Tarnowskie góry, 2010.03.28
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 setna
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.
II. Drugim powodem było występowanie przez Centralne Biuro Konstrukcji Kotłów do Urzędu Patentowego o udzielanie patentów na tworzone przez inż. J. Kopydłowskiego konstrukcje kotłów i ich urządzenia, po którym to wystąpieniu biuro reagowało następnie niestosowaniem lub zaprzestawaniem stosowania danego rozwiązania w swojej dokumentacji.
2. Okoliczności i skutki udaremnienia przez agenta SB produkcji wodnych kotłów rusztowych według wynalazku nr 77300, pozostawiającego swoim rozwiązaniem daleko w tyle wszystkie takie światowe konstrukcje - część pierwsza
a. Przed wojną kotły wodne nie znajdowały w Polsce zastosowania. Później stały się jednak źródłem ciepła do ogrzewania zakładów przemysłowych oraz budynków poprzez sieci ciepłownicze, poza dużymi aglomeracjami miejskim z dostarczaniem go przez elektrociepłownie, jak w przypadku warszawskich „Siekierek”, czy „Żerania”. Stało się to za sprawą otrzymania z Wielkiej Brytanii dokumentacji na kotły rusztowe typu „La Mont”. W rozwiązaniu jako wodne są one przedstawione na Rys. 89a i Rys. 89b, gdzie w takim samym rozwiązaniu jak na Rys. 89a trzecim był kocioł WLM1,25-1, różniący się tylko o połowę mniejszą szerokością. Samo CBKK zajmowało się tylko adaptacją dokumentacji angielskiej, dokonaną w ówczesnym jej zespole kotłów małych. Już w samym „RAFAKO” (ówcześnie FUT) dokonano później usprawnienia tych konstrukcji, wyposażając kocioł z Rys. 89a w meandrowe ekranowanie (pokrycie rurami) ścian jego komory paleniskowej czyniąc z niego wersję kotła WLM2,5-2 (WLM1,25 -2) oraz zmieniając całą część ciśnieniową kotła z Rys. 89b czyniąc w ten sposób z niego nowocześniejszą wersję kotła WLM5-1.
Późniejszym działaniem agenta SB stało się, że w tej wersji (z wyposażeniem następnie w wyjątkowo złą konstrukcję rusztu typu Rts i podobną kolejną typu Rtsn) były one produkowane przez kilkadziesiąt lat przynajmniej do upadku Peerelu, osiągając sprawność cieplną na poziomie kotłów sprzed dwustu lat.
Nim jednak ugruntowała się taka ciągłość ich produkcji, „FAKOP” - Sosnowiec, w związku z przeniesieniem do niej z „RAFAKO” produkcji kotłów rusztowych parowych i wodnych, zleciła CBKK wykonanie nowych dokumentacji kotłów wodnych w zakresie wielkości od 1 do 10. Stało się to w ślad za zleceniem opracowania projektów nowych konstrukcji kotłów parowych na wszystkie paliwa typoszeregu 4÷140 t/h pary, z dokonaniem tego przez inż. J. Kopydłowskiego do marca 1966 r.
W sprawie kotłów wodnych nie opracowywano jednak żadnych założeń i projektów wstępnych poddanych następnie ocenie przez Główną Radę Techniczną CBKK z udziałem grona profesorskiego. Przystąpiono natomiast zaraz do wykonania dokumentacji konstrukcyjnej na wszystkie cztery wielkości kotłów 1,25; 2,5; 5 oraz dodatkowo 10 Gcal/h. Dodatkowo całe zadanie polecono do wykonania pracowni kotłów małych, z jej kierownikiem ocenionym jak wyżej przez prof. Zdzisława Fickiego.
Jak wyjątkowo ignorancka była to działalność konstrukcyjna zorientowano się jednak dopiero po wyprodukowaniu pierwszych kotłów, łącznie z przyszłym kotłem typu WR10-010 i późniejszą jego wersją WR10-011.
Wtedy to, po wymianie w lutym i marcu korespondencji między „FAKOP” i CBKK w sprawie bardzo dużego wzrostu kosztów wyprodukowania tych kotłów w stosunku do rozwiązań dotychczasowych, w dniu 3 kwietnia 1970 r. odbyła się w Zjednoczeniu „ZEMAK” narada . Na naradzie tej podjęto zaraz decyzję nieprzyjmowania „dalszych zleceń na kotły WR (wszystkich typów (czytaj: wielkości) na lata 1970-1971. Kontynuować rozmowy co do ujętych w portfelu na 1970 r. kotłów WR10 dla maksymalnego zmniejszenia ich produkcji w roku bieżącym i zastąpienia ich kotłami WLM2,5-2 (czytaj: ze względu na wielkość kotła WR10 wypadałoby przynajmniej proponować zamianę na kotły WLM5-1). Nie wykonywać w roku 1970 prototypu WR1,25, natomiast wykonać prototyp kotła WR5 ze względu na daleko większe potrzeby w przyszłości. Rozważyć przez CBKK przedłużenie świadectw na kotły WLM co najmniej do końca 1971 r.
Nie ma rozeznania odnośnie obecnego stanu podobnych kotłów w świecie wraz z odpowiednimi wskaźnikami.”
Na tą okoliczność zadecydowano o konieczności rozeznania konstrukcji takich kotłów w RFN, Francji, Wielkiej Brytanii Szwecji, a także w przemyśle kotłowym pozostałych krajów Rady Wzajemnej Pomocy Gospodarczej, czego oczywiście następnie nie dokonano.
Kolejna narada w tej sprawie odbyła się w Zjednoczeniu „ZEMAK” 10 czerwca 1970 r., jako dotycząca między innymi „omówienia produkcji kotłów WR i WLM, względnie nowych rozwiązań w tej dziedzinie.
Ze sporządzonej z niej „notatki” można dowiedzieć się, że według wspólnych ustaleń CBKK i „FAKOP” „nie ma szans na utechnologicznienie kotłów WR bez wprowadzenia istotnych zmian konstrukcyjnych. Natomiast istnieje możliwość poprawy sprawności kotłów WLM i dostarczania poprawionych kotłów w okresie przejściowym do czasu ustalenia nowoczesnej konstrukcji kotłów wodnych. Za taką poprawę uznano zaraz tylko zwiększenie ich powierzchni konwekcyjnej oraz „unowocześnienie rusztu”, co z samą konstrukcją kotła nie miało nic wspólnego. Natomiast produkcję kotłów typu WR postanowiono zakończyć w 1970 r., a w razie konieczności w 1971 r.
W pkt 5 notatki za celowe uznano natomiast „wykonanie na uproszczonej dokumentacji prototypu kotła o wydajności 1,25 Gcal/h na zlecenie i z funduszu nowych uruchomień (kocioł Kopydłowkiego) , przy czym całość prac wykona „FAKOP” z obowiązkiem zatwierdzenia etapów na naradzie techniczno ekonomicznej CBKK. Plan wykonania powyższego kotła do wypróbowania na terenie „FAKOP” w zimie 1971/1972 przedłoży „FAKOP” do 31 lipca 1970 r.
Jej pkt 6 miał brzmienie: „CBKK przygotuje na zasadzie szerszego rozeznania zagadnienia typu nowego kotła wodnego do omówienia na Radzie Technicznej łącznie z zagadnieniem pkt 5.
Zgodnie z pkt 8 notatki dalsze decyzje w sprawie kotłów wodnych miały zapaść we wrześniu 1970 r. „na zasadzie rezultatów prac określonych powyżej”, co jednak już nie miało miejsca.
Końcowym efektem kolejnej zmiany w połowie 1971 r. dyrekcji CBKK, z mianowaniem na stanowisko dyrektora technicznego agenta SB, a następnie z dalszym awansowaniem go na dyrektora naczelnego, była decyzja z 22 grudnia 1978 r. „SEFAKO” , że „w najbliższych latach nie widzimy możliwości zastosowania wynalazku zgłoszonego w UP PRL p. t. „Kocioł wodny” P145675 (czytaj: nr 77300) ... z powodu uruchomienia produkcji kotłów nowego typoszeregu WR z paleniskiem narzutowym.”
To akurat okazało się nieprawdą, ponieważ kilka lat później „SEFAKO” bez najmniejszych oporów kocioł według tego wynalazku wyprodukowało i to w czasie kiedy jeszcze trwał czteroletni rozruch kotła WRp46 w Wałbrzychu. Z tą różnicą, że z uruchomieniem kotła typu WAR25 wg wynalazku nr 77300 nie było żadnych problemów.
Jest także pochodzące z 15 stycznia 1981 r., a więc nieco późniejsze, wyjaśnienie CBKK dlaczego nie zastosowano w dokumentacji tego biura wynalazku nr 77300:
„Przy wyborze rozwiązania układu konstrukcyjnego kotła w trakcie opracowania założeń projektowo-konstrukcyjnych (czytaj: kotłów wodnych typoszeregu WRp, zatwierdzonych 28 czerwca 1977 r. przez Główną Radę Techniczną CBKK) analizowane były dostępne rozwiązania patentowe własne i zagraniczne, a przyjęcie ostatecznej wersji uwzględniało zawsze: technologiczność, nowoczesność, pewność ruchową, łatwość montażu i obsługi i remontów, możliwości produkcyjne zakładów, własne doświadczenia projektowe i ruchowe, wymogi ochrony środowiska, itp.”
Tą treść inż. J. Kopydłowski w szczególności proponuje do przemyślenia PT nielicznym eksploatującym jeszcze kotły wodne z typoszeregu WRp.
========================================================================
Po pierwszej naradzie w Zjednoczeniu „ZEMAK” doszło do rozmowy inż. J. Kopydłowskiego z ówczesnym dyrektorem CBKK w osobie mgr inż. Teofila Hajkowskjego. Wyjaśnił mu, że powodem bardzo drogiej produkcji nowych kotłów wodnych jest pokrycie ich ścian od wewnątrz rurami techniką z kotłów typu „La Mont”, które jeszcze przed wojną znalazły zastosowanie w przemyśle okrętowym jako kotły parowe, z późniejszym przystosowaniem jej w kotłach wodnych. Również, że koszty to zostały bardzo zwiększone nieznajomością tej techniki przez wykonujących ich dokumentację. W szczególności stosowaniem pokrycia w ten sposób rurami również i tych ścian kotła (w ciągu konwekcyjnym), które tego w ogóle nie wymagały, jako wykonane dodatkowo z materiałów ceramicznych.
Na stwierdzenie, że taka technika pokrywania ścian rurami została za granicą już zaniechana, dyrektor zażądał aby powiedział mu jak w takim razie należy tego dokonać inaczej. Jak dobrze dokonać tego inaczej, na to inż. J. Kopydłowski natychmiastowej odpowiedzi udzielić nie mógł, ponieważ w biurze już od dłuższego czasu wymagano od niego tylko jednego. Mianowicie aby nie zajmował się konstruowaniem kotłów, a sensu w osobistym zajmowaniu się kolejno kotłami wodnymi - po doświadczeniach z kotłami parowymi typoszeregu 4÷140 t/h - nie widział.
Zaraz jednak w tym samym dniu zapełnił w domu szkicami kilka kartek papieru, a na drugi dzień na udostępnionej mu desce kreślarskiej narysował konstrukcję kotła rusztowego, która następnie posłużyła do zilustrowania opisu patentowego późniejszego wynalazku CBKK nr 77300. Jeszcze w tym samym dniu z rysunkiem tym zapoznał dyrektora.
Tak jak w wynalazku nr 82638 dużych parowych kotłów rusztowych, o technicznej doskonałości tego rozwiązania decyduje drobny szczegół konstrukcyjny, uzewnętrzniony treścią pierwszego zastrzeżenia patentowego wynalazku nr 77300 w brzmieniu: „Kocioł wodny ... składający się z poziomych dolnych i górnych komór połączonych za pomocą rur ekranowych o małych średnicach oraz rur łączących o dużych średnicach, z n a m i e n n y t y m, że łączące rury (4) usytuowane są w płaszczyźnie wewnętrznej ściany kotła na przemian z rzędem ekranowych rur (3) ...., przy czym z łączących rur (4) oraz górnych komór (1) i dolnych komór (2) utworzony jest szkielet nośny kotła.”
Sama istota wynalazku sprowadza się więc do ustawienia rur łączących o dużych średnicach - łączących w znanych już wówczas rozwiązaniach zagranicznych kotłów wodnych pionowe rury ekranowe o małych średnicach - w jednym wspólnym rzędzie, a nie jak dotychczas z umieszczaniem ich poza ścianami kotła. Powstanie szkieletu nośnego kotła, którego nie mają przykładowo kotły późniejszego typoszeregu WRp z paleniskiem narzutowym, było już efektem owego umieszczenia rur łączących o dużych średnicach.
Dokonanie tego wynalazku stało się jednak możliwe tylko dzięki temu, że jego autor był zarazem specjalistą od wszystkich obliczeń kotłów poza wytrzymałościowymi, w tym obliczeń cieplnych, cyrkulacji wody i oporów przepływu wody przez kocioł.
Kotły typu „La Mont” miały ściany pokryte rurami o małych średnicach ułożonymi poziomo - z meandrowym zaginaniem rur w kierunku ku górze (patrz Rys. 89b) - tylko z tego powodu aby przepływ w nich mieszanki paro-wodnej, a następnie wody w kotłach wodnych następował w kierunku od dołu do góry, jak w rurach wznoszących kotłów z cyrkulacją naturalną. Przy niskich wysokościach kotłów okrętowych tylko takie rozwiązanie pozwalało na utrzymanie w rurach odpowiednio wysokiej prędkości, gwarantującej stabilność tego przepływu.
Inż. J. Kopydłowski wiedział jednak, że w pionowych rurach ekranów komory paleniskowej kotłów wodnych z przepływem wody w kierunku z dołu do góry jej prędkość może być mała, pod warunkiem częstego mieszania ze sobą wody wypływającej z poszczególnych rur dla kolejnego wyrównania jej temperatury przed wlotem do nastepnego rzędu rur ekranowych na długości komory paleniskowej. To wyrównanie temperatury następuje w przedzielających te rzędy rurach o dużych średnicach. W kotłach według wynalazku nr 77300 są one wprawdzie wystawione na promieniowanie komory paleniskowej przy jednoczesnym przepływie wody w dół, jednak efekt tego promieniowania nawet na ewentualne przyścienne odparowanie wody jest znikomy w stosunku do bardzo dużej ilości przepływającej przez nie wody, bo odpowiadającej jej ilości przepływającej przez cały rząd rur ekranowych o małych średnicach.
W podobnych warunkach znajdują się rury pęczków konwekcyjnych kotłów parowych pełniące rolę rur opadowych (przykładowo w kotłach typoszeregów ORp). Z tym, że jako o małych średnicach mają one niewspółmiernie mniejszy przekrój dla przepływu wody w stosunku do obwodu ich powierzchni odbierającej ciepło od spalin.
Konstrukcja kotła według wynalazku nr 77300 - sprawdzona ruchowo w ciągu minionych kilkudziesięciu lat w kotłach typu WAR - pozwala na:
1. całkowite skompensowanie wydłużeń cieplnych części ciśnieniowej kotła,
2. całkowicie wolny od zakłóceń przepływ wody przez kocioł,
3. bardzo łatwe usuwanie ewentualnych uszkodzeń części ciśnieniowej oraz wymianę wężownic powierzchni konwekcyjnej przy remoncie kapitalnym kotła (bez demontowania ścian szczelnych),
4. bardzo ekonomiczną budowę kotłów od najmniejszych do największych; stanowi o tym charakterystyczna cecha konstrukcyjna tego rozwiązania, polegająca na zwiększaniu się średnicy wszystkich trzech wzdłużnych komór oraz rur łączących proporcjonalnie do wzrostu wydajności kotła, co samoistnie zwiększa zarazem sztywność coraz to większych kotłów o wyjątkowo stabilnej samonośnej konstrukcji.
5. produkcję mniejszych kotłów w całości w fabryce, a nawet największych w dwóch częściach do połączenia na montażu, co zostało sprawdzone przy produkcji kotłów typu WAR,
6. całkowite wyeliminowanie przecierania przez lotny koksik kolan wężownic pęczków konwekcyjnych, dzięki ustawieniu wężownic prostopadle do osi wzdłużnej kotła, a więc z kolanami umieszczonymi z obu boków ciągu konwekcyjnego,
7. maksymalnie ekonomiczne w odbiorze ciepła od spalin rozwiązanie ciągów konwekcyjnych kotła polegające na zastosowaniu dwóch takich ciągów, z zastosowaniem w każdym optymalnej prędkości spalin do wymiany ciepła i zarazem bezpiecznej dla wszystkich rur na wysokości pęczka jeśli chodzi o erozyjne działanie lotnego koksiku,
8. pracę kotła przy niskim ciśnieniu wody w nim, zbliżonym nawet do ciśnienia nasycenia pary przy temperaturze podgrzanej wody oraz z oporami przepływu wody przez kocioł rzędu 0,1 MPa niezależnie od wielkości kotła.
W rozwiązaniu zrealizowanych dokumentacji, wzorem rozwiązań dla kotłów parowych typoszeregu 4÷140 t/h pary, drugi ciąg konwekcyjny kotła został z niego wydzielony jako oddzielny blok. Pozwoliło to na optymalne rozwiązanie nawrotu lotnego koksiku z jego wytrącaniem w pośrednim wysoko sprawnym odpylaczu spalin umieszczonym za pierwszym ciągiem konwekcyjnym, z jednoczesnym grawitacyjnym opadaniem na ruszt. Takie rozwiązanie pozwoliło jednocześnie, wzorem kotłów wodnych modernizowanych z zastosowaniem polskiego paleniska narzutowego, na zmniejszenie oporów przepływu spalin przez odpylacz pośredni oraz całkowicie zabezpieczyło drugi pęczek konwekcyjny kotła przed erozyjnym działaniem lotnego koksiku, sprowadzając jego ilość w spalinach do szczątkowej.
Skrzynkowa konstrukcja kotła, pozbawiona prowadzonych na zewnątrz kotła rur łączących jego części ciśnieniowej, pozwoliła na optymalne rozwiązanie instalacji powietrza wtórnego oraz przodu paleniska w obrębie narzutników węgla.
Umiejętne stosowanie techniki „skin casing” i „membrane wall” w obrębie tylko tych ścian kotła, gdzie było to technicznie uzasadnione, pozwoliło na znaczne obniżenie kosztu wyprodukowania kotła i jego późniejszych remontów.
Dwudziesty czwarty komunikat nadzwyczajny.
o paleniskach narzutowych, „które sprawdziły się jako wyjątek potwierdzający regułę, że tak nie jest”:
Za prawidłowo działające paleniska narzutowe eksploatowane przez siebie przez osiem lat w czterech kotłach typu WR2,5-035 do czasu podłączenia zakładu do centralnej sieci ciepłowniczej uważały Wojskowe Zakłady Lotnicze nr 4 w Warszawie (do sprawdzenia tel. (22) 676.92.60 - płk inż. Henryk Musiał).
Załącznik: 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. 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
|
|
Pod naciskiem ówczesnego Zjednoczenia Przemysłu Budowy Maszyn Ciężkich „ZEMAK”, lub dla uniknięcia odwoływania się w tej sprawie przez inż. J. Kopydłowskiego.
Z kierownikiem, który według prof. Zdzisława Fickiego z Politechniki Śląskiej nie umiał nawet rozwiązywać ułamków piętrowych.
Wszystkie te kotły były następnie w latach 80-tych ubiegłego wieku tylko modernizowane w oparciu o dokumentację inż. J. Kopydłowskiego, z zastosowaniem w nich polskiego paleniska narzutowego. Oczywiście w znikomej ilości w stosunku do wyprodukowanych i z wyjątkową późniejszą dezaprobatą osiąganych ogromnych efektów tych modernizacji między innymi przez naukowców z IMiUE Politechniki Śląskiej.
Określanych wtedy ich wydajnością cieplną w Gcal/h; do przeliczenia na moc cieplną w MW trzeba ją przemnażać przez 1,16, lub dzielić przez 0,86.
Z udziałem ze strony CBKK zaledwie kierownika Zakładu Kotłów Przemysłowych (przemianowanego z pracowni kotłów małych), którym został już wtedy mgr inż. Franciszek Bachonko; towarzyszył mu jego zastępca w osobie inż. Michała Flodrowskiego. Oba te nazwiska także bardzo niechlubnie zapisały się w historii peerelowskiego przemysłu kotłowego.
Z CBKK uczestniczył w niej również mgr inż. Franciszek Bachonko, a dodatkowo inż. Antoni Banaś, jako ówczesny jeden z dwóch zastępców dyrektora technicznego CBKK. W naradzie wziął także udział dyrektor „FAKOP” mgr inż. Wojciech Kowalski, natomiast „notatkę” z niej zatwierdził już nowy dyrektor techniczny Zjednoczenia w osobie mgr inż. Czesława Duchowskiego.
który trwał następnie przynajmniej do upadku Peerelu.
Według późniejszego wynalazku CBKK nr 77300.
Był nim ów typoszereg WRp. W odróżnieniu od niego wcześniejsze kotły typoszeregu WR wyposażono w palenisko warstwowe.
który działaniem agenta SB tylko krótko zagrzał miejsce na tym stanowisku, będąc dodatkowo cały czas świadomym imiennej obecności tego agenta w biurze, co mu w ogóle nie pozwalało być sobą.
a nie służącym jako atrapa, jak w przypadku kotłów typoszeregów ORp i WRp konstrukcji CBKK
W związku z treścią załącznika do części 51 opowieści.
Były to kotły typu WLM2,5-2 „zmodernizowane” następnie w 1971 r. decyzją drugiej narady Zjednoczenia „ZEMAK” przez wyposażenie ich w ruszt typu Rts, który okazał się niewyobrażalnym bublem.
4