Átfolyó-rendszerű gázvízmelegítő teljesítményének és hatásfokának meghatározása Gazdaságossági számításokhoz

Átírás

1 Átfolyó-redszerű gázvízmelegítő teljesítméyéek és hatásfokáak meghatározása Gazdaságossági számításokhoz Szuyog Istvá 005 Készült az OTKA T-0464 kutatási projekt keretébe A Gázipari oktatási laboratórium mérőköreiek kapcsolási vázlata 1 mérőállás mérőállás mérőállás 4 mérőállás 5 mérőállás

2 Gázmeyiség mérés Gázmeyiség átszámítása ormál állapotra (15 C) o mért 88,15 7,15 + t gáz p p barom + p barom,orm mérő [m & o (15 C) τ mért 88,15 7,15 + t gáz p p barom + p barom,orm mérő [m /h A- KKS--5A típusú gázyomás szabályozó (pbe mbar, pki 0-8 mbar); B- KKS--5A típusú gázyomás szabályozó (pbe mbar, pki 15- mbar); 1- hálózati gázyomás; - csatlakozási gázyomás; - szabályozott gázyomás; 4- gáz hőmérséklet; 5 FLOGISTON G4 RF1 típusú membráos gázmérő; 6- IEM Soix 6 TC (G4) típusú ultrahagos gázmérő Nyomásszabályozás csatlakozási yomás Magyarországo: 5 mbar miimum: 18 mbar maximum: mbar A- KKS--5A típusú gázyomás szabályozó (pbe mbar, pki 0-8 mbar) B- KKS--5A típusú gázyomás szabályozó (pbe mbar, pki 15- mbar) A- KKS--5A típusú gázyomás szabályozó (pbe mbar, pki 0-8 mbar); B- KKS--5A típusú gázyomás szabályozó (pbe mbar, pki 15- mbar); 1- hálózati gázyomás; - csatlakozási gázyomás; 4 - szabályozott gázyomás; 4- gáz hőmérséklet;

3 izsgálógázok csoportosítása Gázcsalád és csoport izsgálógázok A második gázcsalád gázai Megevezés Összetétel térfogat szerit [% W i [MJ/m H i [MJ/m W s [MJ/m H s [MJ/m d relatív sűrűség oatkoztatási gáz G0 CH ,67 4,0 50,7 7,78 0,555 H csoport Tökéletle égés és koromképződés határgáza isszagyulladás határgáza Lágleszakadás határgáza A harmadik gázcsalád gázai B/P oatkoztatási gáz csoport G1 G G S csoport oatkoztatási gáz G5.1 G0 CH 4 87 C H 8 1 CH 4 77 H CH 4 9,5 N 7,5 CH C 4 H ic 4 H ,60 41,01 54,76 45,8 0,684 4,87 8,5 47,87 1,86 0,44 41,11 1,46 45,66 4,95 0,586 5,5 9,0 9,11,51 0,691 80,58 116,09 87, 15,81,075 5 Égéshő, fűtőérték, Wobbe-szám H a i i 1 r H ai [kj/m ρ ρ rel ρ gáz lev Wo a H ρ a rel [kj/m Wo H a a p ρ stat rel [kj/m 6

4 Elméleti Gyakorlati Füstgázösszetétel Tüzeléselleőrzés a légfelesleg téyező alapjá Tüzeléselleőrzés a szédioxid maximum alapjá Égéstermék hígítási téyező O elm 0,5+ 0,5H + CH +,5C H ,5H S O λ lev, elm Oelm lev, gyak lev,elm 4 [m /m [m /m (ta) + + 1CH 4 + C H 6 + CH H O H + CH 4 + C H 6 + 4C H SO H S [m /m 6 H S [m /m [m /m [m /m O O elm (λ 1) [m /m 79 N N (ta) + λ O elm 1 [m /m fstg, edv + H O + SO + O + N [m /m fstg, szár fstg,edv H O [m /m 7 Elméleti Gyakorlati Füstgázösszetétel Tüzeléselleőrzés a légfelesleg téyező alapjá Tüzeléselleőrzés a szédioxid maximum alapjá Égéstermék hígítási téyező a) és a tartalom alapjá max λ 1+ mért + max- a gáz levegőfelesleg élküli tökéletes égésekor keletkező száraz égéstermék maximális szé-dioxid tartalma [tf%, mely meghatározható a sztöchiometriai számításokból (λ1 értékél adódó eredméy), vagy méréssel a szé-dioxid és oxigé tartalmakból: 1 mért max [tf% 1 O mért b) az O tartalom alapjá O mért λ 1+ 1 O mért c) az N tartalom alapjá λ levgyak levelm N N étszár 1 fstg,szár lev,elm mért N N fstg,szár étszár lev,elm,76 O 8

5 Elméleti Gyakorlati Füstgázösszetétel Tüzeléselleőrzés a légfelesleg téyező alapjá Tüzeléselleőrzés a szédioxid maximum alapjá Égéstermék hígítási téyező a füstgázba téylegese mért szé-dioxidot összehasolítjuk az elméleti, számított szédioxiddal maximális akkor lehet a füstgázba, ha tökéletes az égés és a voatkoztatási alap a száraz, elméleti fajlagos füstgáztérfogat (égéslevővel törtéő 1 tf% O bevitele eseté elvileg 1 tf% max 100 [% gáztüzelésél: fstgelmszár ' max + + CH 4 + C H 6 + C H CH + C H N + (4,76 1) 4 6 Oelm [m 9 /m Füstgázösszetétel Elméleti Gyakorlati Tüzeléselleőrzés a légfelesleg téyező alapjá Tüzeléselleőrzés a szédioxid maximum alapjá Égéstermék hígítási téyező az égés sorá téylegese keletkező száraz égéstermék (λ>1), és az elméleti (miimális) száraz égéstermék (λ1) viszoya h étszár ételm max 0,1 0,1 O számítható a maximálsi szé-dioxid kocetráció ismeretle gázösszetétel eseté is: max 0,1 0,1 O 10

6 A mérések igéyelt potossága Mérés típusa Igéyelt potossága 1 Légköri yomás ± 5 mbar Gázyomás ± % (végkitérésre vo.) Gázáram ± 1 % 4 Idő ± 0, sec 1 h-ig ± 0,1 sec 1 h- túl Hőmérséklet 5 köryezeti ± 1 K 6 víz ± K 7 égéstermék ± 5 K 8 gáz ± 0,5 K 9 felületi ± 5 K 10, és O a kéméyveszteségek ± 6 % (végkitérésre vo.) számításához 11 Fűtőérték ± 1 % 1 Tömeg ± 0,05 % 11 Mérési eredméyek értékelése, hibaszámítás Hiba típusok Mérési hiba számítása köryezeti hibák (rezgés, mágeses erőtér, stb.) személyek hibái (redszeres és véletle) mérőeszközök hibái (elkerülésére redszeres elleőrzés, karbatartás, kalibrálás, hitelesítés szükséges) mérési módszer hibája (a szükséges közelítések, elhayagolások szité hibát hozak a mérésbe) durva hiba (személyi tévedés, a köryezet egyszeri, erős behatása, stb.) 1

7 Mérési eredméyek értékelése, hibaszámítás Hiba típusok Mérési hiba számítása a várható érték a sorozat számtai középértéke: 1 a x i i 1 eek ismeretébe az egyes mért értékek hibái: x i x i a a kapott értékek szórása: σ a legvalószíűbb érték hibája: s 1 1 i 1 x i a σ i 1 x i ( 1) 1 Átfolyó redszerű gázvízmelegítő A mérés meete gázzal üzemelő átfolyóredszerű gáz-vízmelegítő jellemző üzemi paramétereiek a meghatározása hőegyesúly hatásfok a mérés hibájáak meghatározása biztosági vizsgálatok 14

8 Átfolyó redszerű gázvízmelegítő A mérés meete évleges vízmeyiség: az a vízmelegítő keresztül átfolyó víztérfogat, amely évleges gázterhelése 5 C-al melegszik fel. felfűtési idő: az az idő, amely alatt a készülék vízszelepéek yitása utá a működésbe lépő készülékből kifolyó víz hőmérséklete eléri a hőegyesúlyi állapothoz tartozó hőemelkedés 95 %-át. hőegyesúlyi állapot: a vízmelegítő olya üzemi állapota, amelybe változatla hőterhelés mellett a készülék teljesítméye (illetve az időegység alatt kifolyó víz meyisége és hőmérséklete) em változik 1 K / mi-él agyobb mértékbe. égéstermék távozási hőmérséklete: az égéstermék közepes hőmérséklete a hőátadó felületek utá, de az áramlásbiztosító előtt. 15 Átfolyó redszerű gázvízmelegítő A mérés meete módszer lépései 16

9 Átfolyó redszerű gázvízmelegítő A mérés meete vizsgáló helyiség v max.0,5 m/s; 0 ± 5 0 C mérés a felfűtési idő utá legalább 1 perccel kezdhető egyesúlyi állapot: a készülék kifolyásáál a víz hőmérséklet változása kisebb, mit 1 K/mi. a mért értékeket meghatározott időegység utá (10-60 s) egyidejűleg kell leolvasi a mérési sorozatot legalább 5 alkalommal ismételi kell voatkoztatási feltételek: 15 0 C; 101,5 mbar 17 Átfolyó redszerű gázvízmelegítő A mérés meete a készülék teljesítméye (a térfogatáramot és a fűtőértéket át kell számítai gáztechikai ormálállapotra): m víz (t t1) c p Q [W τ az átfolyt víz tömege: m víz víz ρ víz (t) [kg 5 ρ víz (t),4 10 t 4, t + 5, t + 999, [kg/m a készülék direkt hatásfoka: η Q τ H 0(15 C) a(15 C) [% 18

10 Átfolyó redszerű gázvízmelegítő A mérés meete 1. a gázösszetétel meghatározása, a fűtőérték és gázjellemzők (ρ rel, Hi, Wo) számítása,. az elméleti levegőszükséglet, az elméleti égéstermék és a maximális szé-dioxid kocetráció számítása,. a mérési feltételek megteremtése (t hely 0-+7 C, v hely max. 0,5 m/s), 4. a készülék bemeő paraméteriek biztosítása (p csatl 5 mbar, p víz,be 1,0 bar), 5. a hőegyesúlyi állapot beállítása (felfűtés max. 0 sec., Tvíz5 C) 6. az átáramlott meyiségek regisztrálása azoos időpotba, 7. a készülékből kilépő égéstermék, az égőbe lépő gáz és az égési levegő hőmérsékletéek mérése, 8. az égéstermék elemzése, 9. az előző mérési ciklus (1-10) elvégzése legalább 5 alkalommal, 10. a készülék üzembiztosági paramétereiek meghatározása (felületi hőmérséklet, gyújtás, lágstabilitás, torlasztás, és NOx kocetrációk), 11. a készülék évleges és csökketett teljesítméyéek számítása, 1. a direkt hatásfok számítása, 1. a mérési hibák számítása, 14. mérési jegyzőköyv elkészítése. 19 Átfolyó redszerű gázvízmelegítő A mérés meete a mért adatok alapjá ki kell számítai a készülék teljesítméyét, hatásfokát és a mérési hibát a teljesítméy és hatásfok számítása korrigált gáztérfogattal törtéje ki kell számítai a gázjellemzőket (ha összetétel va csak megadva), égéselméleti paramétereket, és a max. szé-dioxid kocetrációt diagramba kell ábrázoli a méréssorozatok beés kilépő vízhőmérsékleteit, valamit az időegység alatt átáramlott gázmeyiségeket az eredméyekről és számításokról jegyzőköyvet kell készítei (eek tartalmazia kell a mérés sorá haszált műszerek jellemzőit is 0

11 Átfolyó redszerű gázvízmelegítő A mérés meete Mérési adatgyűjtő lap átfolyó redszerű gáz-vízmelegítőhöz 1 Következtetések A mérés eredméyeit felhaszálva becsülhető egy átlagos család HM felhaszálásáak éves földgáz igéye. Kiszámítható a HM előállításába a maximálisa felhaszálható termikus szolár eergia meyisége is. A feti adatok megfelelő alapját képzik egy termikus szolár redszer előtaulmáyáak.

12 Köszööm a figyelmet!