Od demontażu starego szybu z dźwigiem do wykonania nowego dźwigu przy zbiorniku retencyjnym popiołów. Przedstawiamy studum przypadku z jednej z elektrowni cieplnych.
W konwencjonalnych elektrowniach cieplnych spalających węgiel ubocznym produktem spalania jest popiół, który przed dalszym transportem gromadzony jest w odpowiednich zbiornikach retencyjnych o pojemnościach sięgających nawet 2000 m3. Ze zbiorników popiół przewożony jest wagonami kolejowymi lub samochodami do przeróbki lub na składowiska.
W największych elektrowniach stosuje się tańsze środki transportu. Popiół przetwarzany jest tam na suspensję – gęsty emulgat popiołowo-wodny (w stosunku ok. 1 : 1 z dodatkami modyfikującymi), który pompuje się rurociągami na docelowe składowiska.
Zbiornik retencyjny popiołów pokazany na fot. 1 (wys. ok. 48 m) jest napełniany suchym popiołem za pomocą rurociągów, w których medium transportowym jest powietrze.
Fot. 1. Ładowanie popiołu ze zbiornika retencyjnego na samochód
Za zewnętrznym widocznym żelbetowym płaszczem kryje się właściwy silos, podesty komunikacyjne, instalacje odpowietrzające, instalacje areacji i urządzenia rozładowcze. Podstawowym środkiem do transportu ludzi, narzędzi i zespołów potrzebnych do eksploatacji zbiornika jest dźwig, funkcjonujący w widocznym na zdjęciu po prawej szybie, połączonym podestami ze zbiornikiem.
Stan dźwigu i szybu przed wymianą
O ile budowa nowego szybu dźwigowego i dźwigu zewnętrznego o wysokości ok. 50 m jest zadaniem stosunkowo prostym, o tyle w omawianym przypadku należało uprzednio rozebrać szyb łącznie z dźwigiem i postawić nowy w tym samym miejscu. Warunki wyjściowe były trudne.
Istniejący szyb zaprojektowany w 1970 r., postawiony pod koniec lat 70. XX w., wskutek agresywnych warunków środowiskowych uległ daleko posuniętej korozji, zwłaszcza w dolnej części (fot. 2).
Fot. 2. Korozja konstrukcji starego szybu
Konstrukcja nośna w formie ramy przestrzennej była wykonana z profili walcowanych – słupy oraz krzyżulce z kątowników, belki poziome z ceowników. Słupy oparte były na płycie podszybia, czego obecnie w szybach dźwigowych zewnętrznych w zasadzie się nie stosuje ze względu na możliwość korozji w przypadku zalania podszybia. Osłona zewnętrzna z blachy fałdowej tylko na poziomie maszynowni została ocieplona. Całość spawano na budowie, z użyciem rusztowań. Rozbiórka podobną metodą nie wchodziła w grę.
Dwupoziomowy fundament wykonany z żelbetu, w górnej części spełniający rolę podszybia, uległ degradacji wskutek wielokrotnego zalewania, co wykluczało możliwość dalszego wykorzystania – góra musiała zostać rozebrana.
Dźwig typu MJE, wyprodukowany przez Kombinat Dźwigów Osobowych w 1979 r., z solidną dwubiegową wciągarką R5 z podwójnym opasaniem po przeszło 36 latach eksploatacji ze względu na zużycie nadawał się w całości do wymiany.
Zobacz też: Odprowadzanie mokrych spalin przez kominy
Wymana dźwigu przy zbiorniku retencyjnym popiołów. Inne uwarunkowania
Poważnym ograniczeniem w rozwinięciu frontu robót był plac budowy, a ściśle mówiąc przestrzeń nad nim, ograniczona różnymi instalacjami. Warunek krótkiego terminu realizacji wymagany przez inwestora wynikał z czasu letniej przerwy remontowej w elektrociepłowni. Wymagania w stosunku do nowego szybu i dźwigu zostały wyśrubowane, m.in. w zakresie zabezpieczeń antykorozyjnych, ochrony przeciwpożarowej, łączności i zasilania awaryjnego.
A więc realizacja zadania wymagała zastosowania nietypowych koncepcji techniczno-organizacyjnych. Jakich?
Konstrukcja szybu dźwigu przy zbiorniku retencyjnym
Trzon szybu oraz maszynownię zaprojektowano z profili zamkniętych kwadratowych 160 x 8 mm jako ramę przestrzenną na planie kwadratu o wymiarach osiowych 2,96 x 2,96 m. Na elementy ustrojów kratowych użyto profili kwadratowych 120 x 5 i 100 x 5. Strukturę szybu pokazuje fot. 3.
Fot. 3. Konstrukcja nowego szybu z zamontowanymi prowadnicami
Do wykonania stropu nadszybia będącego jednocześnie podłogą maszynowni użyto blachy ryflowanej wzmocnionej kątownikami. Belki wsporcze pod wciągarkę oraz belki montażowe wykonano z dwuteowników IPE 300 i HEA 160. W celu zwiększenia sztywności i zmniejszenia przemieszczeń wywołanych działaniem wiatru zastosowano stężenia wiatrowe mocowane do żelbetowego płaszcza zbiornika retencyjnego popiołu na poziomach ok. 13, 26 i 38 m. Ciekawym rozwiązaniem był podział trzonu szybu na segmenty o długości ograniczonej ze względów transportowych do 12 m. Styki montażowe słupów i skratowań trzonu zaprojektowane jako połączenia skręcane doczołowo, pokazane na fot. 3, uprościły montaż na budowie. Wykończenie zewnętrzne szybu przewidziano z płyt warstwowych z rdzeniem z wełny mineralnej. Szyb wyposażony został w zewnętrzne schody i spoczniki. Całość posadowiono na ścianach żelbetowego podszybia. Nowy fundament o wymiarach 3,40 x 3,40 m (fot. 4) wykonano z betonu wodoszczelnego na powierzchni części dolnej istniejącego fundamentu.
Fot. 4. Nowy fundament szybu
W podszybiu przewidziano szlichtę spadkową z izolacją przeciwwodną oraz system odwodnienia z pompą, uruchamianą w razie zalania podszybia.
Dźwig przy zbiorniku retencyjnym popiołów
W dźwigu zastosowano napęd elektryczny regulowany, z wciągarką bezreduktorową, z przełożeniem 2:1.
Kabina nieprzelotowa dźwigu ma ściany (z odbojnicami), sufit oraz podłogę wykonane ze stali nierdzewnej. Podobnej stali użyto do pokrycia wszystkich drzwi i wykonania ich progów. Instalacje elektryczne kabiny, drzwi i kaset mają klasę szczelności IP54, a wszystkie przyciski są metalowe, o podwyższonej odporności na uszkodzenia mechaniczne i termiczne. Ponieważ wolno stojący szyb jest narażony na zmienne warunki atmosferyczne, zastosowano podgrzewane progi drzwi przystankowych i klimatyzację szafy sterowej. Rozbudowana instalacja detekcyjna automatycznie wykrywa zagrożenie pożarowe w przestrzeni całego szybu, maszynowni oraz kabiny dźwigu.
Zaprojektowano nowy dźwig o następujących parametrach:
- udźwig 2250 kg,
- wysokość podnoszenia 40,1 m,
- prędkość jazdy 0,5 m/s,
- kabina (szer. x gł.) 1900 x 2340 mm,
- liczba przystanków 5 + 2 ewakuacyjne,
- drzwi kabinowe i przystankowe, automatyczne, trzyskrzydłowe, w klasie IP54 (szer. x wys.) 1700 x 2000 mm,
- drzwi przystankowe ewakuacyjne otwierane ręcznie, wychylne (szer. x wys.) 800 x 2000 mm.
Demontaż szybu i maszynowni
Po rozebraniu dźwigu łącznie z wyposażeniem maszynowni i usunięciu wszystkich instalacji z wnętrza szybu (z wyjątkiem prowadnic) odcięto stężenia wiatrowe łączące szyb z żelbetowym płaszczem zbiornika. Pozostałą „wydmuszkę” liczącą dziesiątki ton demontowano w niekonwencjonalny sposób: podzielono umownie szyb na części o zbliżonej masie, które odcinano poziomo i w całości opuszczano na plac. Na dole rozbierano je na fragmenty możliwe do przewiezienia na złomowisko. Operacja wymagała oczywiście odciążania odcinanego segmentu za pomocą żurawia, jej przebieg pokazano na fot. 5-7. Użyty żuraw rozwijał wysięgnik teleskopowy na 56 m bez bocianka.
Fot. 5. Przygotowanie do rozbiórki szybu. Fot. 6. Opuszczanie odciętego fragmentu szybu
Montaż szybu i dźwigu przy zbiorniku retencyjnym popiołów
Prefabrykowane segmenty szybu ustawiano kolejno również za pomocą żurawia (fot. 8), następnie połączono z płaszczem zbiornika i pokryto płytami Kingspan KS 1150 RF z piętnastocentymetrowym rdzeniem izolacyjnym z wełny mineralnej. Ręczne prace wykonywano technikami alpinistycznymi (fot. 9).
Fot. 7. Rozbierane fragmenty szybu na placu budowy. Fot. 8. Ustawianie najwyższego segmentu szybu
W gotowym szybie zmontowano dźwig. Całość pokazuje fot. 10. Warto zwrócić uwagę, że dzięki zastosowaniu nowoczesnych rozwiązań technicznych dźwigu maszynownia mieści się w gabarytach szybu.
Fot. 9. Montaż poszycia. Fot. 10. Gotowy dźwig – wysokość szybu z maszynownią 48,25 m
Inwestorem było PGNiG Termika. Całość prac zorganizowała i wykonała firma Bamix Z. Leśniak z Warszawy przy współpracy z:
- BM Architekci Sp. J.,
- Pracownią Konstrukcji Budowlano-In- żynieryjnych Pikus Adamski Sp. J.,
- Sursum Sp. z o.o. (projekt i wykonanie dźwigu).
mgr inż. Rafał Jeżowski
Zobacz też: Budowa kogeneracyjnego bloku spalającego biomasę w Elektrociepłowni Kalisz-Piwonice
