1. A berendezés ismertetése

Mezõgazdasági Gépvizsgálati Értesítõ

1. A berendezés ismertetése 1.1. Mûszaki leírás A CALOR-450 fahulladék-tüzelésû melegvíz-kazán lakás vagy ipari, ill. mezõgazdasági tevékenység céljára szolgáló épületek fûtésére használható. A berendezés az alábbi fõ részegységekbõl áll (1. ábra). Aprítéktároló és behordó. (1) Ez a rész szolgál a nagyobb mennyiségû faapríték tárolására és automatikus behordására. Itt több napra vagy egész hétre elegendõ anyag is tárolható. Az automatikus behordóegység nem elengedhetetlen része a rendszernek, mert az aprítékot kézi úton is bejuttathatják a napi adagolóba. Adagoló. (2) A kazán közvetlen táplálását végzi, csak kisebb mennyiségû aprítékot tárol (4-8 óra idõtartamra vagy max. 1 napra ), csigás rendszerû. Kazán. (3) Samottbélésû tûztérrel készül és csöves hõcserélõvel rendelkezik. (Zárt tágulási tartályú rendszerekhez is kapcsolható). Itt történik a tüzelõanyag elégetése 1000-1100 Co-on. A kazán nem csak aprítékkal üzemel, hanem azzal párhuzamosan egyéb, nagyobb méretû, akár egy méter hosszúságú tüzelõanyagokat (hasábfa) is el tud égetni. Pernyeleválasztó és füstgázventilátor. (4) A pernyeleválasztó elengedhetetlen része az egységnek, mert ez végzi a füstgázban lévõ szilárd anyagok leválasztását. Kazánház. (5) A tüzelõberendezést célszerûen épületben vagy konténerben helyezik el. Fûtött objektumok. (6) A kazán által elõállított melegvizet felhasználhatjuk radiátoros vagy padlófûtésre, de egyéb, meleg vizet használó technológiákat is kiszolgálhatunk vele. Például: mezõgazdasági szárító, faipari szárító, kommunális és egyéb célú melegvíz-elõállítás. Vezérlés: Különálló szekrényben elhelyezett FESTO márkájú PLC (számítógépes) vezérlés, ami garantálja az egység részeinek teljesen automatikus, üzembiztos és összehangolt mûködését. Ez a rendszer egy szenzor által vezérelve szállítja be az aprítékot a készlettartályból a kazán tûzterébe, majd termosztát által szabályozva elégeti, gondoskodik a hamu kihordásáról, a pernyeleválasztó ciklon segítségével tisztított füstgázt bocsát ki. A kazán metszetét a belsõ felépítési vázlatával a 2. ábra szemlélteti. 1.2. Mûszaki adatok Kazán típusa CALOR 450 Névleges hõteljesítmény 500 kW Engedélyezett tüzelõanyag-féleségek: erdei faapríték, egyéb faapríték energiaültetvény-apríték Névleges fûtõérték 10-13 MJ/kg Elméleti tüzelõanyag-fogyasztás 140-160 kg/h Elméleti hatásfok 82 % 3


1. ábra A kazán telepítési sémája

2. ábra A kazán metszete

Legkisebb megengedett teljesítmény Legnagyobb megengedett teljesítmény Maximális elõremenõ hõmérséklet Minimális visszatérõ hõmérséklet Kilépõ füstgázhõmérséklet 4

30 120 90 (110) 50 (90) 200-250

% % (max1min.) C° C° C°


Tüzelõberendezés kialakítása: automatikus üzemû, mozgórostélyos Rostélyfelület 1,2 m2 A kazán üres tömege 9700 kg Víztérfogat 0,980 m3

2. A vizsgálat körülményei A vizsgálatok során a fûtõvíz elõremenõ és visszatérõ ágába párba válogatott Pt-100 hõmérõket szereltünk. Ugyancsak Pt-100 hõmérõvel mértük a környezeti hõmérsékletet. A füstgázok, a tûztér hõmérsékletét pedig NiCrNi-hõelempárokkal mértük. A kazánon átfolyó vízmennyiséget a csõrendszerbe beépített melegvíz-óra segítségével határoztuk meg. A füstgázok elemzése Testo350 típusú füstgázelemzõvel történt. A tüzelõanyag vegyes fûrészüzemi hulladékvolt. A tüzelõanyag adagolása részben kézzel, és részben az automatikus adagolóval történt. Súlyát elõzetesen a helyszínen felállított tizedes mérleggel mértük, illetve az automatikus adagoló pufferébe zsákokban megmért faforgácsot öntöttünk. A mért adatokat percenkénti mintavételezéssel folyamatosan rögzítettük. A tüzelõanyag tulajdonságait a ADDITÍV Bt. határozta meg. A mérések során alkalmazott mûszerek: – Hõmérsékletek: ADVANTECH mérõkártyák - automatikus adatgyûjtõ – Érzékelõk: • 200 Co-ig PT 100 ellenállás-hõmérõ, pontosság +/- 0,5 Co • 200 Co felett NiCrNi hõelempárok, pontosság +/- 1 Co – Vízmennyiség: UMF-610 ultrahangos áramlásmérõ, pontosság +/- 5 % – Füstgázelemzés: Testo350 füstgázelemzõ Mérési adataink alapján meghatároztuk a tüzelõberendezésbe a tüzelõanyaggal bevitt hõmennyiséget, a kazánról a fûtõvíz által elvitt hõmennyiséget, valamint meghatároztuk az egyes veszteségtényezõket. A bevitt és hasznosított hõ arányából kiszámítottuk a berendezés direkt hatásfokát, a veszteségtényezõkbõl pedig az indirekt hatásfokot. A füstgázelemzési adatokból és az eltüzelt tüzelõanyag mennyiségébõl kiszámítottuk a határértékekkel meghatározott kibocsátási értékeket.

3. A vizsgálat eredményei 3.1. A mérések során felhasznált tüzelõanyag vizsgálata A tüzelõanyag erdei keményfaapríték volt. A tüzelõanyagmintát a statisztikai mintavételezésnek megfelelõen több helyrõl vettük, a mintákat összekevertük, majd ebbõl a keverékbõl vettük ki az analitikai elemzéshez szükséges mennyiséget. A tüzelõanyag összetétele a következõ volt: 5


1. táblázat Tüzelõanyag jellemzõk

Összetétel és jellemzők Nedvességtartalom Összes széntartalom Összes hidrogéntartalom Éghető kéntartalom Hamutartalom Oxigéntartalom Nitrogéntartalom Összesen Égéshő Fűtőérték

Mértékegység % % % % % % % % kJ/kg kJ/kg

Érték 27,8 33,9 4,4 0,1 3,3 29,5 1,0 100,0 14230,0 12510,0

3.2. Tüzelési vizsgálatok eredményei A 3. ábrából látható, hogy a kazán a névleges 500 kW teljesítményét folyamatosan le tudja adni, és mintegy 20 %-kal túlterhelhetõ. A füstgázhõmérséklet még túlterhelés esetén is 200 Co körül marad, ami a hõcserélõ megfelelõ méretezését mutatja. 2. táblázat Kazánteljesítmény mérési adatai

Mért jellemző Füstgázhőmérséklet Előremenő víz hőm. Visszatérő víz hőm. Kazánteljesítmény

Maximális o 268C o 56C o 27 C 585,7 kW

Átlagos o 200 C o 34,4C o 17,8 C 400,0 kW

3. ábra CALOR-450 aprítéktüzelõ hõteljesítmény diagramm

6


3.3. Emissziómérés eredményei A füstgázok összetételének mérésekor a következõ értékek adódtak: 3. táblázat Füstgázösszetétel mérési adatok

Jellemző Füstgáz hőmérséklet O2 tartalom CO2 tartalom Légfelesleg CO tartalom NOx tartalom SO2 tartalom Korom + szilárd

Me. C tf% tf% tf% mg/m mg/m3 mg/m3 g/m3

Maximális 268 o 21 14,0 20 87503 308 137 2,4

Minimális 81 0 1,0 2 105 0 14 0,1

Átlagos 200 8 7,3 14 1264 3 188 58 0,5

4. táblázat Emissziós adatok

Légszennyező

Szénmonoxid Kéndioxid Nitrogén-oxidok Halogének Korom, pernye

Mért Kibocsátás Koncentráció kg/h mg/m3 1264 1,952 58 0,024 188 0,099 500 0,025

Határértékek 10 m kémény 10 - 20 m kémény kg/h kg/h 5,0 15,0 0,15 0,45 0,15 0,45 0,014 0,042 0,15 0,45

A füstgázösszetételbõl látható, hogy a kibocsátott szennyezõk értéke meg sem közelíti a 10 m magas kéményre elõírt határértékeket. 3.4. Tüzeléstechnikai ellenõrzõ számítások eredményei A tüzeléstechnikai ellenõrzõ számítások fontosabb eredményeit az 5. táblázatban közöljük. 5. táblázat Tüzeléstechnikai számítási-, mérési eredmények Tüzelõanyag: faforgács + vegyes fahulladék

Megnevezés Fűtőérték: Óránkénti levegőszükséglet (Lno): Elméleti száraz füstgáz mennyiség (Vszno): Elméleti nedves füstgáz mennyiség (Vnon): Füstgáz max. CO2 tartalma (CO2 max) Füstgáz max. SO2 tartalma (SO2 max) Tényleges füstgáz mennyiség (Vfg.tény) Óránkénti tüzelőanyag mennyiség (Tüa)

Mértékegység kJ/kg m3/kg m3/kg m3/kg tf% tf% m3/kg kg/h

Érték 12511 3,2 3,2 4,0 19,9 0,001 6,0 127,9

7


3.5. Hatásfokszámítás A kazán hatásfokát direkt és indirekt hatásfokméréssel határoztuk meg: Direkt hatásfok: Az egy óra alatt eltüzelt tüzelõanyag mennyisége: B =127,9kg/h A tüzelõanyaggal bevitt hõmennyiség: Q = B x Ha = 127,9 · 12511 = 1600157 kJ A leadott hõmennyiség az átlagteljesítménnyel számolva: QH = Pátl x 3600 = 400 · 3600 = 1440000 kJ Hatásfok: η = 100 x QH/Q = 100 · 1440000 /1600157 = 89,99 % Indirekt hatásfok: Vfg = 8,778 % Tökéletlen égésbõl származó hõveszteség: Vco = 0,319 % Salakéghetõ okozta hõveszteség: Vsé = 0,097 Felületi hõveszteség: Vf = 0,400 % Összes veszteség: Vö = 9,993 % Hasznos hõteljesítmény: Qh = 400,000 kW Hatásfok: Indirekt = η = 90,01 % 3.6. Üzemeltetési jellemzõk A mérések alatt mûszaki meghibásodás a kazánnál nem fordult elõ. Az automatika a primer és szekunder levegõellátás tekintetében jól követte a tüzelõanyag adagolását, illetve a kazánvíz hõmérsékletet. A biztonsági reteszfeltételek mûködtek. 3.7. Munkavédelmi jellemzés A berendezés munkavédelmi vizsgálatát az AGROVÉD KFT. VIZSGÁLÓLABORATÓRIUM (akkreditálási sz.: 501/0817) végezte. A fellelt munkavédelmi hiányosságokról a jegyzõkönyvet a gyártónak 2001. január 22-én megküldte. A hiányosságok 8


kijavítását a gyártó 2001. február 21-én kelt „jegyzõkönyvében” igazolta. A berendezés a villamos, a tûz, vagyon és munkabiztonsági követelményeknek megfelel. 3.8. Kezelés, karbantartás jellemzése A kazán kezelése egyszerû, felügyeletet nem igényel. Beépített automatika szabályozza és ellenõrzi a helyes mûködést. A karbantartása idõnkénti tisztításból, valamint a füstelvezetõ rendszer ellenõrzésébõl áll.

4. Szakvélemény A vizsgálataink alapján megállapítható, hogy a CALOR-450 típusú fahulladék-tüzelõ berendezések a gépkönyvben szereplõ és a gyártó által megadott mûszaki adatokat a paramétereket teljesíteni tudják. Magas mûszaki színvonalat képviselnek, az energetikai hatásfokuk kedvezõ, megközelíti a gáztüzelõ berendezésekét. A berendezéseknél mért füstgázemissziós értékek megfelelõek, a helyesen méretezett kémény esetén a megengedett határértéknél jóval alacsonyabbak. A berendezések automatikus üzemben üzemeltethetõek, üzemviteli-, tûz-, villamos- és munkavédelmi szempontból megfelelõek.

5. Üzemeltetési ajánlások, javaslatok A berendezésekhez opcióként javasoljuk lambda-szondás vezérlés beépítését. Kis hõigény esetén a tüzelõanyag-bevitel szabályzásával (többszöri kisebb adag bejuttatása) el lehet kerülni a kedvezõtlen égési körülmények miatti idõszakos, magas koromkibocsátást.

Záradék A vizsgálati eredményeket az FVMMI és az FVMMI GM Gépminõsítõ Közhasznú Társaság közös tudományos-mûszaki tanácsa jóváhagyta. Lektor és sorozatszerkesztõ: Dr. Hajdú József Mûszaki szerkesztõ: Pálinkás Gábor Igazgató: Dr. Fenyvesi László, FVM Mûszaki Intézet Dr. Szente Márk, FVMMI GM Kht.

Gödöllõ, 2001. május hó 9

1. A berendezés ismertetése

Recommend Documents