1. A berendezés ismertetése

Átírás

1

2 1. A berendezés ismertetése 1.1. Műszaki leírás A kazán felépítése: Tűztér A tűztér hegesztett acélvázból áll, amely hordozza a kazánt. A vázba van beépítve a tüzelőberendezés. Ez kettős köpenyű, tűzálló falazatú. A kettős köpeny biztosítja az égési levegő előmelegítését, amely a tüzelőszerkezet falazatán át jut be a kör alakú rostélyszerkezet alá. A rostély típustól függően kézi vagy hidraulikus mozgatású. A vázszerkezet, valamint a tűztér tűzálló fedele úgy van kialakítva, hogy a második huzamot jelentő füstcsövek fordítókamráját is alkotja. A fordítókamra el van látva tisztítóajtóval, így a kazán a kazántest leemelése nélkül is tisztítható. A tűztér tisztítás és vizsgálat céljából a kazán elején elhelyezett ajtón át közelíthető meg. A rostély alatti hamuteret hamuzóajtón keresztül lehet kitisztítani. Égésilevegő-ellátás Az égéshez szükséges levegőt a kazán oldalfalába épített ventilátor biztosítja. A levegő a tűztér kettős köpenyén át jut a tűztérbe A levegő a kettős köpeny közt felmelegszik, így segíti az égést. Az égési levegő két külön szabályozható csappantyúval ellátott csatornán jut az égéstérbe, a primer levegő körkörösen vezetett be a tűztér (rostély) alá, a szekunder levegő pedig a rostély fölé. A levegőellátást a füstgázösszetétel szerint kell a csappantyúkkal szabályozni. A beszabályozást minden esetben le kell folytatni, ha a tüzelőanyag összetétele, nedvességtartalma megváltozik. Tüzelőanyag-ellátás A tüzelőanyag automata üzemnél a tüzelőberendezés oldalfalán át kerül be a tűztérbe, a mozgó rostélyszerkezetre. Kézi üzemnél a darabos fa a kazán ajtaján át rakható be a kazánba. Az ajtó nyitása reteszeli az égési levegő ventilátor üzemét, az így kialakuló tűztéri depresszió pedig meggátolja a lángkicsapást. A kazánba feladott tüzelőanyag előszárítását és kigázosítását a tűzálló samott falazat hő (vissza)sugárzása és az előmelegített égési levegő végzi. A rostélyszerkezet mozgása biztosítja a tüzelőanyag egyenletes eloszlását a rostélyon. Füstgázelvezetés Az égéstermékeket füstgázelszívó ventilátor szívja ki a kazán tűzteréből, majd pernyeleválasztó multiciklonon keresztül nyomja a füstgázelvezető kéménybe. A füstgázelvezető csatornába szabályozócsappantyú van beépítve, amellyel az égéshez kellő depresszió kívánt értéke beállítható. A füstgázelszívó ventilátor a kazán hátfalára van felszerelve, a kialakítása pedig olyan, hogy áramkimaradás esetén is biztosítja a füstgáz gravitációs kiáramlását a tűztérből. 3

3 A füstgázelvezető csatornába a kazán beszabályozásához műszercsonk is be van építve. Hőhasznosító A kazán hőhasznosító része a tüzelőberendezéshez kapcsolódó tartókereten nyugszik. A füstgáz a kazán lángcsövéből hamufogó aknával egybeépített fordítókamrán át kerül a konvektív huzamokat jelentő füstcsövekbe. A füstcsövekből kilépő füstgáz az elülső és a hátsó fordítókamrán keresztül távozik a kazánból. Az AT fatüzelésű melegvíz-kazán megkívánt hőmérsékletű fűtési (használati) meleg vizet állít elő. A 90/70 C -os rendszerű melegvíz-fűtési rendszer nem lehet zárt, azt a túlnyomás kialakulás megelőzésére szabad kiömlésű tágulótartállyal kell védeni. Az emelt hőfokú fűtési rendszerhez (110/90 C ) zárt fűtéskört kell kialakítani, abban a veszélyes mértékű túlnyomás kialakulását megfelelő védelemmel kell megelőzni. A tüzelőberendezés önműködően üzemeltethető a vezérlő automatikáról működtetve. Az automatika biztosítja az előremenő vízhőmérséklet alapján a tüzelőberendezés működését -főüzem I. -főüzem II., illetve tartalék -melléküzem üzemmódban. A -főüzem I. üzemmódnál nagy lánggal (maximális teljesítménnyel) működik a kazán a víz mielőbbi felmelegítéséhez. A kívánt vízhőfok elérésekor az automatika átkapcsol -főüzem II. üzemmódba, ekkor a kazán kis lánggal üzemel, és a víz hőfokát tartja. A melléküzem üzemmódnál hőteljesítmény nincs, a tüzelés minimális mértékű, csak a kazánfalazat hőfokon tartását biztosítja az automatika. Az előremenő (és a biztonsági csonk) a kazán felső részén, a visszatérő (és az ürítő) csonkok pedig a berendezés oldalán vannak kialakítva. Az üzemviteli és a biztonsági mérőműszerek az előremenő csonkon vannak elhelyezve. Ha a fűtési rendszer vízvesztesége havonta meghaladja a fűtőhálózat víztérfogatának a 2 %-át, az a hálózat tömítetlenségére utal, amit meg kell szüntetni. A fűtési hálózatot indokolatlanul még üzemen kívül sem szabad (pl. nyáron) leüríteni! Javítás utáni leürítést követően azonnali feltöltése szükséges. A feltöltéshez, utántöltéshez használt víz megkívánt minősége: alkáliföldfémek mennyisége 1-3 mol/m 3 ph értéke 7,0-9,0 lehet. A fűtési rendszert csak az előírt minőségű vízzel szabad feltölteni. Az előírásosnál rosszabb minőségű tápvízzel történő üzemelés a garancia elvesztését vonja maga után. A kazán túlterhelésére, valamint elszennyeződésére a kilépő füstgázhőmérséklet megemelkedése ad információt. Ezt a füstcsonkba beépített hőmérőn kell figyelemmel kísérni. A kazán külső felületét hőszigeteléssel és festett panelburkolattal látták el. 4

4 A kazán elektromos berendezése A fahulladék-tüzelésű melegvíz-kazán, a hozzá tartozó füstgázventilátor, a tüzelőanyag-tároló és -adagoló rendszer működését a kazán automatikája vezérli. Az automatika a szabályzó- és működtetőegységgel a kazán mellé, esetleg a külön kezelői helyiségbe telepített. Az áramellátás hálózati feszültsége: 3 / N / PE 400 / 230 V, 50 Hz; a telep áramfelvétele: max. 15 A. A vezérlőszekrény táplálása a kazánház külső falára szerelt villamos főkapcsolóval és olvadóbiztosítóval leválasztott kazánházi elosztószekrényből történhet. A villamos vezérlőszekrényen lévő főkapcsolóval (és vészleállítóval) csak az egyes funkcionális elemeket lehet a hálózatról leválasztani, tűzvédelmi szempontok miatt (visszaégés) nem szakítható meg az alátolócsiga áramellátása. A kazán telepítésének része a vezérlőszekrénytől az elektromos vezetékek kiépítése az egyes gépegységekhez. A villamos vezetékek falon, légtérben fém kábelcsatornában, a kazántesten pedig a várható hőhatás szerint védett elhelyezésű fém védőcsövekben vannak vezetve. A kábelezés minden esetben egyedi tervezés szerint történik. A vezérlőszekrény elektromos védettsége: IP 44. A villamos vezérlés biztonsági leválasztótranszformátorról táplált 230 V 50 Hz fázis feszültségről üzemel. Az üzembiztosság és a biztonság érdekében a vezérlőhálózatnál, valamint a főáramköri elemeknél is különös gondossággal és figyelemmel kell kezelni az érintésvédelmet. A kazán az előremenő vízhőmérséklet szerint a tüzelés folyamatos szabályozásával, "AUTOMATA" üzemmódban üzemeltethető. A vezérlés lehetővé teszi az egyes gépek "KÉZI" üzemmódban történő működtetését is, azonban ez csak beállításhoz, szervizhez alkalmazható. Az egyes gépek kézi üzemi nyomógombjai a villamos vezérlőszekrény fedőlapja mögött vannak elhelyezve. (működtetésük a szekrény nyitása után végezhető) Az automatika biztosítja a melegvíz-kazán működtetését, nem fordulhat elő túlhevülés a nem megfelelő hőelvétel miatt. Műszaki adatok Engedélyezett nyomás 4 bar Próbanyomás 5 bar Névleges hőteljesítmény 300 kw Legkisebb megengedett teljesítmény 30 % Legnagyobb megengedett teljesítmény (max 10 min) 120 % Maximális előremenő vízhőmérséklet 90 (110) C o Minimális visszatérő vízhőmérséklet 50 (90) C o Tüzelőberendezés kialakítása alsó tüzelésű Rostélyfelület 0,25 m 2 Fűtött felület 25 m 2 Tüzelőanyag faapríték, fahulladék, faforgács Tüzelőanyag mennyisége kg/h Névleges fűtőérték kj/kg 5

5 1. ábra A berendezés főbb részei 2. A vizsgálat körülményei A vizsgálatokat a tüzelőberendezés műszaki átadását követően november és december hónapokban Újfehértón és Újhartyánban végeztük. A méréseknél a berendezést a betanított fűtő az előírásoknak megfelelően üzemeltette, jelen volt a gyártó képviselője is. A vizsgálatoknál a fűtővíz előremenő és visszatérő ágába, párba válogatott Pt-100 hőmérőket szereltünk. Ugyancsak Pt-100 hőmérővel mértük a környezeti hőmérsékletet. A füstgázok, a tűztér hőmérsékletét pedig NiCrNi - hőelempárokkal mértük. A kazánon átfolyó vízmennyiséget ultrahangos áramlásmérő segítségével határoztuk meg. A füstgázok elemzése Testo-350 típusú füstgázelemzővel történt. A tüzelőanyag vegyes parkettaüzemből származó fűrészpor és faforgács volt. A tüzelőanyag adagolása az automatikus adagolóval történt. Súlyát előzetesen a helyszínen felállított tizedes mérleggel mértük, illetve az automatikus adagoló pufferébe zsákokban megmért faforgácsot öntöttünk. A mért adatokat percenkénti mintavételezéssel, folyamatosan rögzítettük. A tüzelőanyag tulajdonságait a ADDITÍV Bt. határozta meg. 6

6 A mérések során alkalmazott műszerek: Hőmérsékletek: ADVANTECH mérőkártyák - automatikus adatgyűjtő Érzékelők: 200 C o -ig PT 100 ellenállás-hőmérő, pontosság +/- 0,5 C o 200 C o felett NiCrNi hőelempárok, pontosság +/- 1 C o Vízmennyiség: +/- 5 % Súlymérés: Tizedes mérleg 200 kg-ig pontosság 0,1 kg Füstgázelemzés: Testo 350 füstgázelemző 3. A vizsgálat eredményei 3.1. Tüzelőanyag vizsgálata A tüzelőanyag az üzemből pneumatikus úton elszívott faforgács és fűrészpor volt. A tüzelőanyag-mintát a statisztikai mintavételezésnek megfelelően több helyről vettük, a mintákat összekevertük, majd ebből a keverékből vettük ki az analitikai elemzéshez szükséges mennyiséget. A tüzelőanyag összetétele a következő volt: 1. áblázat Tüzelőanyag-jellemzők Összetétel és jellemzők Mértékegység Érték Nedvességtartalom % 9,2 Összes széntartalom % 44,6 Összes hidrogéntartalom % 6,1 Éghető kéntartalom % 0,1 Hamutartalom % 0,4 Oxigéntartalom % 38,9 Nitrogéntartalom % 0,7 Összesen % 100,0 Égéshő kj/kg 16514,0 Fűtőérték kj/kg 14880, Tüzelési vizsgálatok A tüzelési vizsgálatok eredményét a 2. táblázat tartalmazza, valamint a 2. és a 3. ábra szemlélteti. 2. táblázat Kazán teljesítménymérési adatai Mért jellemző Maximális Átlagos Füstgázhőmérséklet 275,8C o 232,1 C o Lánghőmérséklet 1301,1 C o 1001,6 C o Előremenő víz hőmérséklete 72,1 C o 62,4 C o Visszatérő víz hőmérséklete 57,5 C o 48,8 C o Kazánteljesítmény 377,6kW 264,3 kw 7

7 előre C vissza C külső C telj. kw Hőmérséklet (C-fok) Hőteljesítmény (kw) Eltelt idő (min) 1. ábra AT-300 aprítéktüzelő kazán hőteljesítmény-diagramja Az ábrából látható, hogy a névleges teljesítmény 95,5 %-át értük el, a külső hőmérséklet viszonylag magas volt, a kazánt tovább nem tudtuk terhelni. A hőfogyasztók bővítésével a névleges teljesítmény elérhető, illetve a kazán a hőfogyasztók igényeit kielégíti. füst C fordító1 C fordító2 C láng C Hőmérséklet (C) :28 14:52 Idő (hh:mm) 2. ábra Belső hőmérsékletek alakulása a kazánban 8

8 3.3. Emissziómérés eredményei A füstgázok összetételének mérésekor a következő értékek adódtak: 3. táblázat Füstgázösszetétel-mérési adatok Jellemző Maximális Minimális Átlagos Füstgázhőmérséklet 278 C - C 196 C O 2 tartalom 18 tf% 2 tf% 10 tf% CO 2 tartalom 18 tf% 3 tf% 10 tf% Légfelesleg CO tartalom 620 mg/m 3 64 mg/m mg/m 3 NO x tartalom 97 mg/m 3 0 mg/m 3 56 mg/m 3 SO 2 tartalom 18 mg/m 3 0 mg/m 3 2 mg/m 3 Korom + szilárd 2 g/m 3 0 g/m 3 1 g/m 3 Az óránként eltüzelt 68,9 kg/h tüzelőanyaggal számolva a légszennyező kibocsátások az alábbiak szerint alakultak. 4. táblázat Emisszióadatok Légszennyező Mért Határértékek Koncentráció Kibocsátás 10 m kémény m kémény mg/m 3 kg/h kg/h kg/h Szén-monoxid 213 0,664 5,0 15,0 Kén-dioxid 2 0,039 0,15 0,45 NOx 56 0,050 0,15 0,45 Halogének - - 0,014 0,042 Szilárd ,02 0,15 0,45 A füstgázösszetételből látható, hogy a kibocsátott szennyezők értéke meg sem közelíti a határértékeket Tüzeléstechnikai számítások eredményei A tüzeléstechnikai számítások fontosabb eredményeit a 5. táblázatban foglaltuk össze. 5. táblázat Tüzeléstechnikai eredmények Megnevezés Mértékegység Érték Fűtőérték: kj/kg Óránkénti levegőszükséglet (Lno): m 3 /kg 4,2703 Elméleti száraz füstgáz menny. (Vszno) m 3 /kg 4,2046 Elméleti nedves füstgáz mennyisége (Vnon): m 3 /kg 4,8431 Füstgáz max. CO 2 tartalma (CO 2 max) tf% 19,6240 Füstgáz max. SO 2 tartalma (SO 2 max) tf% 0,0162 Tényleges füstgázmennyiség (Vfg.tény) m 3 /kg 7,508 Óránkénti tüzelőanyag-mennyiség (Tüa) kg/h 65,6 Az alkalmazott tüzelőanyag: faforgács 9

9 3.5. Hatásfok számítás A kazán hatásfokát direkt és indirekt hatásfokméréssel határoztuk meg: Direkt hatásfok: Az egy óra alatt eltüzelt tüzelőanyag mennyisége: B = 65,6 kg/h A tüzelőanyaggal bevitt hőmennyiség: Q = B x H a = 65,6 x 17970= kJ A leadott hőmennyiség az átlagteljesítménnyel számolva: Q H = P átl x 3600 = 264,3*3600 = kJ Hatásfok = η = 100 x Q H /Q = 100* / = 80,71% Indirekt hatásfok: Füstgázhőveszteség: vfg =17,952 Tőkéletlen égésből származó hőveszteség: vco =0,591 Salakéghető okozta hőveszteség: vsé =0,068 Felületi hőveszteség: vf =0,340 Összes veszteség: Vö =19,291 Hasznos hőteljesítmény: Qh =264,3 kw Hatásfok = η = 80,71% A mérésekből és számításokból megállapítható, hogy a kazán hatásfoka a gépkönyvben és a műszaki adatokban megadott 80 % felett van Üzemviteli jellemzők A mérések alatt műszaki meghibásodás sem a tűztéren, sem a kazánnál, sem az adagolórendszerben nem fordult elő. A kazán üzemvitele a gépkönyvben leírtaknak megfelelő volt Munkavédelmi jellemzés A gépnek meg kell felelnie az alábbi dokumentumokban megfogalmazott, a biztonságos munkavégzést és az egészséget nem veszélyeztető munkavégzés feltételeinek: 21/1998. (IV.17.) IKIM rendeletnek vagy annak megfelelő 91/368/EGK, 93/44/EGK és 93/68/EGK irányelvekkel módosított 89/392/EGK EU-direktívának, továbbá 10

10 az MSZ EN 292-1; 1993; az MSZ EN 292-2; 1993; az MSZ EN 708 vagy a termékre vonatkozó C típusú szabványnak. Az előzőeknek való megfelelőséget a gyártónak vagy a forgalmazónak megfelelőségi nyilatkozat kiadásával kell tanúsítani. 4. Szakvélemény A vizsgálataink alapján megállapítható, hogy az AT-300 típusú fahulladék-tüzelő berendezés a gépkönyvben a műszaki adatok között megadott paramétereket teljesíteni tudja. Magas műszaki színvonalat képvisel, az energetikai hatásfok megfelelő, megközelíti az olajtüzelő berendezésekét. A berendezést az adott körülmények miatt teljesen kiterhelni nem állt módunkban, a mért átlagteljesítmény 264,3 kw volt, de rövid időre elértük a 377,6 kw-ot, ami megközelíti a névleges teljesítményt. A berendezéseknél mért füstgázemissziós értékek megfelelőek, a 10 m magasságú kéménynél is a megengedett határértékek alatt maradnak. 5. Üzemeltetési ajánlások javaslatok Az AT-300 tüzelőberendezések vizsgálati eredményei és tapasztalatai alapján javasoljuk a felhasználók részére: a berendezés alkalmazását, ahol 300 kw hőigény szükséges, és az óránkénti kg tüzelőanyag biztosított, a berendezés üzemeltetéséhez min. 10 m magas kémény szükséges, a berendezés csak a szerves részét képező füstgáz elszívó és pernyeleválasztó részegységekkel üzemeltethető, a berendezés a tüzelőanyagok nedvességtartalmára nem érzékeny, de, 10 % alatti nedvességtartalom esetén a különböző tüzelőanyagokhoz a levegőellátáson és a füstgázelszíváson a gépkönyvben megadottak szerint változtatni kell. Záradék A vizsgálati eredményeket az FVM Műszaki Intézet és az FVMMI GM Gépminősítő Közhasznú Társaság közös tudományos-műszaki tanácsa jóváhagyta. Lektor és sorozatszerkesztő: Dr. Hajdú József Műszaki szerkesztő: Pálinkás Gábor Igazgatók: Dr. Fenyvesi László, FVM Műszaki Intézet Dr. Szente Márk, FVMMI GM Gépminősítő Közhasznú Társaság Gödöllő, november hó 11