Tarnowskie Góry, 2010-12-19

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 137

Powody pozostawienia polskich kotłów rusztowych w stanie zacofania technicznego z okresu pierwszych lat istnienia Peerelu.

G. 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 dwudziesta ósma.

Pozostawienia tysięcy użytkowników kotłów rusztowych bez szans na samo prawidłowe spalanie w nich węgla dowodzą także konferencje naukowo techniczne organizowane przez IMiUE Politechniki Śląskiej.

Dzięki pierwszej z nich wiadomo, że już przed późniejszym absurdalnym pomysłem prof. dr hab. inż. Andrzeja Szlęka na regulację doprowadzenia powietrza podmuchowego pod ruszt jego recyrkulacją z jednych stref podmuchowych do drugich (patrz część 135), powstało równie absurdalne rozwiązanie tej regulacji recyrkulacją przez ruszt spalin odprowadzanych do komina.

Ustęp sześćdziesiąty ósmy: Szczegółowego rozeznania techniki recyrkulacji spalin w kotle (patrz Załącznik I) inż. J. Kopydłowski dokonał na początku lat 60-tych u. w. na czas przystąpienia za Władysława Gomułki do budowy polskiej energetyki zawodowej. Znajdowała ona wtedy zastosowanie w zagranicznych kotłach pyłowych do regulacji temperatury pary przegrzanej, stabilizacji strefy przejściowej w kotłach przepływowych oraz do zabezpieczenia przegrzewaczy pary przed uszkodzeniem przy uruchamianiu kotła i przed zarastaniem żużlem rur u wylotu spalin z komory paleniskowej.

Recyrkulacja spalin w kotle pyłowym polega na zasysaniu spalin (przez służący temu wentylator) z różnych miejsc na drodze ich przepływu przez końcowe powierzchnie ogrzewalne (głównie sprzed podgrzewacza powietrza) lub zza kotła, z wtłaczaniem ich z powrotem do komory paleniskowej na różnych jej wysokościach oraz poza nią. Jej działanie sprowadza się do obniżania wymiany ciepła od spalin do powierzchni ogrzewalnych znajdujących się za miejscem doprowadzenia recyrkulujących spalin. Przy doprowadzeniu spalin od dołu komory paleniskowej tym obniżeniem objęte zostają wszystkie powierzchnie ogrzewalne kotła, a przy doprowadzeniu za komorą paleniskową odpowiednie jego powierzchnie konwekcyjne. Nawracane spaliny w miejscu ich ponownego doprowadzenia do kotła powodują obniżenie temperatury spalin powstających ze spalania węgla w ten sam sposób jak zimna wody dolana do wanny wypełnionej wodą do kąpieli.

Obniżanie wymiany ciepła od spalin do powierzchni ogrzewalnych kotła powoduje jednak, że wraz z ilością recyrkulujących spalin coraz większa jest temperatura spalin odprowadzanych z kotła do atmosfery, a tym samym coraz wyższa jest jego strata wylotowa. Jest ona przy tym tym wyższa im bliżej wylotu spalin z kotła następuje ich pobór do recyrkulacji, z największą przy ich pobieraniu za kotłem.

Ustęp sześćdziesiąty dziewiąty: Dzięki konferencji naukowo-technicznej, jak odbyła się w marcu 1997 r. z dwóch wygłoszonych na niej referatów można dowiedzieć się:

a. „Ujemną cechą paleniska warstwowego jest narastający nadmiar powietrza w zakresie częściowych i niskich obciążeń. Obniżanie obciążenia kotła (czytaj: wzrost nadmiaru powietrza) powoduje z kolei wzrost emisji NO_x .

Dla zredukowania ilości powietrza pierwotnego, obok sposobów konstrukcyjnych najbardziej nadającym się sposobem jest recyrkulacja spalin, która daje najlepsze rezultaty w problematycznych częściowych i niskich obciążeniach.

Ze względu na fakt, że zawracana ilość spalin zastępuje część ... powietrza pierwotnego (czytaj: podmuchowego), ilość całkowita mieszaniny (czytaj: powietrza podmuchowego i nawracanych spalin) przechodząca przez ruszt i warstwę spalin pozostaje mniej więcej taka sama. Jednak przez to osiąga się zdecydowane obniżenie nadmiaru O₂ w pierwotnym obrębie paleniska i tym samym obniżenie wiązania tlenku azotu oraz wzmocnienie rozkładu już powstałego NOx. Ten przebieg spalania wymaga ukierunkowanego wywarcia wpływu na koncentrację O₂ w poszczególnych strefach rusztu. Znaczy to, że recyrkulowane spaliny i powietrze pierwotne muszą być rozdzielane na poszczególne strefy rusztu z możliwością nastawienia ich zróżnicowanej ilości.”

Rysunek będący Załącznikiem II przedstawia sposób doprowadzenia recyrkulujących spalin do stref podmuchowych rusztu, oczywiście z bocznym wlotem do nich zarówno owych spalin, jak i powietrza.

b. „W kierunku zmniejszenia straty niecałkowitego i niezupełnego spalania należy … wprowadzić recyrkulację spalin pod ruszt jako mieszaninę powietrza i spalin o współczynniku udziału od 12 ÷ 28 % (czytaj: z udziałem spalin 12÷28 %).

Recyrkulacja spalin jest doskonałym środkiem dla obniżenia ilości emitowanych substancji oraz zmniejszenia, lub wyeliminowania zjawiska żużlowania w komorze paleniskowej każdego kotła [8].

Recyrkulacja spalin w komorze paleniskowej powoduje :

- zmniejszenie nadmiaru powietrza w palenisku ze zmniejszaniem się obciążenia cieplnego kotła;

- podgrzanie powietrza wprowadzanego pod ruszt, dzięki zjawisku zmieszania zimnego powietrza z gorącymi spalinami.

Zastosowanie recyrkulacji spalin, pobieranych z ciągu konwekcyjnego zza lub sprzed podgrzewacza wody i doprowadzanych do skrzyni rusztowej jako dodatku do powietrza …, powoduje znaczne zmniejszenie eksploatacyjnego wzrostu nadmiaru powietrza wraz z obniżaniem się obciążenia kotła. Dzięki recyrkulacji można znacznie ograniczyć ilość tlenu zawartego w spalinach w niższych obciążeniach kotła, a tym samym stratę wylotową kotła (przy okazji także nieco tlenku azotu).

Niekiedy spotyka się opinię, że recyrkulacja nic nie daje. Nie sądzimy aby można je uogólniać.”

Ustęp siedemdziesiąty: Uznanie recyrkulacji spalin jako środka do zmniejszenia marnotrawstwa węgla w kotłach rusztowych także dowodzi, że autorzy treści b w ustępie 69 w ogóle nie powinni wypowiadać się w sprawie techniki spalania węgla w palenisku rusztowym jako utrzymywani na koszt Państwa, a więc całego społeczeństwa, któremu za wydatkowane na nich pieniądze powinni pomagać, a nie szkodzić.

Recyrkulacja zwiększa o ilość spalin recyrkulujących tylko ilość spalin przed miejscem ich zasysania przez wentylator do recyrkulacji. Oznacza to, że w typowym jej zastosowaniu ilość spalin odprowadzanych do komina pozostaje niezmieniona. Jedynie strata wylotowa kotła zostaje powiększona w stosunku do tej bez recyrkulacji w związku ze wzrostem temperatury spalin.

Do wykazania jaki jest skutek zastosowania recyrkulacji spalin, jako mających zastępować powietrze podmuchowe doprowadzane pod ruszt, bardzo pomocny okazał się dr hab. inż Andrzej Szlęk ze swoim późniejszym „wynalazkiem” (patrz część 135).

Przy wziętym za przykład współczynniku nadmiaru powietrza λ =5,1 zawartość tlenu w nawracanych spalinach wynosiłaby O₂ = 16,9 %, czyli niewiele mniej od jego zawartości w powietrzu podmuchowym wynoszącej 21 %. Wystarczyłoby więc o proporcjonalnie mniejszą ilość powietrza w stosunku do nawracanych spalin zmniejszyć jego ilość doprowadzaną pod ruszt aby sam skład spalin na wylocie z komory paleniskowej nie uległ zmianie. Tylko, że taki zabieg nie może mieć żadnego wpływu na zmniejszenie zawartości NO_x w spalinach, ponieważ zawartość tlenu w tych spalinach byłaby dalej taka sama (O₂ = 16,9 %).

O ilość zmniejszonego powietrza podmuchowego zmalałaby oczywiście ilość spalin odprowadzanych z kotła. Tylko jak bardzo, skoro zgodnie z treścią pod b udział nawracanych spalin w mieszaninie z powietrzem powstałej po ich wprowadzeniu pod ruszt ma wynosić tylko 12÷28 %. Przyjmując wartość 25 % wychodzi, że recyrkulujące spaliny pomniejszyłyby ilość powietrza podmuchowego o czwartą jego część, co odpowiadałoby zmniejszeniu współczynnika nadmiaru powietrza do wartości λ =3,8. Czyli do takiej samej wartości jak przy recyrkulacji powietrza z jednych stref podmuchowych do drugich według „wynalazku” dr hab. inż. Andrzeja Szlęka.

Na obniżenie z tego powodu straty wylotowej kotła nie można jednak liczyć, ponieważ recyrkulacja spalin powoduje wzrost temperatury spalin wylotowych, który jest znaczny w związku z pobieraniem spalin do recyrkulacji zza kotła (patrz treść Załącznika I, w związku ze schematem będącym Załącznikiem II). Do tego dochodzi wcale niemałe zużycie energii elektrycznej na napęd wentylatora do recyrkulacji spalin.

Tylko symulacją komputerową (naukowcy z IMiUE wiedzą o co chodzi) można by także spowodować rozdział zawracanych spalin na poszczególne strefy podmuchowe. Także wobec faktu pozostawiania dotychczas tysięcy kotłów rusztowych bez jakiejkolwiek regulacji dopływu powietrza pod ruszt. Dodatkowo trzeba wiedzieć, że takiego rozdziału można dokonać tylko w ruszcie pozbawionym wspólnej skrzyni podmuchowej, a więc z bocznymi wlotami powietrza do stref podmuchowych, przekreślającymi równomierność doprowadzenia owej mieszanki na szerokości rusztu, z wszystkimi ujemnymi konsekwencjami wykazywanymi już wcześniej.

Pozostaje także pytanie w jaki sposób można doprowadzić prawidłowo tą mieszankę pod ruszt, skoro nie można doprowadzić prawidłowo pod niego samego powietrza podmuchowego. Przecież już z samego schematu będącego Załącznikiem II wynika, że sposób doprowadzenia powietrza i spalin jest o wiele bardziej skomplikowany.

Doprowadzając z różnych powodów nadmierną ilość powietrza podmuchowego pod ruszt, nie można zniwelować negatywnych skutków tego w żaden racjonalny sposób.

i

Załączniki I i II (-) J. 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

7. Ciepłownictwo Ogrzewnictwo Wentylacja ul. Czackiego 3/5, 00-043 Warszawa 8. Energetyka, Redakcja ul. Jordana 25; 40-952 Katowice 9. 10. Izba Gospodarcza Ciepłownictwo Polskie ul. Eligijna 59, 02-787 Warszawa Także kilkudziesięciu PT Użytkowników kotłów z polskim lub krajowym paleniskiem narzutowym i mających te kotły na stanie oraz kilkuset innych. 5. JM Rektor Politechniki Krakowskiej 6. JM Rektor Politechniki Łódzkiej 7. JM Rektor Politechniki Poznańskiej 8. JM Rektor Politechniki Warszawskiej 9. JM Rektor Politechniki Wrocławskie

Organizowane od marca 1997 r., a więc dokładnie na czas zlikwidowania Głównego Inspektoratu Gospodarki Energetycznej z powstaniem w jego miejsce Urzędu Regulacji Energetyki.

Na temat: „Modernizacja kotłów rusztowych”.

Jerzy Kopydłowski: Wpływ recyrkulacji spalin na wymianę ciepła w kotłach parowych, Energetyka, nr 3/1963 r; Jerzy Kopydłowski: Problemy konstrukcyjno - ruchowe kotłów parowych z recyrkulacją spalin, Energetyka, nr 4/1963 r.

Franciszek Bachonko: Modernizacja i projektowanie kotłów rusztowych pod kątem spełnienia obowiązującego rozporządzenia w zakresie ochrony naturalnego środowiska, str. 50-59 materiałów konferencyjnych; ówcześnie autor tego referatu był kierownikiem pracowni w Zakładzie Kotłów Centralnego Biura Konstrukcji Kotłów, Spółka Akcyjna.

Andrzej W. Walewski, Zbigniew L. Rataj, Wacław B. Wojnar: Perspektywy doskonalenia przemysłowych kotłów rusztowych na tle uwarunkowań ekologicznych i ekonomicznych, str. 23-47 materiałów konferencyjnych; ówcześnie dr inż. Andrzej Walewski i dr inż. Zbigniew Wojnar byli adiunktami, a mgr inż. Wacław Wojnar specjalistą w IMiUE Politechniki Śląskiej.

3

Każdego kto może uzupełnić treść opowieści lub ma uwagi do niej uprasza się o podzielenie się nimi, z gwarancją załączenia ich do kolejnej części opowieści dla zapoznania z nimi wszystkich otrzymujących ją.

Uwaga do treści Rzecznika Odbiorców Paliw i Energii URE:

„Poruszane przez Pana zagadnienia dotyczą zagadnień sprzed rozpoczęcia działalności Prezesa URE, który został powołany w 1997 r. na mocy ustawy z dnia 10 kwietnia 1997 r. … .”

Wyjaśnienie: Dotychczasowe nieprzekazywanie uwag krytycznych do treści opowieści wynika z faktu, że nikt ich dotąd nie wniósł. Czy wynika to z tego, że nie ma podstaw do takich uwag, to aktualnie można się tylko tego domyślać.

---