Jak powszechnie wiadomo, do prawidłowego realizowania procesu spalania paliwa na palenisku retortowym oprócz dobrej jakości paliwa potrzebna jest m.in. odpowiednia ilość doprowadzonego powietrza, a także jego właściwe ukierunkowanie i rozmieszczenie.

Na wstępie chciałbym podkreślić, że omówione poniżej zagadnienie/awaria nie jest w żadnym stopniu spowodowane konstrukcją palnika retortowego, a tylko i wyłącznie niedopatrzeniem użytkownika. Zniszczenie poszczególnych podzespołów nie stanowi podstawy do jakichkolwiek roszczeń reklamacyjnych.

Różnorodność palników

Przeglądając oferty producentów palników retortowych można zaobserwować, że różnią się między sobą technologią wykonania (odlewy żeliwne czy spawane ze stali), kształtem (co widać na pierwszy rzut oka – palenisko w kształcie kwadratu, prostokąta, okręgu czy prostokąta z zaokrąglonymi narożami), systemem napowietrzania, czyli rozmieszczeniem, kształtem (okrągłe, prostokątne powstałe przez nacięcie dyszy za pomocą piły, wypalane plazmą oraz inne łączące wymienione) i ilością otworów nawiewowych w dyszy palnika.

Dostarczanie powietrza

W zależności od konstrukcji palników retortowych mogą się różnić także np. systemem napowietrzania czy rozmieszczeniem kanałów, którymi czynnik roboczy przemieszcza się od wentylatora do miejsca spalania.

W palnikach retortowych żeliwnych kanał nawiewowy najczęściej znajduje się powyżej układu podającego i wprowadza powietrze bezpośrednio do dyszy palnika. Powietrze ma kontakt z odlewem będącą częścią „rury” podającej tylko od górnej jej powierzchni.

W palnikach retortowych spajanych sytuacja wygląda trochę inaczej. Powietrze wtłaczane jest do komory nawiewowej, zazwyczaj nie ma tutaj wydzielonego kanału jak w rozwiązaniu odlewanym, co wymusiłoby skomplikowanie budowy, a tym samym zwiększenie kosztów wytworzenia. Czynnik roboczy ma zatem kontakt z pozostałymi elementami układu, a mianowicie rurą podajnika i gardzielą palnika, by w końcu dotrzeć do swojego docelowego miejsca – otworów w dyszy nawiewowej.

Każde z powyższych rozwiązań ma swoje wady i zalety, ale nie to będzie tematem rozważań, tym bardziej że wielu dealerów, instalatorów czy użytkowników posiada wypracowane i sprawdzone konstrukcje, które polecają, ponieważ według nich są najlepsze.

Problem z dopalaniem

W materiale chciałbym wspomnieć o spawanej konstrukcji palnika wykonanego ze stali. Aby nie skupiać uwagi szanownego czytelnika na konkretnym rozwiązaniu i producencie, problem przedstawię bez zdjęcia korpusu retorty i widoku paleniska.

W omawianym przypadku pojawił się problem z właściwym dopalaniem eko-groszku. Początkowo były to małe niedopalone ilości, wpadające do popielnika, a później coraz większe. W końcu awaria wentylatora skłoniła właściciela kotła do zatrzymania pracy urządzenia grzewczego i zainteresowania się problemem.

Po zdemontowaniu nadmuchu z miejsca przyłączeniowego zaczął się wsypywać eko-groszek. Również w jego wnętrzu było kilka ziaren rozkruszonego paliwa, które mogły być przyczyną uszkodzenia silnika.

Jak do tego doszło?

Pojawiły się pytania. Jak do tego doszło? W jaki sposób trafiło tam paliwo? Przecież nie ma możliwości, by w tak dużej ilości przemieściły się od strony paleniska. Jednakże przy spalaniu sypkich paliw istnieje możliwość, aby przez otwory napowietrzające przedostały się niewielkie drobiny (paliwa lub popiołu) z okolicy paleniska do komory nawiewowej. Stanowią one jednak marginalne ilości niemające żadnego wpływu na skuteczność napowietrzania paleniska – do ich usunięcia służą wyczystki.

Demontaż

Podjęto decyzję o wyciągnięciu całego palnika z kotła i wzięto go na warsztat do analizy. Zdemontowano motoreduktor, wyjęto ślimak, a następnie odkręcono rurę podajnika, wszystko wyszło na jaw. Był tam otwór (fot. 1.).

Rura podajnikowa i ślimak.

Fot. 1. Rura podajnikowa i ślimak.

Oględziny ujawniły, że ścianka rury została pocieniona, miejscami była jak żyletka. Wada materiału czy zużycie – wytarcie tego konkretnego miejsca? Przyczyną powstania otworu było cofnięcie się żaru o około 400 mm (mierząc od osi paleniska). Nastąpiło szybkie utlenianie stali i przepalenie materiału. Wokół widoczne są warstwy odpadających tlenków. Otwór jest nieregularny z postrzępionymi krawędziami i ma wymiary (mierzone w najszerszych miejscach) 92 x 44 mm (fot. 2).

W okolicy otworu widać zmianę koloru i łuszczące się, odpadające warstwy tlenków, które świadczą o oddziaływaniu wysokiej temperatury, a także zniekształcenie rury

Fot. 2. W okolicy otworu widać zmianę koloru i łuszczące się, odpadające warstwy tlenków, które świadczą o oddziaływaniu wysokiej temperatury, a także zniekształcenie rury.

Podczas rozmowy z klientem okazało się, że kilka miesięcy wcześniej nastąpiło cofnięcie żaru (przez źle nastawione parametry pracy) i został wówczas zniszczony ślimak (o przyczynach cofnięcia się żaru i zniszczeniu ślimaka podającego paliwo była mowa w nr 4/2015 „Magazynu Instalatora” w artykule pt. „Zniszczenie ślimaka kotła retortowego”) [1]. Przedstawione zdjęcie potwierdziło wersję klienta. Otwór w rurze podajnikowej znajduje się w miejscu uszkodzenia elementu podającego (pomarańczowa przerywana linia).

Użytkownik zaobserwował, że od pewnego czasu paliwo nie było dopalane, najpierw po jednej, a potem z dwóch stron paleniska, czego przyczyną była zbyt mała ilość powietrza potrzebnego do spalenia.

Praca układu podającego powodowała powolne wpychanie paliwa do komory nawiewowej, a następnie dalej w okolice gardzieli palnika, co stopniowo utrudniało przemieszczanie się powietrza do otworów nawiewowych. Zapewne część czynnika roboczego mogła przedostawać się bezpośrednio przez powstały otwór do wnętrza rury podajnikowej i dalej do miejsca spalania, lecz w związku z brakiem ukierunkowania dopływu nie sprzyjało to spalaniu.

Na pytanie, dlaczego użytkownik nie reagował wcześniej, gdy zauważył spore ilości niedopalonego paliwa, stwierdził, że nie miał czasu i zostawia to bez komentarza. Za to pojawiły się stwierdzenia użytkownika i obwinianie, że:

  • niemożliwe jest cofnięcie żaru na taką odległość w stronę zbiornika. Sprostowanie: jest to możliwe i najczęściej spowodowane zmianą kierunku spalania wynikającą z bardzo słabego ciągu kominowego (np. zapchany przelot) w połączeniu z pozostawioną otwartą klapą zasobnika;
  • to nie jest efekt oddziaływania wysokiej temperatury, lecz zastosowania wadliwego materiału (zarówno jeśli chodzi o ślimak, jak i rurę podajnika) lub zamontowania używanych podzespołów. Sprostowanie: tego typu uszkodzenia (zmiany koloru materiału, odchodzące warstwy tlenków, zniekształcenie ślimaka w takiej samej odległości) świadczą tylko i wyłącznie o pracy elementów w podwyższonej temperaturze – badania metalograficzne przeprowadzono na przykładowym odkształceniu tego typu i opisano w [2].

Na fotografii 3 pokazano inny przypadek przepalonej rury podajnika. Kształt otworu (wymiar w najszerszych miejscach 83 x 47mm), a także krawędzie materiału mogą wskazywać, że paliwo było wypychane przez dłuższy czas.

Rura podajnikowa z przepaloną ścianką

Fot. 3. Rura podajnikowa z przepaloną ścianką.

Podsumowując, parametry pracy kotła retortowego są niezwykle istotną kwestią, jeśli chodzi o bezszkodową pracę układu. Okazuje się, że cofnięcie żaru w stronę zasobnika może rodzić dodatkowe koszty związane z koniecznością wymiany ślimaka lub – tak jak w omawianych przypadkach – również rury podajnika. Dlatego ważne, aby nie „przesadzać” z regulacją i co jakiś czas zejść do kotłowni, otworzyć drzwiczki z widokiem na palenisko i zobaczyć, jak układa się paliwo („kopczyk”), a być może uda się zapobiec awarii w myśl złotej zasady: „ustaw, ale sprawdź”.

Zbliżenie otworu. Z prawej widoczne wywinięcie krawędzi na zewnątrz rury podajnika.

Fot. 4. Zbliżenie otworu. Z prawej widoczne wywinięcie krawędzi na zewnątrz rury podajnika.

Paweł Wilk

Literatura:

[1] Urzynicok J., Wilk P., „Zniszczenie ślimaka kotła retortowego”, „Magazyn Instalatora”, nr 4/2015.

[2] Słania J., Golański D., Wilk P., „Awaria palnika retortowego stosowanego w kotłach c.o. Analiza przyczyn zniszczenia układu podającego – badania i technologia naprawy”, „Przegląd Spawalnictwa”, Agenda wydawnicza SIMP, nr 6/2015.

 

Prenumerata Magazynu Instalatora

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij