Ślimak z motoreduktorem

Podajnik retortowy jest integralną częścią kotła retortowego, a zarazem bardzo ważnym elementem odpowiadającym głównie za skuteczność pracy kotła oraz jego sprawność w eksploatacji.

W skład budowy podajnika retortowego wchodzą następujące elementy:
- motoreduktor,
- wentylator,
- zasobnik na węgiel,
- ślimak,
- rura do transportu węgla,
- komora powietrzna,
- palnik żeliwny,
- deflektor spalin.
Na prawidłową pracę podajnika retortowego wpływają wszystkie ww. elementy. Dobór urządzeń określa producent podajnika retortowego. Poniżej przedstawię podstawowe kryteria doboru urządzeń. Motoreduktor Jeden z najważniejszych elementów podajnika retortowego odpowiadający za transport opału do palnika za pomocą ślimaka. W kotłach o małej mocy grzewczej do 50 kW stosuje się motoreduktory z przekładnia 1:1500, co daje ok. 1 obr./min. Motoreduktor z rurą podawczą mocowany jest za pomocą połączenia kołnierzowego. Reduktor powinien posiadać wydłużą tuleję drążoną, z wykonanym poprzecznym otworem, który przy zastosowaniu odpowiedniego elementu sprzęgającego (klin, zawleczka) stanowi dogodne rozwiązanie przekazania momentu obrotowego i zabezpieczenia przełożeniowego zespołu podajnika ślimakowego. Obudowa nie powinna składać się z dwóch części, ale tworzyć jednoczęściowy blok, z którym zintegrowane są wszystkie otwory Łożyskowe bez żadnej pokrywy. Wówczas nie występują żadne powierzchnie uszczelnienia narażone na moment skręcający lub siły poprzeczne. Wszystkie otwory Łożyskowe i powierzchnie odniesienia obrabiane są w jednym zamocowaniu. Eliminuje to naprężenia, wydłuża trwałość i zapewnia cichobieżność przekładni. Obudowa musi być ciśnieniowym odlewem aluminiowym i nadawać się również do zastosowań w trudnych warunkach otoczenia.


Wentylator Podaje nam powietrze do "komory powietrznej" palnika retortowego. Jego wydajność przekłada się w dużym stopniu na proces spalania paliwa. Wentylatory powinny posiadać klapki regulujące powietrze lub posiadać możliwość płynnej regulacji powietrza, np. za pomocą potencjometru. Większość firm produkujących regulatory do kotłów retortowych oferuje swoim klientom takie rozwiązania już w regulatorach, gdzie określa się za pomocą ustawienia programu procent wydajności wentylatora. Wentylatory, niestety, wciąż są narażone na pyły i na brud występujący w kotłowni. Mocne zanieczyszczenie piór i Łożyska wentylatora powoduje spadek jego wydajności. Prawie wszystkie awarie wentylatorów spowodowane są głównie zanieczyszczeniem. Ślimak Jest bardzo ważną częścią podajnika retortowego. Jego głównym zadaniem jest przesył paliwa od zasobnika do żeliwnego palnika. Ze względu na jego przeznaczenie narażony jest na czynniki mechaniczne i chemiczne, które działają niekorzystnie na materiał, z którego może być wykonany. Podstawowymi założeniami podczas projektowania i produkcji ślimaka jest: ● Jednolita spirala ślimaka. Zapewnia niemal 100% osiowość pracy, której nie da się osiągnąć w produkcji innymi metodami. ● Ślimak powinien być wykonany z materiałów: odpornych na ścieranie, jak i na związki chemiczne, które występują w miejscu, gdzie znajduje się tzw. mostek termiczny (połączenie rury podawczej z komorą powietrzną): - grubość pióra określa się na około 8 mm, - grubość wałka powinna być zgodna z tuleją motoreduktora np. 25 mm. Nie powinno się stosować zamiennie rurek grubościennych z uwagi na "mostek termiczny". ● Nie powinien posiadać żadnych elementów wystających poza część osi ślimaka. Niekorzystny wpływ na materiał, z którego wykonany jest ślimak ma również "zaniżanie paleniska".


Występuje ono podczas błędnie wprowadzonych nastaw do regulatora odpowiadających za podawanie i podtrzymanie węgla w palenisku. Rozżarzony węgiel dostaje się do kolana palnika i tym samym rozgrzewa nam końcówkę ślimaka. W przypadku, gdy ślimak posiada wystające pióro poza oś ślimaka, ulega ono zniekształceniu, więc zamiast ułatwić podawanie węgla do górnej części palnika, skutecznie je blokuje. ● Odpowiednio zaprojektowany skok zwojów, jak i średnica całej części roboczej. Ważnym elementem w zwoju ślimaka jest również skok oraz nachylenie piór. Powinien on być tak wykonany, aby na całej długości roboczej ślimaka węgiel mógł być płynnie podawany, a tym samym motoreduktor miał najmniejsze obciążenie. Średnica całego ślimaka nie powinna być mniejsza niż 85 mm, co w rezultacie daje luz ok. 2,5 mm na jedną stronę pióra w stosunku do ścianek rury podajnika. Ocieranie się ślimaka o ścianki podajnika nie występuje w przypadku jego osiowości pracy, jak i precyzji wykonania na całym odcinku. Zablokowanie ślimaka (kamieniem, kawałkami drewna, gwoździami itp.) jest wówczas znikome. Palnik żeliwny i deflektor spalin Palnik w zależności od mocy składa się z kolana żeliwnego, koronki powietrznej oraz talerza. Kolano palnika powinno być tak wyprofilowane, aby zapewnić optymalny przesył paliwa do górnej części palnika. Palnik narażony jest na wysokie temperatury, więc i jego odlew powinien posiadać odpowiednią grubość, a także i dodatki uszlachetniające. Dotyczy to również pozostałych części składowych palnika, czyli koronki i talerza. Deflektor jest częścią palnika i zawiesza się go bezpośrednio nad paleniskiem. Jego głównym zadaniem jest dopalenie związków chemicznych powstałych podczas spalania węgla. Aby deflektor nie został zbyt wcześnie zniszczony, powinien mieć odpowiednią grubość i skład. Palnik posiada kanały nawiewne doprowadzające powietrze potrzebne do procesu spalania. Odpowiednio zaprojektowane, czyli ich kształt i wielkość gwarantują prawidłowy proces spalania.

Mostek termiczny Występuje w miejscu połączenia rury podawczej z komorą powietrzną, która wraz z palnikiem żeliwnym znajduje się wewnątrz kotła. Różnica temperatury w kotle w stosunku do temperatury na zewnątrz komory spalania powoduje skraplanie się gazów na ślimak. Proces ten długo zachodzi lecz w rezultacie ślimak ulega zniszczeniu, a proces dostarczenia węgla do palika zostaje przerwany. Zjawisko to ma miejsce nawet w całkowicie suchym węglu ponieważ, w składzie chemicznym węgla mamy ok. 10% wody. W podajnikach retortowych, gdzie rura podajnika jest wpuszczana w komorę powietrzną (bez podłączenia kołnierzowego), zjawisko to jest ograniczone, lecz w miarę upływu czasu taki podajnik nie nadaje się do regeneracji ze względu na silne skorodowanie i zapieczenie elementów połączonych (kolano palnika, komora powietrzna, rura podajnika). Regeneracja takiego podajnika staje się uciążliwa, a wymiana ślimaka przez serwis jest bardzo kosztowna. Dla porównania tych dwóch systemów połączeń przedstawiam orientacyjne koszty serwisu wymiany ślimaka. System z połączeniem kołnierzowym (rura podajnika nie styka się z kolanem żeliwnym). Usterka – brak podawania węgla (zniszczony ślimak). ● Ślimak kotła retortowego koszt ok. od 150,00 PLN do 300,00 PLN netto. ● Usługa wymiany ślimaka: - można przeprowadzić samemu, - zlecenie do serwisu - od 50,00 PLN netto, Razem maksymalnie - ok. 350 PLN netto System z połączeniem wpuszczanym (rura podajnika wchodzi do komory powietrznej i do kolana żeliwnego). Usterka – brak podawania węgla (zniszczony ślimak). ● Ślimak kotła retortowego koszt ok. od 150,00 PLN do 300,00 PLN netto. ● Rura podajnika koszt od ok. 200,00 PLN netto. ● Komora powietrza z palnikiem koszt ok. od 800,00 PLN netto. ● Usługa wymiany ślimaka: – zlecenie do serwisu (robocizna) - od 200,00 PLN netto. Razem maksymalnie - ok. 1500,00 PLN netto. Żywotność ślimaka dla systemu pierwszego przyjmuje się na powyżej 24 miesiące, natomiast dla drugiego systemu na ok. 36 miesięcy.

Efekt mostka termicznego zachodzi przez cały okres eksploatacji kotła, lecz głównie w czasie pracy kotła poza sezonem grzewczym, kiedy kocioł służy do przygotowania ciepłej wody użytkowej. Czas podawania węgla do palnika jest wydłużony z racji małego zapotrzebowania na energię, która nie jest nam potrzebna w takiej ilości jak zimą. Węgiel, który zalega w obszarze połączenia komory powietrznej z podajnikiem, ulega procesowi opisanemu powyżej. Wybór kotła z wykorzystaniem ww. systemów podłączenia podajnika pozostawiam Państwu. Istniejące zagrożenia Jednym z istotnych zagrożeń, które mogą wystąpić podczas eksploatacji kotła retortowego jest cofnięcie się płomienia do zasobnika. Dzieje się to w przypadku, kiedy: ● Posiadamy błędne ustawienia podawania paliwa do kotła (zaniżone palenisko) na regulatorze. ● Zasobnik węgla pozostaje otwarty. ● Wygaszamy kocioł poprzez odcięcie zasilania do regulatora. ● Zatkany przewód kominowy. Zabezpieczenia przed tym zagrożeniem są różne. Jednym z nich jest umieszczenie zbiornika z wodą w tylnej części kotła, który jest podłączony za pomocą rurki z wkładka termostatyczną znajdującą się na rurze podajnika. W chwili cofnięcia się płomienia wkładka wytapia się i węgiel zostaje wygaszony wodą. Innym rozwiązaniem bardzo skutecznym jest umieszczenie czujnika temperatury na rurze podajnika. Czujnik temperatury informuje regulator o niebezpiecznej temperaturze na rurze podajnika. Regulator wyłącza wentylator i przez ok. 20 minut uruchamia motoreduktor celem wypchnięcia palącego się węgla do popielnika. Niestety, to drugie rozwiązanie nie przyniesie efektu, jeżeli kocioł jest wygaszany poprzez odcięcie zasilania do regulatora. W każdym z tych ww. przypadków elementem wspomagającym cofnięcie się płomienia jest nieszczelny lub otwarty zasobnik paliwa. Podsumowanie Niewątpliwie, ważnym elementem kotła retortowego jest cały układ podawczy wraz z palnikiem żeliwnym. Na naszym rynku dostępne są jakościowe materiały i urządzenia potrzebne do zastosowania w podajnikach retortowych, lecz nie zawsze jest to ekonomiczne. Wiąże się to z ceną ostatecznego produktu, jakim jest kocioł retortowy. Stąd też ceny kotłów różnią się między sobą. Autor: Rafael Dziobkowski
Fot. z archiwum firmy Malejka s.c. Źródło: Magazyn Instalatora