1. A berendezés ismertetése

Átírás

1

2 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 C o -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 Mûszaki adatok Kazán típusa CALOR 450 Névleges hõteljesítmény 500 kw Engedélyezett tüzelõanyag-féleségek: erdei faapríték, egyéb faapríték energiaültetvény-apríték Névleges fûtõérték MJ/kg Elméleti tüzelõanyag-fogyasztás kg/h Elméleti hatásfok 82 % 3

3 1. ábra A kazán telepítési sémája 2. ábra A kazán metszete Legkisebb megengedett teljesítmény 30 % Legnagyobb megengedett teljesítmény 120 % (max1min.) Maximális elõremenõ hõmérséklet 90 (110) C Minimális visszatérõ hõmérséklet 50 (90) C Kilépõ füstgázhõmérséklet C 4

4 Tüzelõberendezés kialakítása: automatikus üzemû, mozgórostélyos Rostélyfelület 1,2 m 2 A kazán üres tömege 9700 kg Víztérfogat 0,980 m 3 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 C o -ig PT 100 ellenállás-hõmérõ, pontosság +/- 0,5 C o 200 C o felett NiCrNi hõelempárok, pontosság +/- 1 C o 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

5 1. táblázat Tüzelõanyag jellemzõk Mezõgazdasági Gépvizsgálati Értesítõ Összetétel és jellemzők Mértékegység Érték Nedvességtartalom % 27,8 Összes széntartalom % 33,9 Összes hidrogéntartalom % 4,4 Éghető kéntartalom % 0,1 Hamutartalom % 3,3 Oxigéntartalom % 29,5 Nitrogéntartalom % 1,0 Összesen % 100,0 Égéshő kj/kg 14230,0 Fűtőérték kj/kg 12510, 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 C o körül marad, ami a hõcserélõ megfelelõ méretezését mutatja. 2. táblázat Kazánteljesítmény mérési adatai Mért jellemző Maximális Átlagos Füstgázhőmérséklet 268C o 200 C o Előremenő víz hőm. 56C o 34,4C o Visszatérő víz hőm. 27 C o 17,8 C o Kazánteljesítmény 585,7 kw 400,0 kw 3. ábra CALOR-450 aprítéktüzelõ hõteljesítmény diagramm 6

6 3.3. Emissziómérés eredményei A füstgázok összetételének mérésekor a következõ értékek adódtak: 3. táblázat Füstgázösszetétel mérési adatok Jellemző Me. Maximális Minimális Átlagos Füstgáz hőmérséklet C 268 o O 2 tartalom tf% CO 2 tartalom tf% 14,0 1,0 7,3 Légfelesleg tf% CO tartalom mg/m NO x tartalom mg/m SO 2 tartalom mg/m Korom + szilárd g/m 3 2,4 0,1 0,5 4. táblázat Emissziós adatok Légszennyező Mért Határértékek Koncentráció mg/m 3 Kibocsátás kg/h 10 m kémény kg/h m kémény kg/h Szénmonoxid ,952 5,0 15,0 Kéndioxid 58 0,024 0,15 0,45 Nitrogén-oxidok 188 0,099 0,15 0,45 Halogének - - 0,014 0,042 Korom, pernye 500 0,025 0,15 0,45 A füstgázösszetételbõl látható, hogy a kibocsátott szennyezõk értéke meg sem közelíti a 10 m magas kéményre elõírt határértékeket 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 Mértékegység Érték Fűtőérték: kj/kg Óránkénti levegőszükséglet (Lno): m 3 /kg 3,2 Elméleti száraz füstgáz mennyiség (Vszno): m 3 /kg 3,2 Elméleti nedves füstgáz mennyiség (Vnon): m 3 /kg 4,0 Füstgáz max. CO 2 tartalma (CO 2 max) tf% 19,9 Füstgáz max. SO 2 tartalma (SO 2 max) tf% 0,001 Tényleges füstgáz mennyiség (Vfg.tény) m 3 /kg 6,0 Óránkénti tüzelőanyag mennyiség (Tüa) kg/h 127,9 7

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 H a = 127, = kj A leadott hõmennyiség az átlagteljesítménnyel számolva: Q H = P átl x 3600 = = kj Hatásfok: η = 100 x Q H /Q = / = 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 Munkavédelmi jellemzés A berendezés munkavédelmi vizsgálatát az AGROVÉD KFT. VIZSGÁLÓLABO- RATÓRIUM (akkreditálási sz.: 501/0817) végezte. A fellelt munkavédelmi hiányosságokról a jegyzõkönyvet a gyártónak január 22-én megküldte. A hiányosságok 8

8 kijavítását a gyártó február 21-én kelt jegyzõkönyvében igazolta. A berendezés a villamos, a tûz, vagyon és munkabiztonsági követelményeknek megfelel 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, május hó 9