Atmoszférikus égőjű kazánok kéményméretezése Baumann Mihály adjunktus PTE PMMK
1
MSZ EN 1338413384-1
Égéstermék-elvezető berendezések. ÉgéstermékHő-- és áramlástechnikai méretezési Hő eljárás. ÉgéstermékÉgéstermék-elvezető berendezések egy tüzelőberendezéssel. 2002. december
MSZ EN 1338413384-2
Égéstermék-elvezető berendezések. ÉgéstermékHő-- és áramlástechnikai méretezési eljárás. Hő 2. rész: ÉgéstermékÉgéstermék-elvezető berendezések több tüzelőberendezés csatlakozással. 2003. május
2
Kémény áramkör részei szélnyomás PL
kémény PR
levegő bevezetés PB
bekötő vezeték PFV kazán PW
belépési pont PZ
3
Atmoszférikus égőjű berendezések ►Égéstermék
hőmérséklete csökken – kémény huzata csökken ►A készülék égésterméke a helyiségbe visszaáramolhat ►Más berendezések befolyásolják a működést 4
Nyomásfeltétel Huzat vagy szívás alatt működő (depressziós) égéstermék--elvezető berendezés égéstermék A következő feltételeket kell betartani: PZ = PH - PR - PL ≥ PW + PFV + PB = PZE Pa (1) PZ ≥ PB Pa (2) Ahol: PB PFV PH PL PR PW PZ PZe
a bevezetett levegő szükséges szállító nyomása, Pa; az összekötőelem szükséges szállító nyomása, Pa; a nyugalmi nyomás, Pa; a szélnyomás, Pa, az égéstermékégéstermék-elvezető berendezés függőleges szakaszának ellenállási nyomása, Pa; a tüzelőberendezés szükséges szállító nyomása, Pa; a szívónyomás az égéstermékégéstermék-elvezető berendezés függőleges szakaszának bevezetési pontján, Pa; a szükséges szívónyomás az égéstermékégéstermék-elvezető berendezés függőleges szakaszának bevezetési pontján, Pa; 5
Hőmérsékleti feltétel A következő összefüggést kell igazolni: Tiob ≥ Tg K (6) Ahol: Tiob állandósult viszonyok mellett a kitorkolásnál számított belsőfali hőmérséklet, K; Tg a belsőfali határhőmérséklet, K A száraz üzemmódban működő égéstermékégéstermék-elvezető berendezések belső fal határhőmérséklete Tg az égéstermék harmatponti hőmérsékletének Tsp felel meg. A nedves üzemmódban működő (kondenzációs) égéstermék--elvezető berendezések esetén Tg = 273,15 K. égéstermék Ez a feltétel az égéstermékégéstermék-elvezető berendezés kitorkolásánál a jégképződéstől véd. 6
Atmoszférikus gázégőjű (deflektoros) készülékek MSZ EN 13384-1 egyszerűsített számítás elvégzésére ad lehetőséget A gyártók adatai mérésekből származnak, a higított égéstermék adatokat adják meg
7
1000
1000
Készülékek nyomásigénye, égéstermék adatai
8
Atmoszférikus égőjű készülék munkapontja Huzatm egszakítós kém ény m unkapontja
60
Huzat, ellenállás [Pa]
50
Munkapont
Ellenállás
40
30
Huzat 20
10
0 0
0.02
0.04
0.06
Levegő töm egáram [kg/s]
0.08
0.1 9
Atmoszférikus égőjű kazán adatai •Jellemző huzatigény érték 2-4 Pa •Jellemző égéstermék CO2 tartalom: teljes terhelésnél 5-8 % részterhelésnél 2-3 % Ez teljes terhelésnél kb. 2, részterhelésnél 4 légellátási tényezőt jelent. 10
Atmoszférikus égőjű kazán adatai (gyártói példa)
•Névleges hőtelj.:
50 [kW]
•Füstgáz hőmérséklet:
97 [°C]
•Füstgáz tömegáram:
0,0431 [kg/s] = 155.16 [kg/h]
•Huzatigény:
3 [Pa]
•CO2 tartalom:
5,1 [%]
•Éves hatásfok:
93 [%]
•Hígítatlan tömegáram:
70.74 [kg/h]
•Tömegáram n=1.5 :
104.1 [kg/h]
11
Atmoszférikus égőjű kazán adatai
12
Hőtermelők tulajdonságainak tömegáramfüggése 2
PWc , j t Wc , j
mWc,j mW,j PWc,j tWc,j
3
æm æm æm æm & Wc , j ö & Wc , j ö & Wc , j ö & Wc , j ö ç ÷ ç ÷ ç ÷ ç ÷ = b 0 + b1 × ç + b2 × ç + b3 × ç + b4 × ç ÷ ÷ ÷ ÷ & & & & m m m m W , j W , j W , j W , j è ø è ø è ø è ø æm & Wc , j ö ç ÷ = y 0 + y1 × çm ÷ è & W,j ø
4
Pa
y2
°C
hőtermelő számított tömegárama, kg/s hőtermelő referencia tömegárama, kg/s hőtermelő számított áramlási ellenállása, Pa égéstermék számított kilépő hőmérséklete, °C
b0 … b4 és y0 … y2 tényezőket a gyártóknak kellene megadnia 13
Hőtermelők tulajdonságainak tömegáramfüggése Hőtermelő
PWc,j
Üzemállapot
tWc,j
b0
b1
b2
b3
b4
y0
y1
y2
Bekapcsolva
0
0
0
0
PW,j
0
tW,j
0,8
Kikapcsolva
0
0
PW,j
0
0
tuV,j
0
0
Folyékony tüzelőanyaggal üzemelő berendezések, ventilátor nélkül
Bekapcsolva
0
0
PW,j
0
0
tW,j
0
0
Kikapcsolva
0
0
PW,j
0
0
tuV,j
0
0
Atmoszférikus égőjű (deflektoros) berendezések
Bekapcsolva
0
0
PW,j
0
0
tuV,j
tW,j -tuV,j
-1
Kikapcsolva
0
0
PW,j
0
0
tuV,j
0
0
Bekapcsolva
-PWG,j
0
PW,j+ PWG,j
0
0
tW,j
0
0
Kikapcsolva
0
0
PW,j+ PWG,j
0
0
tuV,j
0
0
Szilárdtüzelésű, blokkégő nélküli berendezések
Gázüzemű berendezések, ventilátorral felszerelve
14
Higítatlan kilépő hőmérséklet tWc
æ m& Wc ö ÷÷ =t uV +(t W -t uV ) × çç è m& W ø
-1
°C -1
tWc tWc tW mWc mW
æ 70.74 ö = 20 + (97 - 20 ) × ç ÷ = 189 °C è 155.16 ø
égéstermék számított kilépő hőmérséklete, °C égéstermék gyári kilépő hőmérséklete, °C hőtermelő számított tömegárama, kg/s hőtermelő referencia tömegárama, kg/s 15
Kilépő hőmérséklet n=1,5 légellátásnál tWc
æ m& Wc ö ÷÷ =t uV +(t W -t uV ) × çç è m& W ø
-1
°C -1
tWc tWc tW mWc mW
æ 104.1 ö = 20 + (97 - 20 ) × ç ÷ = 135 °C è 155.16 ø
égéstermék számított kilépő hőmérséklete, °C égéstermék gyári kilépő hőmérséklete, °C hőtermelő számított tömegárama, kg/s hőtermelő referencia tömegárama, kg/s 16
Égéstermék veszteség QWc = mWc ×cWc ×(t Wc -t uV ) °C Gyári adatokkal: QWc = 155.16 ×1120 × (97 - 20 ) = 3717 W QWc 3717 = = 0.074 = 7.4 % Qkazán 50000 Hígítatlan értékekkel: QWc = 70.74 ×1143 × (189 - 20 ) = 3796 W QWc 3796 = = 0.076 = 7.6 % Qkazán 50000 17
GMBSZ tervezet „Az áramlásbiztosítón keresztül a helyiségből távozó hígítólevegő-térfogatáramot a kéményméretezés eredményei alapján kell meghatározni. A méretezés során égéstermékáramlásbiztosító utáni össztömegáram nagysága nem lehet kevesebb, mint a készülékre számított elméleti égésterméktömegáram 1,5-szöröse.”
18
