Články

  Články   Modelovaly se desítky variant izolací a žáruvzdorných hmot

Modelovaly se desítky variant izolací a žáruvzdorných hmot

„Přestavba energetického kotle z paliva uhlí na biomasu není jen výzvou pro technology, ale především pro životní cyklus v užším smyslu samotné teplárny i v širším smyslu společnosti a státu“, říká Ing. Jan Ečer, předseda představenstva DITHERM - generální dodavatel projektu Zvýšení životnosti vyzdívek kotle FK2 Teplárny Hodonín.

Příprava takových projektů začíná už při výběrovém řízení, kdy je nutné podrobně se seznámit s velikostí agregátu, jeho kondicí a cílovým výkonem, dále pak s technologií spalování a samozřejmě složením paliva. Pokud byl agregát dlouhodobě provozován, ovlivňuje počáteční studii i tento fakt. Sestavený tým z odborníků pak nejdříve počítá objemy, křivky ohřevu a simuluje postup spalin a tepla pomocí analýzy tvaru agregátu, především jeho detailního zakřivení. Pro správné určení vyzdívky v jednotlivých částech agregátu musí být také k dispozici chemický rozbor paliva i znalost technologie spalování. „Chemické složky spalin se totiž podílí na vysokoteplotních reakcích s materiálem vyzdívky,“  říká Ing. Mojmír Nesvačil, hlavní projektant společnosti DITHERM.

Na základě počáteční studie, na které pracují odborníci týdny, začíná fáze návrhu: volba vhodného složení materiálů pro jednotlivé části kotle a způsob aplikace materiálů pro vyzdívku odolnou  žáru, otěru i alkáliím. Vstupních  dat a faktorů, které takové návrhy ovlivňují, je mnoho, a proto většinou vzniká více variant. Jakmile tým určí jednu z variant, následuje dlouhý proces výběru  materiálů,  které chemickým  složením i svou konzistencí odpovídají daným provozním podmínkám.

Převážná většina výrobců nemá potřebné materiály ve svém běžném portfoliu produktů, musí je tedy vyrobit přímo pro zakázku. Pro ně však nemusí mít technologie a suroviny, které jim to umožní. „S potenciálními dodavateli materiálu vedeme dlouhá jednání, abychom jim vysvětlili, co chceme. Musí nás přesvědčit, že dostaneme od nich  materiál s garantovanými  hodnotami a včas. Vybíráme od každého to nejlepší z hlediska kvality materiálu (garantovaných parametrů) a surovin, ze kterých se materiál vyrábí. Pak teprve rozhoduje cena“, říká J. Ečer. Materiály, které se nakonec do kotle zabudují,  pocházejí  z ČR i dalších evropských zemí.

„Už dlouho před plánovanou odstávkou kotle máme všechny informace pro to, abychom mohli specifikovat požadavky a vypsat výběrové řízení na dodávku materiálů. Účastníci výběrového řízení mají z naší strany přesné zadání a podle něj přizpůsobují receptury na výrobu materiálů. Většinou je vybrán materiál od několika výrobců. Na izolace jsme měli dva dodavatele, na žárobetony tři výrobce,“ doplňuje Ing. Vojtěch Kavan, hlavní technik a projektový manažer na projektu v Hodoníně.

J. Ečer  pokračuje: „Výběrová  řízení  jsou u projektů, jakým je Zvýšení životnosti kotle velmi náročná. Investor důkladně prověřuje kvalitu materiálů  a použité technologie, organizační i odborné schopnosti hlavního dodavatele a samozřejmě i cenu. Někdy se dostaneme k jiným technologiím a materiálům, než jsme původně navrhovali, což vyžaduje maximální odbornost, flexibilitu a sehraný tým.“

Jakmile je podepsána smlouva, začíná časově náročná příprava projektu. Určí se projektový tým, který projekt atomizuje do jeho nejmenších podrobností.  Prakticky se opakuje analýza z fáze, kdy vznikala nabídka. Všechna vstupní data se opět ověřují, kombinují a návrhy technologií a materiálů dostávají detailní podobu,  která je přenesena na výrobce. Následují laboratorní zkoušky, nejčastěji v TZÚS v Plzni, výběr montážních společností a dalších služeb. Projekční tým je v plném nasazení, celá vyzdívka včetně podrobných informací k aplikačním  technologiím  i vlastnostem materiálu musí být totiž zkreslena do zahájení prací na stavbě.

„Před vlastní realizací jsme provedli stovky tepelných výpočtů, modelovali jsme desítky variant izolací a hmot v různých vrstvách a strukturách tak, aby vyzdívka odolávala teplotě až 890°C a na druhé straně nedosahovala povrchová teplota ani 65°C ,“ dodává M. Nesvačil.

Z uhlí na biomasu

„Původní vyzdívce v kotli, který přešel na biomasu (kotel na biomasu), tento přechod neprospěl. Kotel má jiné provozní podmínky, vyzdívky musí odolávat více negativním vlivům než při spalování uhlí, ať již jde o teplotní šoky, abraze a hlavně alkalické koroze. To je alfa a omega životnosti vyzdívky,“ uvádí M. Nesvačil. Doplňuje ho V. Kavan: „Nejvíce narušeny bývají vyzdívky v cyklonech a stěny a dno ve spalovací komoře. Alkalické kysličníky ve formě par pronikají do vyzdívky. Při dosažení vhodné teploty reagují s materiálem vyzdívky. Vznikají sloučeniny, které mají jiné chemické složení než vyzdívka, jiné objemové hmotnosti a jiné tepelné roztažnosti, což způsobuje postupné narušování celistvosti vyzdívky.“

S demontáží původní  vyzdívky začala  DITHERM v dubnu 2013. Kotel bude mít novou vyzdívku koncem června. Celkem se spotřebuje 300 tun žáruvzdorných hmot a vymění cca 90 % vyzdívky. „Ten zbytek je původní vyzdívka, která se však nachází na méně exponovaných místech a má stále dobrou kvalitu,“ vysvětluje M. Nesvačil. Za rychlostí realizace stojí důkladná předprojektová příprava a vlastní know-how společnosti. „Jako jedni z prvních jsme začali uplatňovat modelaci ve 3D. Disponujeme propracovaným systémem řešení dilatačních a pracovních spár. Je velice rychlý, účinný a kvalitní,“ informuje J. Ečer.

Pravidla pro práci a kontrola kvality = priority

Projekt doprovázejí velmi přísná bezpečnostní a kontrolní opatření, a to jak v oblasti bezpečnosti práce a pracovišť, tak v oblasti ochrany životního prostředí i kontroly kvality. Bezpečnost práce i likvidace odpadu je předem s investorem vyjednána, při nástupu na stavbu se jen dolaďují jednotlivosti jako  např. přístupové cesty, transport materiálu a jeho zpracování, odkladiště odpadu a jeho likvidace, úschovny pro chemické látky. Na projektu v Hodoníně bylo zlikvidováno necelých 300 tun suti.

Kontrola kvality nové vyzdívky má několik stupňů. Prvním jsou laboratorní zkoušky materiálu před jeho aplikací. U vyzdívek se však realizační firma potýká s několika vlivy. Jde o pracovní prostředí a podmínky na stavbě. Dále pak o kolísavé teploty, vlhkost, prašnost a v neposlední řadě způsob přípravy materiálu pro jeho aplikaci. To vše ovlivňuje konečné parametry materiálů vyzdívek, především betonů.

Montážníci jsou proto důkladně proškoleni, jak smějí s materiály nakládat a připravovat je pro montáž. Při montáži postupují podle technologických předpisů společnosti DITHERM. Často rozhodují nepatrná množství vody anebo jednotky teplotních rozdílů, zda zůstane beton odolný otěru a chemickým vlivům.

Z materiálů na stavbě jsou odebírány vzorky, které jsou zpracovány dle příslušné ČSN a následně uloženy pro případné reklamační řízení.