Technologické ocelové konstrukce pro postupnou opravu koksárenské baterie č. 8 v koksovně Svoboda v Ostravě

• Foto

V průběhu oprav bylo nutno zajistit ochranu nově prováděných vyzdívek před klimatickými vlivy a dále navrhnout řadu dílčích provizorních konstrukcí zajišťujicích stabilitu stávajících technologických zařízení.

Koksárenská baterie č. 8 má celkem dva bloky, v každém 27 koksovacích komor, celkem tedy 54 komor. Příprava projektu probíhala již v roce 2006, kdy byl dle požadavků investora zpracován kompletní projekt opravy po celých blocích KB č. 8, z hlediska provozu tedy odstavení celého bloku najednou. V roce 2007 však investor změnil požadavek řešit opravu baterie postupně „hnízdovým“ způsobem při němž by probíhala oprava jen omezeného počtu topných stěn. Projekt postupné opravy tedy rozdělil celou baterii na čtyři etapy (1 blok = 2 etapy), uvnitř kterých bylo opraveno vždy 14 topných stěn po max. pěti topných stěnách najednou. Úkolem projektu bylo dosáhnout nižší hmotnosti dočasné ochranné haly, zajistit její univerzálnost pro postupné použití na celou baterii v následujících letech a současně umožnit výrobu koksu ve zbylých komorách a zohlednit tedy požadavky živého provozu baterie mimo opravovaný úsek.

Dále se tento příspěvek soustředí již jen na úvodní nejnáročnější 1. etapu projektu, ve které bylo nutno vyřešit veškerou zásadní problematiku. V etapách 2, 3, 4 již bylo využito zkušeností a navržených konstrukcí, které byly pouze dílčím způsobem adaptovány na nepravidelné návaznosti stávajících technologických konstrukcí podél koksárenské baterie a měnící se podmínky montážního postupu dle požadavků provozovatele baterie i během vlastní realizace. Opravy mohly být prováděny pouze v období jaro–podzim s uvedením do provozu již opravené části nejpozději v průběhu listopadu.

Ochranná konstrukce pro jednotlivé úseky oprav, která chrání pracovní proces zdění a vysoušení vyzdívek před deštěm byla navržena jako provizorní hala půdorysných rozměrů 20,4 × 15,0 m, konstrukční výšky 4,5 m v hřebeni střechy. Konstrukce byla během oprav proměnlivá a postupně byla přistavována další pole ve směru postupu hnízdových oprav na konečnou délku 20,4 m. Štítová stěna ve směru postupu oprav byla celá přemístitelná a při postupu na další úsek byla sejmuta autojeřábem na terén, přimontován další nutný počet polí a hala následně opět uzavřena přemístitelnou stěnou. Tento postup byl nutný s ohledem na konečné vysoušení zdiva všech 14 topných stěn najednou a maximalizace počtu provozuschopných komor baterie opravou dočasně nedotčených. Příčnou vazbu haly tvořil lichoběžníkový příhradový vazník určující pultový tvar střechy uložený na dvou podpěrách se vzájemnou vzdáleností 11,75 m. Pevná podpěra byla přivařena přes roznašecí nosník ke konzolám obslužných lávek na víku odsávací předlohy v úrovni +18,615 m mimo vlastní potrubí odsávací předlohy koksárenského plynu, kde bylo riziko exploze vlivem tepelného působení při svařování. Kyvná podpěra byla uložena na konzolách přivařených k výztuhám odprašovací předlohy, těsně pod úrovní kolejí převáděcího vozíku ve výšce +18,580 m, aby byl umožněn jeho volný průjezd. Na dolním pásu vazníku byly podvěšeny dvě kladkostrojové drážky nosnosti 2,5 t pro přemísťování materiálu uvnitř haly. Přemísťování zdícího materiálu z úrovně terénu na strop baterie +14,57 m probíhalo využitím stávající kladkostrojové drážky na koncové plošině baterie.

Konstrukce haly byla zavětrována a opláštěna trapézovým plechem. Podélné stěny haly i příčná vazba byly řešeny tak, aby respektovaly průjezdné profily obslužných vozů pojíždějících během oprav podél obou stran baterie. Na zakrytí pracovního prostoru po výšce kleštin koksárenských komor, kde musel být zajištěn trvalý přístup z mistrovských ochozů, byly navrženy nepromokavé plachty. Tyto plachty byly na koksové straně navíc nehořlavé s ohledem na pojezd hasicího vozu se žhnoucím koksem pod hasicí věž. Příčné vazby v krajních řadách byly situovány nad zachovaným povrchem baterie a částečně uzavřeny plechovými stěnami, průchozí profily jen plachtami. Jedna stěna byla trvalá s otvory pro průjezd palety s novou vyzdívkou v osách kladkostrojových drážek. Protilehlá štítová stěna byla přemístitelná a uzavírala halu v rámci dílčího úseku. Štítové mezisloupky byly uloženy na kolejnicích stropního vozu.

Součástí dodávky ocelových konstrukcí bylo před bouráním každého úseku komor rovněž zajistit stabilitu potrubí odsávací a odprašovací předlohy. Obě tato potrubí byla za běžného provozu uložena na příčných rámech, jejichž stojky jsou uloženy na stropě baterie. Část stojek je však v průběhu oprav nad vybouraným úsekem bez opory na stropě baterie. Navíc na předlohách byly uloženy sloupy provizorní haly. Veškeré zatížení tedy musela přenést náhradní konstrukce. Toto bylo vyřešeno doplněním pásů a diagonál mezi stojkami stávajících rámů pod předlohami a vytvořeny tak prostorové příhradové nosníky výšky cca 1,7 m, jejichž reakce byly přenášeny do zachovaných částí stropu baterie.

Mezi další nutná opatření patřilo zajištění stability kleštin, jejichž horní propojení táhly na obou stranách baterie v místě oprav bylo nefunkční. Dále zajištění stěn komor v meziprostoru opravy, podepření táhel, propojovací lávky, zastřešení manipulačních ploch s materiálem apod. Tyto problémy byly řešeny pomocí podružných ocelových konstrukcí.

Cíl projektu, snížit ekonomické náklady na dočasné jednoúčelové konstrukce, byl optimálním návrhem rozsahu konstrukce a tedy snížením hmotnosti oproti projektu z roku 2006 splněn. Rovněž použitelnost ochranné konstrukce na všechny čtyři etapy a dočasná konstrukční opatření pro stabilizaci technologických zařízení umožňující pokračování výroby ve zbylých komorách byla naplněna ke spokojenosti provozovatele. V druhé polovině roku 2010 byly opravy úspěšně dokončeny a výroba koksu již probíhá za standardních podmínek v plném rozsahu KB č. 8. Provizorní ochranná hala byla rozebrána a uskladněna pro využití na případné budoucí rekonstrukce některé z dalších baterií stejného typu v areálu koksovny.

Technological Steel Structures for Gradual Repair of the Coke Battery No. 8 in the Coke-oven Plant Svoboda in Ostrava
Coke battery No. 8 (CB No. 8) in the coke-oven plant Svoboda was put into operation in 1938, in 1977 its reconstruction was performed. Since then only ecological measures have been performed on the battery and it was not connected with the exchange of fire-resistant brickwork. It belongs to the oldest oven aggregates operated in this coke-oven plant. Its age corresponds to the status of fire-resistant brickwork which has a significant impact on the quality of coke processing and thereby on the quality of foundry coke which is produces in the coke-oven plant Svoboda. In 2006 an investor assigned a project to perform these brickwork repairs which had been optimized gradually based on the requirements. The article deals only with the part of the project on the steel structures.

Autor

• Ing. Otisk Roman