głównym powodem ogromnego marnotrawstwa węgla w tysiącach polskich kotłów rusztowych nie są jednak aeroseparacja, węglospady, czy odpylanie spalin ich zasysaniem przez tylne leje stref podmuchowych, lecz jest powszechna nieświadomość jak trzeba doprowadzać powietrze do paleniska.
Ustęp dwudziesty.
Jaka tępota panuje w sprawie samego konstrukcyjnego rozwiązania doprowadzenia pod ruszt powietrza podmuchowego, to jednym z dowodów jest wynalazek 168300 na wyjątkowo (nie)liniową klapę regulacji wlotu powietrza do strefy podmuchowej.
a. Z referatu na sławną konferencję naukowo-techniczną w 1997 r. zorganizowaną przez IMiUE Politechniki Śląskiej na temat „Modernizacja kotłów rusztowych” można dowiedzieć się:
Nowej generacji instalacje podmuchowe zaprojektowano w sposób zapewniający doprowadzenie optymalnej ilości powietrza do poszczególnych stref stosownie do teorii spalania i krzywej zapotrzebowania powietrza na ruszcie.
Nasza firma (czytaj: ZUK Stąporków) posiada w ofercie generalnie dwa warianty doprowadzenia powietrza podmuchowego pod ruszt … . (czytaj: wariant pierwszy to boczny wlot powietrza do strefy podmuchowej - patrz część 196).
Drugi wariant instalacji powietrza podmuchowego wykorzystuje licencję profesora Mańkowskiego (czytaj: Politechniki Warszawskiej, ponieważ to ona była uprawnioną z patentu 168300). W wariancie tym proponujemy użytkownikowi wykorzystanie dotychczasowego systemu doprowadzenia powietrza z wentylatora podmuchowego … .
Dalej jest informacja, że w tym wariancie zostaje zachowana wspólna skrzynia podmuchowa, z tym, że:
W dłuższym boku leja (czytaj: czołowej ściany leja strefy podmuchowej) zainstalowana jest (patrz Rys. 192, Fig.1) rurowa klapa regulacyjna … . Wyeliminowana zostaje z leja powietrznego standardowa klapka (czytaj: nadal pozostaje, jako poz. 3 na Fig.1) niezabezpieczająca dławienia, a więc regulacji w zasadzie już po 10 % otwarcia wylotu.
W rozwiązaniu profesora Mańkowskiego na obwodzie rury wycięto krzywoliniowy otwór przysłaniany obrotową klapką wewnętrzną (poz.3 na Fig.1). Kształt tego otworu (patrz poz. 4 na Fig. 2) pozwala na dławienie podawanego powietrza w pełnym zakresie, co pozwala osiągnąć stało procentową liniową charakterystykę powietrza podmuchowego (patrz krzywą 2 na Rys. 192b) w każdej ze stref rusztowych, co ma szczególne znaczenie dla automatyzacji procesów spalania .
b. Jak debilne jest rozwiązanie będące przedmiotem wynalazku 168300, to dowodzi już tego sam kształt otworu dopływu powietrza do leja strefy podmuchowej (poz. 4 na Fig. 2, narysowany linią ciągłą).
O ilości powietrza wpływającego do leja przez otwór znajdujący się w jego ścianie, przy określonej różnicy ciśnienia panującego przed otworem (w skrzyni podmuchowej) i za otworem (w leju strefy podmuchowej) - jeśli pominąć wpływ dodatkowych oporów miejscowych wynikających z charakteru takiego przepływu - decyduje powierzchnia wolnego przekroju, przez który płynie strumień powietrza.
Przy typowym rozwiązaniu wlotu powietrza, klapa poz. 3 na Fig.1 tym bardziej odsłania otwór znajdujący się w ścianie poz. 6 leja przed strzałką ilustrującą przepływ powietrza, im bardziej jest ona wychylona w lewo od położenia zamknięcia (przy którym przylegałaby do płaszczyzny ściany leja poz. 6). W typowym rozwiązaniu otwór ten byłby tylko pomniejszony od dołu w stosunku do przedstawionego na Fig. 1, aby klapa w położeniu zamknięcia przysłaniała go całkowicie.
W takim typowym rozwiązaniu klapy, powstający przy jej otwieraniu przekrój dla przepływu powietrza tworzy się zarówno pod klapą (jak pokazuje falista linia zakończona strzałką), jak i z obu boków klapy. Z tego powodu powierzchnia tego przekroju nie jest dokładnie proporcjonalna do stopnia wychylenia klapy, ponieważ zależy od stosunku powstających przekrojów bocznych do głównego przekroju powstającego pod klapą.
W rozwiązaniu będącym przedmiotem wynalazku 168300 ( Fig. 1), przed dotychczasowym otworem w ścianie czołowej leja strefy podmuchowej, znajduje się rodzaj przedsionka (gniazda według opisu wynalazku) zamkniętego od zewnątrz ze wszystkich stron i mającego jedynie otwór (poz. 4 o kształcie jak na Fig. 2) w ścianie w kształcie wycinka cylindra ( walca poz. 2 na Fig.1), po której zatacza łuk dolny koniec owej typowej wahadłowej klapy (poz. 3 na Fig. 1). W wykonanej po promieniu ścianie poz 2, wycięty jest otwór (poz. 4). Przy klapie (poz. 3) opadniętej do pionu odcina ona całkowicie ów przedsionek (gniazdo) od typowego otworu wlotu powietrza do leja strefy podmuchowej. Natomiast klapa jako uchylana (obracając się wahadłowo w górę, stąd jej nazwa w analogii do klapy na sedesie), odsłania stopniowo otwór (poz. 4) na Fig 2, poczynając od dołu.
Otwór ten powiększałby się jednak proporcjonalnie (liniowo) w stosunku do obrotu klapy (patrz także krzywą poz. 2 na Rys. 192b) tylko wtedy, gdyby miał jeden z kształtów poglądowo dorysowanych na rysunku z opisu wynalazku - linią osiową i linią przerywaną.
Jednak w sprawie jego kształtu w rozwiązaniu według „wynalazku” (niezależnie od przedstawionego na Fig. 2), treść pierwszego zastrzeżenia patentowego ma brzmienie:
1. Klapa regulacyjna strefy podmuchowej … znamienna tym, że na pobocznicy walca (czytaj: poz. 2) wykonany jest otwór (4) o zmiennym wzrastającym przekroju w kierunku swojej górnej krawędzi.
Tą treść uzupełnia treść opisu wynalazku w brzmieniu: Element ruchomy 3, w kształcie płaskiej płyty (czytaj: wahadłowa klapa), zawieszony jest obrotowo na pręcie 5. Element ruchomy 3 ma regulowane położenie w zakresie kąta odpowiadającego wycinkowi walca tworzącego gniazdo 2.
Z proporcji kształtu otworu poz. 4 w wycinku cylindra poz.2 na Fig. 2 wynika, że przy zmianie położenia klapy (w zakresie kąta odpowiadającego wycinkowi walca tworzącego gniazdo 2), w górnym położeniu powoduje ona przyrost przekroju przelotu powietrza przez ów otwór (poz. 4) ponad sześciokrotnie większy w stosunku do przyrostu powodowanego przy rozpoczęciu przez nią odsłaniania owego otworu - z powodu powiększającej się ponad sześciokrotnie szerokości otworu.
Tymczasem cel wynalazku przedstawiony jest następująco: Wynalazek ma na celu opracowanie takiej konstrukcji klapy regulacyjnej, która będzie miała charakterystykę aerodynamiczną zbliżoną do charakterystyki liniowej w stopniu większym niż wymienione rozwiązania.
Jednym z owych przeciwstawnych rozwiązań w opisie wynalazku 168300 wymienione są klapy regulacyjne przesuwne, w których element zamykający nasuwany jest na otwór powietrzny, ograniczając stopniowo wolne pole przepływu powietrza. Przecież to te zasuwy („szybry”), jako mające przekrój prostokątny (jak poglądowo naniesiono na Fig. 2, raz linią osiową i raz przerywaną), najbardziej zbliżone są swoją charakterystyką przepływu do liniowej.
c. Pomysł na rozwiązanie klapy regulującej dopływ powietrza do leja strefy podmuchowej według wynalazku 168300 nie byłby tak kompromitujący dla szkolnictwa politechnicznego, gdyby główny jego tfurca jeszcze w 2005 r. nie przedstawił rzekomych krzywych zmiany ilości powietrza dopływającego do leja strefy podmuchowej w zależności od stopnia otwarcia klapy regulacyjnej.
Krzywą zmiany ilości przepływającego powietrza w stosunku do stopnia otwarcia klapy w rozwiązaniu według wynalazku 168300 ma być „liniowa” krzywa poz. 2 na Rys. 192b z referatu na IX Forum Ciepłowników Polskich w 2005 r.
Natomiast dotychczas stosowane klapy miałyby rzekomo dawać zmianę ilości powietrza według krzywej poz. 1. Ich uchylenie wynoszące 20 % pełnego otwarcia miałoby spowodować przepływ powietrza wynoszący już 90 %. W przypadku klapy z proporcjonalną krzywą regulacji, jej uchylenie o 20 % - to także 20 % przepływu powietrza.
Oczywiście z tego powodu, że w rozwiązaniu według wynalazku w miarę otwierania się klapy zwielokrotnia się przekrój dla przepływu powietrza (patrz Fig 2). Wyjątkowa bzdura, zaprzeczająca prawom fizycznym.
Załącznik I (-) Jerzy Kopydłowski
Zgłoszony 5 sierpnia 1992 r. (numer zgłoszenia 295528), z ogłoszeniem o udzieleniu patentu 29 lutego 1996 r. (WUP 02/96)
Andrzej Chrzan: Modernizacja palenisk mechanicznych i instalacji powietrza podmuchowego w kotłach rusztowych, str. 217 materiałów konferencyjnych.
Do udziału w której nie można było dopuścić polskiego konstruktora kotłów, bo „mógłby ją rozwalić”.
Teorię spalania węgla w palenisku warstwowym z rusztem łuskowym w stworzył dopiero później polski konstruktor kotłów.
W sprawie której już od około stu lat nikt, poza polskim konstruktorem kotłów, nie wie jak naprawdę powinna ona przebiegać.
Dopiero na początku 2008 r. zatelefonował do polskiego konstruktora kotłów, wyłącznie po to aby poinformować go, że on nie jest projektantem. Z tego miał jednak zdawać sobie sprawę, kiedy zaczął zajmować się modernizacją kotłów rusztowych techniką tego konstruktora, czyli dwadzieścia lat wcześniej. Tymczasem od owego czasu była to pierwsza ich rozmowa, dodatkowo przez telefon.
Stanisław Mańkowski, Małgorzata Kwestarz, Politechnika Warszawska: Modernizacja kotłów węglowych typu WR a wypełnienie limitów KPRE i KRAU, IX Forum Ciepłowników Polskich, 2005 r.
2