1. A berendezés ismertetése

Mezõgazdasági Gépvizsgálati Értesítõ

1. A berendezés ismertetése 1.1. Mûszaki leírás Az FHB típusú fatüzelésû melegvíz-kazán egy tüzelõberendezésbõl és a tetejére telepített hõcserélõbõl, valamint a tüzelõanyag adagolóból áll. Nagyobb objektumok fûtésére, ill. meleg víz szolgáltatására alkalmas. A kazán egy besugárzott tûztérhez kapcsolt, hengeres háromhuzamú, hûtött elsõ, hátsó fordítókamrás melegvíz-kazán. A kazántest hõszigetelt acéllemez-burkolatú, és tûzálló falazattal határolt. A tûztér egy lépcsõs rostéllyal kombinált, a fatüzelésnek megfelelõen kialakított berendezés. A rostélyszerkezet gyújtóboltozatot tartó tûzálló oldalfallal határolt. A tüzelõanyagot az adagolócsiga a tüzelõberendezés rostélyszerkezetére továbbítja a hõálló oldalfalazaton keresztül. A tûztéren egy ajtó található, melyen keresztül lehet a darabos hulladékot a kazánba adagolni. Az ajtó nyitása-zárása kézzel történik. A kazánhoz tartozik egy füstgázelszívó ventilátor és több a tüzelõberendezés hátfalába beépített levegõbefúvó ventilátor. A füstgázelszívó ventilátor a melegvíz-kazán füstcsonkjára van telepítve. A levegõventilátorok a tûztér mögött vannak elhelyezve. A füstgázelszívást és a levegõbefúvást szervomotorral mûködtetett csappantyúkkal, lehet szabályozni. A kazán mûködését automatika vezérli, azaz hogy a mindenkori optimális hõmennyiség jusson a fûtési rendszerbe, és a környezetvédelmi határértékeket ne lépje túl a berendezés. A villamos mûködtetést a melegvíz-kazán mellé telepített központi vezérlõszekrénybõl biztosítják. Az automatika hagyományos elemekkel (idõrelé, segédrelé, hõkioldó stb.) mûködtetve “KÉZI” üzemmódban is mûködtethetõ, valamint az elõremenõ vízhõmérséklet szerint a tüzelés folyamatos szabályozásával “AUTOMATIKUS” üzemmódba is kapcsolható. 1.2. Mûszaki adatok Engedélyezett nyomás Próbanyomás Névleges hõteljesítmény Legkisebb megengedett teljesítmény Legnagyobb megengedett teljesítmény (max 10 min) Maximális elõremenõ vízhõmérséklet Minimális visszatérõ vízhõmérséklet Tüzelõberendezés kialakítása Rostélyfelület Fûtött felület

4 6 1000 20 120 90 (110) 50 (90) egyhuzamú 1,27 61

bar bar kW % % Co Co m2 m2 3


Tüzelõanyag Tüzelõanyag mennyisége Névleges fûtõérték A hõcserélõ üres tömege Víztérfogat Hatásfok Kilépõ füstgázhõmérséklet Huzatigény a füstcsonkon

faapríték, fahulladék 360-460 10 500 1750 2320 l >80 150-210 ventilátoros

kg/h kJ/kg kg

Co

A kazán felépítését az 1. ábra szemlélteti.

vízszintjelzõ

melegvíz-kazán

pernyeleválasztó ciklon

füstgázventilátor

tûztérajtó égõtér

levegõ ventilátorok

tüzelõanyag-betoló 1. ábra

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 hulladék. A tüzelõanyag adagolása részben kézzel és részben az automatikus adagolóval történt. A felhasznált mennyiséget elõzetesen a helyszínen 4


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: KÜNZEL NA 150 melegvíz-óra, pontosság +/- 5 % – Súlymérés: Tizedes mérleg 200 kg-ig pontosság 0,1 kg – Füstgázelemzés: Testo350 füstgázelemzõ

3. A vizsgálat eredményei 3.1. A méréseknél felhasznált tüzelõanyag vizsgálata A tüzelõanyag részben darabos fahulladék, részben a fafeldolgozó üzembõl pneumatikus úton elszívott faforgács és fûrészpor volt. A tüzelõanyag-mintát 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: 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 9,2 44,6 6,1 0,1 0,4 38,9 0,7 100,0 16514,0 14880,0

3.2. Tüzelési vizsgálatok eredményei 2. táblázat Kazánteljesítmény-mérés adatai

Mért jellemző Füstgázhőmérséklet Tűztérhőmérséklet Előremenő víz hőmérséklet Visszatérő víz hőmérséklet Átáramló vízmennyiség Kazánteljesítmény

Maximális o 230,9 C 1169,5 Co 97,3 Co 82,9 Co 64 m3/h 924,1 kW

Átlagos o 137,6 C 694,1 Co 76,3 Co 65,2 Co 64 m3/h 387,3 kW

5


A mérési eredmények a 2. és 3. ábrán láthatók. A mérési adatok és a 2. ábra diagramja is mutatja, hogy a kazánban folyamatos égés volt ugyan, de a víz forrása miatt a levegõellátás, illetve a füstgázelszívás nem volt egyenletes. Ennek az lett a következménye, hogy a kazán teljesítménye is tág határok között ingadozott. A névleges teljesítményt a kazán elérte. A magas külsõ hõmérséklet

2. ábra FHB-1.0 kazán hõteljesítmény-mérési adatai

3. ábra FHB-1.0 kazán füstgázhõmérsékletek

6


miatt azonban nem tudtuk a kazán folyamatos névleges teljesítményének megfelelõ hõelvételt biztosítani. 3.3. Emissziómérés eredményei A füstgázok összetételének mérésekor a következõ értékek adódtak: 3. táblázat Füstgázösszetétel mérési adatok

Jellemző Füstgázhőmérséklet O2 tartalom CO2 tartalom Légfelesleg CO tartalom NOx tartalom SO2 tartalom Korom + szilárd

Maximális 230,9 Co 12,4 tf% 17,8 tf% 2,4 817,5 mg/m3 496,1 mg/m3 16,8 mg/m3 4 (Bach)

Minimális 63,9 3,1 tf% 8,3 tf% 1,2 130,0 mg/m3 41,0 mg/m3 2,0 mg/m3 0 (Bach)

Átlagos 137,6 8,6 tf% 12,8 tf% 1,7 381,4 mg/m3 211,3 mg/m3 6,6 mg/m3 2 (Bach)

Az óránként eltüzelt 117,59 kg/h tüzelõanyaggal számolva a légszennyezõ kibocsátások az alábbiak szerint alakultak. 4. táblázat Emissziós adatok

Légszennyező

Szénmonoxid Kéndioxid NOx Halogének Korom, pernye

Mért Koncentráció mg/m3 381,4 6,6 211,3 55

Kibocsátás kg/h 0,348 0,006 0,193 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 határértékeket. 3.4. Tüzeléstechnikai számítások eredményei A tüzeléstechnikai számítások fontosabb eredményeit az 5. táblázatban láthatjuk. 5. táblázat Tüzeléstechnikai 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 füstgázmennyiség (Vfg.tény) Óránkénti tüzelőanyag-mennyiség (Tüa)

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

Érték 14 480 4.2703 4.2046 4.9957 19.6240 0.0162 7.767 117,59

7


3.5. Hatásfok számítások A kazán hatásfokát direkt és indirekt hatásfokméréssel határoztuk meg: Direkt hatásfok: Az egy óra alatt eltüzelt tüzelõanyag mennyisége: B = 117,59 kg/h A tüzelõanyaggal bevitt hõmennyiség: Q = B x Ha = 117,59 · 14480 = 1702703,2 kJ A leadott hõmennyiség az átlagteljesítménnyel számolva: QH = Pátl x 3600 = 387,3 · 3600 = 1394280 kJ Hatásfok: η = 100 x QH/Q = 100 · 1394280 / 1702703,2 = 81,9 % Indirekt hatásfok: Füstgáz hõveszteség: vfg =10,017 % Tõkéletlen égésbõl származó hõveszteség: vco =1,399 % Salakéghetõ okozta hõveszteség: vsé =0,044 % Felületi hõveszteség: vf =3,300 % Összes veszteség: vö =18,060 % Hasznos hõteljesítmény: Qh =386,4 kW Hatásfok: direkt = η = 82,00 % indirekt = (1- vfg- vco- vsé- vf) · 100 = η = 81,90 % A mérésekbõl és számításokból megállapítható, hogy a kazán hatásfoka a gépkönyvben és a mûszaki adatokban megadott 80 % felett van. 3.6. Üzemeltetési jellemzõk A mérések alatt mûszaki meghibásodás sem a tûztérben, sem a kazánnál, sem az adagolórendszerben nem fordult elõ. Az üzemi termosztát, mivel a vízhõmérséklet az alacsony hõfogyasztás miatt többször elérte a beállított hõmérsékletet, az adagolást 8


leállította, a füstgázelszívást csökkentette. Az ismételt indulásokkor egy-egy füstpamacs a kéményen megjelent. A kézi tüzelõanyag-adagolás nem jelent problémát, mivel a tûztérajtó elegendõen nagy, és a tûztér elég hosszú a darabos fahulladék beadagolásához. Kézi adagoláskor a sugárzó hõre fokozottan ügyelni kell. A mozgó rostély az égõ anyagot megfelelõen bolygatta, a tüzelõanyag kiégése jó volt. A salakkihordó csiga a tûztér végében összegyûlõ salakot és hamut el tudta hordani. Mûködtetésére naponta néhányszor a tüzelõanyag mennyiségének és minõségének függvényében kerül sor. A tüzelõanyag automatikus adagolása megfelelõ volt, a szükséges reteszek mûködtek. Az adagolócsiga teljes kiürítésével a tüzelõanyag visszaégése megakadályozható. Esetleges visszaégés esetén a hõre nyitó szeleppel ellátott automatikus vízhálózattól független vízoltó berendezés mûködésbe lép. 3.7. Munkavédelmi jellemzés A berendezés a villamos, a tûz, vagyon és munkabiztonsági követelményeknek megfelel.

4. Szakvélemény A vizsgálataink alapján megállapítható, hogy az FHB típusú fahulladék-tüzelõ berendezések a gépkönyvben és a mûszaki adatok között megadott paramétereket teljesíteni tudják. Magas mûszaki színvonalat képviselnek, az energetikai hatásfokuk megfelelõ, megközelíti az olajtüzelõ berendezésekét. A berendezéseknél mért füstgázemissziós értékek megfelelõek, a helyesen méretezett kéménynél a megengedett határértéknél jóval alacsonyabbak. A berendezések mind automatikus, mind kézi üzemben üzemeltethetõek, üzemviteli-, tûz-, villamos- és munkavédelmi szempontból megfelelõek. Mindezek alapján javasoljuk a kazáncsaládra vonatkozó gyártási engedély kiadását.

5. Üzemeltetési ajánlások, javaslatok Az FHB tüzelõberendezések vizsgálati eredményei és tapasztalatai alapján javasoljuk a felhasználók részére: – a berendezést ott alkalmazzák, ahol min. 1 MW hõigény szükséges, és az óránkénti 150-400 kg tüzelõanyag biztosított, – a berendezés üzemeltetéséhez min. 15 m magas kémény szükséges, – a berendezés csak a szerves részét képezõ füstgázelszívó és pernyeleválasztó részegységekkel üzemeltethetõ, 9


– a berendezés a tüzelõanyagok nedvességtartalmára nem érzékeny, de a különbözõ tüzelõanyagokhoz a levegõellátáson és a füstgázelszíváson a gépkönyvben megadottak szerint változtatni kell.

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

10

1. A berendezés ismertetése

Recommend Documents