Épületgépészeti és Gépészeti Eljárástechnika Tanszék
Biomassza tüzelés BSc épületgépészeti mérések Felkészülési segédlet
Mérés helye: BME Stokes Labor Mérésvezető: Érces Norbert (BME D ép. fszt. Macskásy Labor, elérhetőség:
[email protected] tel.:463- 2632)
1. Általános ismertető 1.1.
Bevezető
Az egyre inkább csökkenő primer energiakészlet következtében mára teljes mértékben kiszámíthatatlanná váltak az energiaárak. Bár egyre nagyobb szerepet tölt be egy-egy épület üzemeltetése során a gazdaságosság, illetve a környezettudatosság, azonban az épületek túlnyomó része épületfizikai és gépészeti szempontból sem tudja követni a korszerű igényeket. Mindeközben az Európai Unió fokozatosan szigorítja az épületekre vonatkozó követelményértékeket, amelyeket nyilvánvalóan a jelenlegi állapotok nehezen, vagy egyáltalán nem közelítenek meg. A meghatározott értékeket a meglevő épületek esetében csak hatékony utólagos beavatkozással lehet elérni az energiaveszteség csökkentésével, illetve a megújuló energiatermelés arányának növelésével. Hatékony megoldást egyre inkább csak jól szigetelt, kedvező primer energia felhasználású energiatermelésen alapuló épülettel lehet elérni. A szabályozás minden Európai Unió tagállamban más és más, azonban a folyamatos módosítások a különböző szabályozásokat egy adott határérték felé próbálják terelni. A fenti változások új, energia hatékony berendezések alkalmazását idézték elő, amelyre egy megoldásként szolgálnak a biomassza tüzelésű kazánok. A mérés során megismerjük a fatüzelést, azon belül is a pellet tüzelés elvét, módszereit, a hőtermelő berendezés felépítését, működését és annak különböző kapcsolási lehetőségeit.
1.2.
Biomassza tüzelőanyagok
A biomassza a szén, a kőolaj és a földgáz után a negyedig legnagyobb energiaforrásunk, amely a fejlődő országokban megközelítőleg 35%-át teszi ki az energiafelhasználásnak. Az Európai Unió célkitűzései alapján 2020-ra a megújuló energiaforrások részarányának 20%-os növekedését kell elérni, amelyből Magyarország 13%-ot vállalt. A biomassza keletkezése alapján három csoportra bontható:
Elsődleges biomassza: a természetes vegetáció (mezőgazdasági növények, erdő, mező, stb.) Másodlagos biomassza: az állatvilág és az állattenyésztés fő és melléktermékei Harmadlagos biomassza: feldolgozó iparok gyártási mellékterméke, az emberi működés melléktermékei.
Tüzeléstechnikában elsősorban az elsődleges biomasszát használjuk föl, amelynek két legelterjedtebb fajtája a pellet és a faapríték, hiszen ezek remekül automatizálhatóak, komfortos tüzelési és üzemeltetési feltételeket biztosítanak. 2
Biomassza fajtái:
szalma,
venyige, nyesedék,
erdő- és fafeldolgozási hulladék
egyéb hulladék
tűzifa
pellet
biobrikett.
A különböző biomassza fajták hátrányaként és problémájaként a tüzelőanyag megfelelő nedvesség tartalmának eltérése jelentkezhet. A kukorica szár tüzelésekor pl. úgynevezett támasztólángot használnak, hogy a folyamatosan változó nedvesség tartalom mellett is megfelelő hőenergiát lehessen kinyerni és hasznosítani.
1.3.
Néhány tüzelőanyag jellemző fűtőértéke
Fűtőanyag Frissen vágott fa Szárított fa Szalma Pellet Barnaszén Barnaszén brikett Tőzeg
Fűtőérték [MJ/kg] 6,8 14,4-15,8 17 18 8 2 15
Fűtőérték [kWh/kg] 1,9 4-4,4 4,8 5 2,2 5,6 4,2 1. táblázat: Néhány anyag fűtőértéke
A mérés során használt fapellet fűtőértékét gyakorlaton tesszük közzé.
2. A fa elégetése A fa szilárd tüzelőanyag, azonban meggyújtva túlnyomó részt ( tömeg szerint a 83%-a) fagázként ég el. A gázalakban elégett tömegszázalék adja a fűtőértékének mintegy 70%-át. fangáz magas lángjával égő fának nagy tűztérre van szüksége. A gázláng köré felhevített, oxigénben gazdag friss levegőtöbbletet (előmelegített szekunder levegő) kell biztosítani, amire azért van szükség, mert a képződött, energiában gazdag fagáz így ég el maradéktalanul. Mivel a fa a természetben nőtt anyag, így a fatűz fejlődési szakaszai nem, vagy csak nagyon nehezen írhatóak le egészen pontosan. A növekvő hőmérséklet és maguk az égési folyamatok fokozatosan nyomulnak a fa felszínétől befelé. A légszáraz fában visszamaradt nedvesség még mindig a tömeg 15-20%-a. Ez a nedvesség csak 100 °C körüli hőmérsékleten távozik a fából. A fa összetevői nagyságrendileg egy időben 3
kezdenek folyékonnyá válni, molekuláik hasadni és párologni kezdenek és 100-200 °C-on a képződő gázok a fát még nagyon lassan hagyják el. A leghamarabb képződő fagázokat a gyújtópapír lángja gyújtja be, azonban ha gyújtólángot elvesszük, az égési folyamat leállna. Ezért kb. 225 °C –ig kell a fával hőenergiát közölni, hogy az égési folyamat ne álljon le. Ezt az endoterm folyamatot váltja fel nagyságrendileg 260 °C-nál egy exoterm folyamat, amikor már hőtöbblet keletkezik. A fagáz reakcióképes összetevőire, azaz szénre és hidrogénre nagyságrendileg 1000 °C hőmérsékleten bomlik szét tökéletesen és oxidálódik. Ez azt jelenti tehát, hogy a tökéletes égéshez magas hőmérsékletre van szükség, hogy ne szabaduljon föl tökéletlenül hasadt szénhidrogén a füstgáz elvezető rendszeren át a környezetbe. Tökéletes égés során CO2 és H2O keletkezik. Környezetvédelmi szempontból ezért a fatüzelést szén-dioxid semlegesnek tekintik, hiszen eltüzelése során éppen annyi CO2 szabadul föl, amennyit élete során megkötött. A gyorsan távozó fagáz miatt nem jut elegendő oxigén a fadarab felületére, ezért ez egyre inkább faszénné alakul át, amely 50-800°C hőmérsékleten elizzik, hiszen a tiszta faszén gyakorlatilag láng nélkül ég, ezért nem való kandallóba, de kiválóan alkalmas kerti grillezésre.
2.1.
Szilárd tüzelőanyag összetétele
Éghető összetevők: Szén (C) Hidrogén (H) Kéne (S) Nem éghető összetevők: Oxigén (O) Nitrogén (N) Nedvességtartalom (H2O) Hamu (karbonátok, szilikátok, foszfátok, szulfátok, oxidok, stb.)
A biomasszát alkotó szerves vegyületek termikus bomlása igen széles hőfokskálán megy végbe, emellett a biomassza illó éghető része az összes éghetőnek több mint 75%-a. Egy folyamatos égésre alkalmas biomassza-halmaz égése leegyszerűsítve a következők szerint megy végbe: C+O2=CO2 2H2+O2=2H2O S+O2=SO2 A súly és térfogat szerinti egyesülési egyenleteket figyelembe véve, ha C+H2+S+O2+N2+n+h=1kg
4
Ahol:
n – nedvességtartalom,
h – hamu.
1. ábra: Tüzelési folyamat blokk vázlata
2.2.
Elméleti és valóságos égési levegő és füstgáz meghatározása
Az égéshez szükséges tényleges levegőmennyiség meghatározásához szükségünk van az elméleti oxigén mennyiségére és a légfeleslegtényező értékére. A tüzelőanyag tökéletes elégetéséhez az elméletinél nagyobb mennyiségű levegőt kell felhasználni. A többletlevegőt légfelesleg tényezővel (λ) fejezzük ki, amely megadja, hogy a ténylegesen felhasznált levegő hányszorosa az elméleti levegőszükségletnek. Az elméletileg szükséges levegő mennyiségét az alábbi összefüggés alapján határozhatjuk meg: O2elm=1,867C+5,6H2+0,75S-0,7O2 [Nm3/kg] Az elméleti levegőszükséglet 21% O2-t és 79% N2-t tartalmaz. Ez alapján: Lo=1/0,21*O2elm=4,76O2elm [Nm3/kg]
Az elméleti égési levegő és a légfelesleg tényező ismeretében meghatározhatjuk a valóságos égési levegő mennyiségét: Lv=λ*Lo [Nm3/kg] A normál köbméter (Nm3) 0 °C-os (273,15K) és 1,013bar nyomású gáz térfogategysége.
5
A légfelesleg tényező értékének meghatározásához szükség van az füstgázmennyiség értékére is. Ennek meghatározása az alábbi módon történik:
elméleti
1,86*C+0,683*S+11,1*H2+O2elm*3,72=CO2+SO2+H2O+N2 [Nm3/kg] Az elméleti oxigén és füstgázmennyiség meghatározásához néhány biomassza típusra ad rálátást az alábbi táblázat kémiai összetevők, fűtőérték, hamu és illő éghető összetevők szempontjából.
2. ábra: Néhány biomassza típus tüzeléstechnikai alapadata
Természetesen minden egyes biomassza tüzelőanyag esetében szükségünk van a pontos jellemzőiknek az ismeretére. A fenti táblázat csaj tájékoztató jellegű, átlagos értékeket tartalmaz. A hallgatói mérés során tekintsük a pelletet sima fának, a jegyzőkönyv elkészítéséhez ehhez az anyaghoz tartozó értékeket vegyük figyelembe.
2.3.
Légfelesleg tényező meghatározása
A légfelesleg tényező meghatározása a fentiek alapján és méréses úton történő együttes alkalmazása során történik. A mérendő komponensek alapján két féle módszert különböztetünk meg. Mérhetjük a füstgáz O2 tartalmát, vagy a CO2 tartalmát. A két összefüggés tehát:
ahol:
λ – légfelesleg tényező [-], 𝑉0𝑆𝑧 –elméleti füstgázmennyiség [m3/kg], L0 – elméleti levegő mennyiség [m3/kg], O2mért – füstgázban mért oxigén tartalom [%], CO2mért – füstgázban mért szén-dioxid tartalom [%], 6
CO2max – füstgáz elméleti szén-dioxid tartama, amikor az egész szén mennyiség, adott L0 elméleti levegőszükséglet mellett szén-dioxiddá ég el.
3. Nedvességtartalom A frissen kitermelt fa tömegnek a felét víz teszi ki, amely egy év alatt egy jól átszellőztetett, száraz tárolóban 15-20%-ra csökkenthető. Nedves őszi napokon a nedvességtartalom valamivel meghaladhatja a 20%-ot is, mert a fa a környező levegővel nedvességet cserél, ún. nedvességi egyensúlyra áll be. Ez alapján a fa abszolút száraz tömegre vonatkoztatott nedvességtartalma átlagosan 15-20%. Relatív nedvességtartalom: relatív nedvességtartalom % = (Mn-Msz)/Msz x 100, ahol:
Mn - a faforgács szárítás előtti tömege, Msz – a faforgács szárítás utáni tömege.
A képletben szereplő mennyiségekben azért szerepel faforgács és, mert a legegyszerűbb nedvességtartalom vizsgálat során hideg, éles láncfűrésszel kettévágott hasábfa forgácsait felfogjuk tömegét lemérjük. Ez adja meg a szárítás előtti tömeget. Ezután a forgácsokat mintegy 10 órára 100-110°C-on sütőben szárítjuk, így kaphatjuk meg a szárítás utáni tömeget.
4. Pellet előállítása A pellet egy görgős préseken keresztül készített, körcellás tömörítmény. Mérete jellemzően Ø10-25 mm és a takarmányliszt üzemekben ismertté vált technológiához képest magasabb tömörséggel bír (1-1,3 g/cm3). A nagyságrendileg 800 bar nyomáson előállított tüzelőanyag nedvességtartalma 10-12%. A pellettel hasonló technológiával és elvi megfontolásokon alapul a biobrikett gyártás is. Tüzeléstechnikai tulajdonságai hasonlóan kedvező ennek a tüzelőanyagnak is.
7
Érdemes azonban figyelemben tartani azt is, hogy ugyan a biomassza tüzelés egy energia hatékony tüzelési módszernek minősül, azonban a pellet és a biobrikett előállítása nem elhanyagolható energiafelhasználást igényel a présgépek működtetése miatt. Ez az összenergia felhasználás tekintetében nem elhanyagolható teljesítményfelvételt jelent, amelynek befolyásolni kellene energetikai számítások során a primerenergia átalakítási tényező értékét pl. a hasábfához képest. A 7/2006 TNM rendelet hatályos változatában azonban mindkettő érték egyaránt 0,6 [-].
Megjegyzés: A primerenergia-átalakítási tényező egy olyan szorzó szám az energetikai számításoknál, amely magában foglalja, hogy a felhasznált energiaforrás előállításához fajlagosan mennyi primerenergiát kellett fölhasználni. A földgáz esetén ez az érték 1, míg a villamos energiánál ez 2,5. Ez abból adódik, hogy egységnyi villamos energia előállításához 2,5 egységnyi primerenergiát használunk föl pl. földgáz elégetésével a turbinák meghajtásához.
5. Tüzelőberendezések A fatüzelés legnagyobb hátránya a gáztüzeléssel szemben a szakaszos üzemvitel és nehezebben szabályozható tüzelés. Az elmúlt években azonban jelentős fejlődésen mentek keresztül a biomassza tüzelésű kazánok automatizálhatóság és ezáltal komfortos üzemeltetés szempontjából. A hasábfa eltüzelésére „hagyományos” kialakítású berendezések is alkalmasak. Elsősorban a „hagyományos” szó alatt ebben az esetben felhasználási területet értünk (kisebb teljesítményű központi fűtések). Ezen berendezések teljes felügyeletet igényelnek, nem automatizálhatóak, maximum az égési levegő mennyiségét képes szabályozni egy erre a célra kifejlesztett szabályozó szelep. A megrakások számát teljesítménynöveléssel párhuzamosan bekötött puffer tárolóval lehet csökkenteni, azonban ennek természetesen a, helyigény mellet, jelentős anyagi vonzatai is vannak. Ezekben a hagyományos kialakítású kazánokban biobrikett tüzelése szintén lehetséges. Korszerűbb megoldásnak bizonyulnak a faapríték, valamint a pellet tüzelésű berendezések, amelyek tökéletesen automatizálhatóak és a korszerű elektronikus szabályozókkal ellátott rendszerük a tüzelés szakaszos tulajdonságait is jobban kezelik. Az 1. ábrán a tanszéki laboratóriumban is megtalálható Herz Pelletstar kazán robbantott ábrája látható.
8
Lambda szonda Vezérlő panel Hőcserélő Rozsdamentes acél égőkamra Tüzelőanyag adagoló
Automatikus rostély tisztító
3. ábra: Hertz Pelletstar
A kazán vezérlése lambda szonda segítségével szabályozza az égést, és optimális égési körülményeket próbál teremteni. A lambda-szonda a füstgáz maradék oxigéntartalmát méri és számolja át CO2-re, ezzel befolyásolja az üzemanyag adagolást. Akár csak a hasábfa tüzelésű kazánoknál, az apríték és pellet kazánoknál is javasolt puffer tároló beépítése, hiszen a kedvező hatásfok érdekében szükséges az ideális égést fenntartani a kazánban, azonban a hőigények elég kevés esetben fedik le a teljes méretezési állapotot, így a megtermelt „fölösleges” hőenergia betárazható egy tárolóba. A puffer tárolók optimális méretezési elvei jelenleg egy kiaknázatlan területe az épületgépészetnek, sok esetben ökölszámokat használnak a tervezők (25 l/kW, 50 l/kW). Néhány gyártó ajánlást tesz méretezési eljárásra, de a legtöbb esetben a tapasztalati, „ekkorát szoktunk” elv a mérvadó. Az ETA HACK faapríték és pellet tüzelésű kazángyártó cég katalógus az alábbi összefüggést ajánlja puffer tároló választására, de teljesítménytől függően javasol a számítástól eltérő minimális méreteket is.
Vpuff =
Vpuff =
QK ∙ τle ρ ∙ c ∙ (t max − t min )
(Ht ∙ 24 − τle ∙ n) ∙ K t ∙ Qhőveszt ∙ 3600 ρ ∙ c ∙ (Pumax − Pumin ) − (Fv − Pumin ) ∙ K t
9
ahol:
Vpuff – puffer tároló térfogata [m3],
QK – kazánteljesítmény [kW],
τle – tervezett leégési idő [h],
𝜌 - fűtővíz sűrűsége [kg/m3],
𝑐 − fűtővíz fajhője [kJ/kgK],
tmax – puffer maximális hőmérséklete- 90 [°C],
tmin – puffer minimális hőmérséklete - 20 [°C]
Ht – kihazsnáltsági tényező (pl. 16 óra/nap-> Ht=0,67)
Kt – kazán tényező (adott kazán típusra jellemző konstans).
Könnyen belátható, hogy az összefüggés gyengepontjául a leégési idő szolgál, amelyre egzakt adatokkal nem szolgálnak a gyártók, hiszen ez erősen függ a tüzelés minőségétől, a tüzelőanyag fajtájától stb. Tervezési szinten azonban egy rosszul megválasztott leégési idő sokszorosára növelheti a puffer tároló méretét.
6. Számításokhoz szükséges összefüggések 6.1.
Éves tüzelőanyag mennyiség
Tervezés során egy biomassza tüzelőberendezés kiválasztásakor elengedhetetlen tudnunk az évi szükséges tüzelőanyag mennyiséget, hiszen ennél a hőtermelői eljárásnál nem áll rendelkezésre olyan csőhálózat, vezetékrendszer, amely a kazánhoz elszállítja a tüzelőanyagot, így azt be kell tárazni. Az évi tüzelőanyag mennyiségének meghatározása az alábbi módon történik: 𝑄é𝑣𝑖
𝑚é𝑣𝑖 = 𝐻
𝑎 ∙𝜂á𝑡𝑙
[kg/év]
ahol:
Qévi – az évi fűtési hőszükséglet, Ha – a tüzelőanyag fűtőértéke [kJ/kg], ηátl – kazán átlagos hatásfoka.
A fentiek közül a fűtőérték és a kazán átlagos hatásfoka többnyire katalógus adat, azonban az évi fűtési hőszükséglet minden esetben számítandó paraméter, amely a tervezési feladattól függ. 10
𝑛
𝑧
𝑄é𝑣𝑖 = 𝐶 ∙ [(∑ 𝑘𝑖 𝐴 + 𝑐𝑉 ) ∑(𝑡𝑏 − 𝑡𝑘 ) − 𝑧𝑞𝑏 ]: 𝑖=1
𝑗=1
ahol:
C- a fűtési rendszer folyamatosságát leíró dimenziótlan szám. Folyamatos fűtés esetén 86,4, ki – határoló szerkezetek hőátbocsájtási tényezője [W/m2K], A – a határoló szerkezetek felülete [m2], c – a levegő fajhője [kJ/kgK], V – a szellőztetés mértéke [m3/s], tb – a belső hőmérséklet [°C], tk – a külső napi középhőmérséklet [°C], z – a fűtési napok száma, qb – belső hőtermelés [kW].
A fenti paraméterek ismeretében, illetve meghatározásával megállapítható az évi tüzelőanyag mennyiség és ezáltal a szükséges tároló méret, valamint gazdasági számításoknál is kalkulálhatunk, összevethetjük pl. hőtermelői korszerűsítéseknél a várható megtérüléseket tüzelőanyag oldalon.
6.2.
Kazánra jellemző összefüggések
A kazánhatásfok a készülék üzeme közben értelmezett hatásfok, amely a fellépő összes veszteséget tartalmazza. A hasznosított energia oldaláról a meghatározása számítással az alábbi képlet segítségével történik:
Q m c t Vv v cv (te tv ) k hasznos v v v Q m H bevezetett
tü .a.
tü .a .
ahol:
v cv tv Vv v cv (te tv ) , Q hasznos m
hasznosított hőáram -
a pellettel bevitt hőáram -
𝑚̇𝑣 – a készüléken átáramló fűtővíz térfogatáramból (𝑉𝑣̇ ) számított fűtővíz tömegáram [kg/s], cv – a víz közepes hőmérséklethez tartozó fajhője [kJ/kg], Δtv – az előremenő és visszatérő fűtővíz hőmérsékletkülönbsége [°C], 𝑚̇𝑡ü.𝑎 - az elfogyasztott pellet tömegárama [kg/s], Htü.a - a pellet fűtőértéke [kJ/kg].
Q bevezetett m tü.a. H tü.a.
11
,
A pelletkazán hatásfoka a veszteségek oldaláról:
Q bevezetett Q veszteség Q veszteség k 1 Q Q bevezetett
bevezetett
A pelletkazán veszteségei: a sugárzási veszteség, elégetlen veszteség, égéstermékkel távozó energia. A sugárzási veszteség a kazánról a környezetnek sugárzással és konvekcióval átadott hőáramot tartalmazza, mely a kiváló hőszigetelésnek köszönhetően ennél a Herz pelltkazánnál meglehetősen csekély. A tüzeléstechnikai hatásfok az égő üzeme közben értelmezett hatásfok. A készülék tüzeléstechnikai hatásfokában az imént említett veszteségek közül csak az égéstermékveszteség jelentkezik, amely az égéstermék paramétereinek segítségével adódik ki. A tüzeléstechnikai hatásfok tehát:
Q
tü 1 égéstermék 100 qA 100 Q
VO ( 1) Lo cét (tét tlev ) H tü.a
bevezetett
Az égéstermék okozta hőveszteség az égéstermékkel elvitt és az égési levegővel bevitt hőáram különbsége:
Q égéstermék m ét cét tét m lev clev tlev
Q égéstermék V ét ét cét tét V lev lev clev tlev ahol:
V ét – a távozó égéstermék térfogatárama [m3/s],
V lev – az égési levegő térfogatárama [m3/s],
cét – az égéstermék fajhője [kJ/kgK],
clev – a levegő fajhője [kJ/kgK],
tét – az égéstermék hőmérséklete [°C],
tlev – a levegő hőmérséklete [°C],
μVO - fajlagos elméleti levegőszükséglet [kg/kg],
μLO - fajlagos elméleti füstgázmennyiség [kg/kg],
Htü.a. – Tüzelőanyag fűtőértéke [kJ/kg].
Az égéstermék térfogatárama méréssel, esetleg számítással, az égési levegő térfogatárama számítással határozható meg.
12
Éves kazánhatásfok:
Q h üzem éves Qbe üzem Q készenléti üzemszünet 7. A tanszéki mérőállás ismertetése A pellet tárolóban található tüzelőanyag egy behordó csiga segítségével jut el a kazánba. A tároló alatt egy mérleg található, amely segítségével mérni tudjuk a tüzelőanyag tömegének fogyását. A fűtési rendszer felé keringő fűtővíz előremenő és visszatérő ágában elhelyezett hőmérsékletérzékelők, és a hozzájuk kapcsolódó adatfeldolgozó egység segítségével lehetőség van e két paraméter hőmérsékletek mérésére, amelyet a Herz kazán saját kezelőpaneljén is leolvashatunk. A tapasztalat alapján azonban elég nagy eltérés érzékelhető a mért adatokhoz képest. Ez a mintavételezési pontok eltérő elhelyezkedésének tudható be. A rendszerbe előremenő vezetékébe épített rotaméter segítségével megmérhetjük a fűtővíz térfogatáramát. A füstgáz elvezető cső furatán keresztül behelyezhető Testo füstgázelemző műszer lehetőséget biztosít számunkra az égéstermék néhány paraméterének mérésére. E műszer segítéségével mérhetjük meg az égéstermék legfontosabb alkotóelemeinek mennyiségét (CO2, CO, O2), az égéstermék hőmérsékletét (tét), a kazánhatásfokot (η), a λ légellátási tényező értékét. Továbbá ha szükségünk van az égéstermék-veszteségre, akkor azt is kijelzi számunkra százalékban. Az égéstermék hőmérsékletét a kazán kezelőfelületén szintén láthatjuk, azonban a kijelzett érték nem egyezik a füstgáz elvezető cső csonkján mért értékkel. Ennek oka, hogy a kazán kijelző panelje a füstgáz elvezetés elején mért értéket mutatja, mivel a kazán égéstermék hőmérsékletérzékelője ott van elhelyezve.
4. ábra- A mérőállás elvi elrendezése
13
14
5. ábra: Néhány kép a rendszerről
8. Mérés célja és menete A mérés célja, hogy adott, előre beállított kazánterhelés mellet megmérjük a berendezés kazán- és tüzeléstechnikai hatásfokát. Mérés menete: A kazán szabályozása lehetővé teszi, hogy 50 és 100% között moduláltassuk a teljesítményét. Ezt a lambda szonda teszi lehetővé. A mérés során megfigyelhető hogyan változtatja a csökkenő terhelés függvényében a beszívott levegő mennyiségét a kazán automatikája. A mérés során 10+x mérési pontot veszünk föl. „x” mérési pont előre nem meghatározható, az üzemi mérések után a kazánleállás idejét mérjük (jellemzően 2-3 pont). Ezekből megfigyelhető a kazán kiégési szakasza és az ehhez tartozó jellemzők változása. A hatásfokok meghatározásához mérjük az előre és visszatérő vízhőmérsékleteket, a fűtővíz térfogatáramát, valamint a füstgáz hőmérsékletét és összetevőit. 5 perces mintavételezéssel olvassuk ki a mérési adatokat. A mért paraméterek ismeretében számítható a kazán- és a tüzeléstechnikai hatásfok. A mérés során a vizsgált kazán a puffer tárolóra, valamint a labor padlófűtési rendszerére dolgozik rá a megfelelő hőelvétel maiatt. A kapott eredményeket otthoni feladatként a laborgyakorlaton elhangzottak alapján pdf, vagy doc, docx formátumban kell beadni a méréstől számított egy héten belül.
15
9. Felkészítést segítő kérdések 1) Ismertesse a mérés célját és menetét, mely paramétereket mérjük és miért? 2) Mi a légfelesleg tényező és hogyan határozható meg? 3) Milyen összetevőkből áll a biomassza tüzeléstechnikai szempontból? 4) Hogyan határozható meg a tüzelőanyag (fa) nedvességtartalma? 5) Ismertesse a kazánhatásfok fogalmát. 6) Ismertesse a tüzeléstechnikai hatásfok fogalmát. 7) Hogyan határozzuk meg a kazán éves hatásfokát? 8) Mitől függ az éves fűtési hőszükséglet? 9) Sorolja föl a pelletkazán veszteségeit. 10) Hogyan határozható meg a kazánhatásfok? 11) Hogyan számolhatjuk ki a tüzeléstechnikai hatásfokot?
16
