GERSE KÁROLY KAZÁNOK II.

GERSE KÁROLY KAZÁNOK II.

Gerse Károly KAZÁNOK II. BME Energeka Gépek és Rendszerek Tanszék, Budapes, 04

Gerse Károly: Kazánok II. Első kadás Szerző jog Gerse Károly, 04 ISBN 978-963-33-00-8 (Nyomao váloza)

Taralomjegyzék Első köe Bevezeés 3. Kazánok álalános jellemző 5.. Fűőfelüleek, szerepük, hőfelvéel, nyomás befolyása a fűőfelüleek kalakíására 5.. Kazánok felügyelee, alapveő bzonság berendezések 9.3. Kazánhaásfok, veszeségek, ávéel vzsgála 5. Kazánípusok álalános smereése 7.. Töréne fejlődés 7.. Gőzkazánok 37.. Nagyvízerű gőzkazánok 37.. Vízcsöves gőzkazánok 75.. Gőzkazánok ermészees crkulácóval 76.. Tűzér 9.3. Elgőzölögeő rendszer.4. Kényszeríe kerngeés 38.5. Kényszeríe ááramlás 46.6. Túlhevíők, újrahevíők 79.7. Tápvíz előmelegíők.8. Léghevíők 6.9. Haáreljesímény 4.3. Hőhasznosíó kazánok 7.3. Gázurbna uán hőhasznosíó kazánok 7.3. Aomreakor hőhasznosíó kazánok 45.33. Technológa folyamaok hőhasznosíó kazánja 53.4. Különleges kazánok 65.3. Meleg és forróvíz kazánok 77.3. Házarás, ksközösség melegvíz kazánok 79.3. Nagyvízerű kazánokból kalakío melegvíz, forróvíz kazánok 8.33. Kényszeríe ááramlású kazánok 84 3. Kéfázsú hőáadás, áramlás fűö felüleeken 87 3.. Gőzképződés alapveő folyamaa 87 3.. Forrás végelen érben 89 3.3. Hőáadás és gőzfejlődés csőben 95 3.3. Hőáadás és áramlás kapcsolaa 95 3.3. Áramlás formák 95 3.3. Elgőzölgés csőben 97 3.3. Folyadékáramlás 30 3.33. Aláhűö buborékos forrás 30 3.34. Telíe buborékos forrás 30 3.35. Kéfázsú konvekív hőáadás 3 3.36. Folyadékhányos forrás arománya 37 3.37. Krkus hőfluxus nagysága 39 3.38. Hőáadás belül bordás csövekben 36 3.4. A kéfázsú közeg áramlásának alapja 39 3.4. Elem csőszakasz modellje 39 3.4. Homogén modell 330 3.43. Szeparál modell 33 3.43. Súrlódás nyomásveszeség 33 3.43. Geodekus nyomáskülönbség 348 3.433. Gyorsíás nyomásveszeség 355 4. Vízoldal folyamaok, vízelőkészíés, gőzszaság 357 4.. Melegíés, elgőzölgés közben lejászódó folyamaok 357 4.. Belső védőréeg, lerakódás képződése 375 4.3. Vízmnőség előírások 383 4.4. Vízelőkészíés 393 4.5. Gőzszaság bzosíása 405

4.6. Kazánszíás 47 4.7. Vízoldal korrózó, meghbásodások 45 Irodalomjegyzék az első köehez 443 Függelék 459 Másodk köe 5. Hőechnka számíások 3 5.. Tüzelőanyagok 3 5.. Szöchomera számíások 5.3. Füsgáz fajlagos enalpa-hőmérsékle dagramja 7 5.4. Hőmérleg 35 5.5. Tűzerek méreezése 47 5.6. Fűőfelüleek méreezése 63 5.6. Besugárzo fűőfelüleek 65 5.6. Konvekív fűőfelüleek 66 5.63. Közepes hőmérsékle-különbség 90 5.64. Alkalmazás példák, segéddagramok 9 5.7. Falazaok, hőszgeelés 99 6. Füsgázoldal folyamaok, légechnka számíások 07 6.. Láng pulzácó, gázlengések, felüleek rezgése 07 6.. Levegőelláás, légechnka számíások 3 6.3. Fűőfelüleek elrakódása, szíása, kopása, korrózója 37 6.3. Felüleek elpszkolódása, szíása 37 6.3. Fűőfelüleek kopása 46 6.33. Füsgázoldal korrózó 50 7. Gőzkazánok elemenek szlárdság számíása 63 7.. Szerkeze anyagok, ulajdonságak 63 7.. Az anyagok ulajdonsága 64 7.. Szerkeze anyagok fejleszése, jellemző 77 7.. Méreezés eljárások 9 7.. Igénybevéelek ípusa 9 7.. Hengeres szerkeze elemek 93 7.. Belső nyomásból, külső erhelésekből adódó feszülségek 93 7.. Hőmérsékle különbségekből adódó feszülségek 09 7.3. Ellenőrzés válakozó feszülségekre 7.4. Lángcsövek 36 7.5. Víznyomáspróba és érékelése 38 7.3. Csövek, csőrendszerek 688 7.3. Fűőfelüleek 48 7.3. Csövek csalakozása, perem génybevéelek 6 7.4. Egyéb szerkeze elemek 67 7.3. Folyamaos üzemrányíás 79 7.4. Dönés cseréről, selejezésről 99 8. Gőzkazánok üzemeleése 35 8.. Üzembe helyezés, ndíás, leállíás, erhelésválozaás 35 8.. Műszerezés, mérések 335 8.3. Működés üzem ellenőrzése, javíása 345 8.4. Üzemzavarok 357 Irodalomjegyzék a másodk köehez 363 Függelék 383

5. Hőechnka számíások A hőechnka számíások feladaa a kazánban felhasználn kíván üzelőanyagokból, rendelkezésre álló, lleve eljesíendő közegparaméerekből (nyomások, hőmérsékleek, közegáramok) kndulva a berendezés hőmérlegének, haásfokának, fűőfelüle méreenek, főméreenek meghaározása. A hőechnka számíások a ervezés folyama részé képezk. A folyama az előervezéssel ndul, amelynek során a üzelőanyag, kazánparaméerek, korább üzem apaszalaok, ado gyáróra jellemző szokások, lleve a vevő specáls elvárása alapján megállapíásra kerül a berendezés ípusa, alapveő elrendezése, eseleg az ezekre vonakozó válozaok. Ez köve az előzees hőechnka számíás, a űzér és az egyes fűőfelüleek fő méreenek, csőméreenek, elrendezésének meghaározására. Ez alapján elkészíheő a kazán vázlaerve, elvégezheők az előzees hdraulka (crkulácós és füsgázoldal) és szlárdság számíások, megervezheő a kazán arószerkezee. E számíások során, egyes részleeke lleően, rendszern még válozaoka s készíenek. Az előerv műszak és gazdaság érékelése alapján készül el az úgyneveze ajánla erv, amely már a szavaolandó jellemzők és az ajánla ár meghaározásához szükséges összes jellemző (például a poencáls anyag és részegység beszállíóka) fgyelembe vesz. Az uolsó fázs az engedélyezés és gyárás dokumenácó elkészíése, amely a vevő ajánla alapján megjelenő eseleges ovább génye s kelégí. A kazánok, részelemek ervezésére számalan, széles körben alkalmazo, vagy egy-egy gyáró álal fejlesze program, programcsomag áll rendelkezésre. Ezek az adamegadás köveően a hagyományos számíás eljárásokhoz vszonyíva sokkal gyorsabban szolgálanak eredmény, sokkal öbb váloza vzsgálaá eszk leheővé. Így feleslegesnek űnk a számíás eljárások részleenek smereése, hszen senk sem fog kézzel számoln. A kövekezőkben azonban bemuajuk, hogy a számíásokban sok, gyakorla apaszalaokól függő elem van, amelyeke a számíógépes eljárások eseenkén bemenő paraméerkén várnak el. Ezek helyes megadása csak akkor leheséges, ha a felhasználó a megadandó paraméer befolyásoló lényeg elemekkel, a paraméer bzonyalanságának okával, a paraméer válozaásából adódó kövekezményekkel s szában van. Az alapveő hőáadás összefüggések, mn a későbbekben bemuajuk még az előbb bzonyalanságok ellenére s meglepően jó eredményeke szolgálanak, ovábbá az alapösszefüggésekre épülő sajá részprogramok jól áeknheővé, érékelheővé eszk az egyes ényezők haásának vzsgálaá. Ezér különösen előervezésnél, üzem mérés eredmények érékelésénél az alapveő számíás eljárások részleenek smeree nélkülözheelen. 5.. Tüzelőanyagok A kazánokban nagyon sokféle üzelőanyago használnak fel, csoporosíásuka s sokféle szempon alapján lehe elvégezn. A berendezések méreezésénél, kalakíásánál a üzelőanyagok elégeésére rendelkezésre álló echnka leheőségek, a üzelőanyag összeéele, egyes alkoórészenek vselkedése az égés és az köveő lehűlés során, az égéskor felszabaduló hőmennység, az égéshez szükséges levegőmennység, az égésnél kelekező füsgázmennység és egyéb égés maradványok, ezek haása a kazán szerkeze elemere, működésére a legfonosabb 3

jellemzők. Ezek mérlegelése alapján a szokásos gyakorlao köveve elsősorban a halmazállapo (szlárd, folyékony, gáznemű) szern csoporosíás alkalmazzuk, de egyéb szemponokra (erede, égés közben vselkedés) s ualunk. Szlárd üzelőanyagok: A szlárd halmazállapoú üzelőanyagok közül legnagyobb mennységben az erőműv kőszene (seam coal) használják fel. Az gények kelégíésére széleskörű nemzeköz kereskedelem alakul k. A különböző forrásokból származó szénféleségek kaegorzálására, azonosíására szénoszályozás rendszerek vezeek be, amelyek a szenek fx karbon és lló anyag aralma alapján kaegorzálják a szénféleségeke. A besorolások azonban országonkén elérhenek, mn arra példá az lló aralom alapján örénő oszályozásra az 5.. ábláza mua. Kazánban való üzelés szemponjából kedvezőnek a 8-40% lló aralmú szenek bzonyulak, de a berendezések megfelelő kalakíásával, méreezésével a ksebb lló aralmú szenek s jól felhasználhaók. A nagyobb ávolságokra, akár konnensek közö szállío szenek hamu és nedvesség aralma, mn az 5. áblázaban s láhaó, csak néhány százalék, a kénaralom mnmáls. A fűőérék 7-9 MJ/kg közö van. A üzelőanyagok egyéb ulajdonsága (őrölheőség, hamu összeéele, ulajdonsága) azonban lényegesen elérhenek, így a ervezés elő gondosan kell eljárn a üzelőanyag garancáls jellemzőnek, ezek megengede válozás arományának megválaszásánál. Hasonlóan gondos mérlegelés gényel az üzem közben, kényszerű üzelőanyag válás. 5.. ábláza USA megnevezés [] Néme megnevezés [] Magyar megnevezés [5.] Anhracc -4% Anhraz 5-0% Anrac ( sovány szén) 5-0% Low volale bumnous 5-% Magerkohle 0-4% Esskohle 4-9% Gázszegény (dős), zsugorodó szén ( sovány szén) 0-8% Medum volale bumnous -3% Hgh volale bumnous Fekohle 9-8% Gaskohle Gázszegény (dős), sülő szén ( sovány szén) 8-3% >3% 8-35% Gázdús (faal), sülő szén Gasflammkohle 35-40% Flamm-, Sner-, Pech, Sandkohle, 40-45 (50)% ( zsíros szén) 3-36% Gázdús (faal), zsugorodó szén ( száraz szén) 40-4% A felhasznál szénféleségek másk csoporja elsősorban hely, regonáls forrásokból származk. Ezek gyenge mnőségű (nagyobb hamuaralmú) kőszenek, barnaszenek, lgnek, eseleg őzeg. Ilyen eseben a berendezés ervezése az ado szénmnőségre örénk. Ez eseben s nagyon gondosan kell azonban eljárn, mvel a kermel üzelőanyag mnősége bzonyosan nem egyezk meg a fúrás mnák alapján vélelmezheővel, másrész az üzemdő folyamán bzonyosan válozn fog. A ervezés során a várhaó legkedvezőlenebb jellemzőkből kell knduln, hogy berendezés eljesíményének korláozására, meghbásodásokra ne kerüljön sor. Ksebb berendezéseknél szénermékeke: kokszo, eseleg brkee s használnak üzelőanyagkén. Néhány jellemző szénféleségre az 5.. ábláza mua llóaralom, C (karbon), H (hdrogén), S (kén), O (oxgén), N (nrogén) w (nedvesség) a (hamu) bonásban (5.. ábra), súlyszázalékban megado elem összeéel és fűőérék adaoka. Erőműv kőszeneknél csak nemzeköz adaok szerepelnek, gyenge 4

mnőségű szeneknél a könyv összeállíásának dején még nagyobb mennységben felhasznál haza szénféleségek s. Az elem összeéel és az llóaralom nedvességés hamumenes (vhm) állapora vonakozk, a fűőérék nedvesség- és hamumenes, valamn nyers állapora s szerepel a áblázaban. A haza szénbányásza egykor, széles ermékválaszékára az [5.] rodalomban alálhaók nformácók. 5.. ábláza Illó vhm C vhm H vhm N vhm O vhm S vhm a w H vhm H % MJ/kg Kőszenek [5.3-5.4] Anrac, Donyeck 4,0 94,39,80 0,7,40,70 5 5,7 33,75 30,00 Anrac, Ruhr 8,3 90,80 4,00,30,70,0 5,3 3 35,9 3,0 Magerkohle, Francaország,0 89,80 3,80,00 4,80 0,60 6 3 36,4 3,3 Fekohle, Dél-Afrka 8,6 8,50 5,40,70 9,90,30 5 8 3,99 5,4 Gaskohle, 35,9 84,7 5,40,70 7,70 0,50 6,8 5 33,0 9,00 Queensland Gaskohle, Lengyelország Gasflammkohle, Skóca 33, 84,50 5,0,60 7,0,0 8-3 4-0 3,4 6,- 7,0 4,5 8,4 5,40,0 0,9 0,80 4,6 3,8 3,64 6,30 Gyenge mnőségű szénféleségek [5.5-5.7] Pécs szapszén 30,7 83,9 5,4,00 4,74 4,74 36, 3,7 9,95,0 Pécs "A" akna II. 3,5 79,58 4,97,83 7,59 6,0 54,5 7,3 7,93 0,67 Oroszlány nyers 39,6 67,7 5,58 0,73 7,96 8,0 44,3 4,5 6,09 0,75 akna II. Ajka ör akna II. 38,4 63,69 4,67,7 4,4 5,94 3,6 0,3 9,4 9,4 Lgn, Hambach ~54 65,90 4,70 0,90 7,80 0,70,7 50,0,8 8,4 Lgn, Vsona ~6 65,0 5,0,80 4,0 3,08,6 45,8,70 7,40 Lgn, Vsona ~63 63,9 5,70 0,95 5,3 4,75,8 45,6 9,8 6,06 Lgn, Bükkábrány Tőzeg, Fnnország ~64 60,0 5,0,40 6,90 6,30 7,7 45, 0,5 7,63 ~73 58, 6,36,33 33,7 0,48 3,63 5,6,34 8,49 Koksz [5.4] Kőszénből 84,83 0,6 0,87 0,6 0,76 9,0 4,0 33,8 8,86 Barnaszénből 0,9 8,90 0,5 0,84 0,7 0,74 9,0 7,0 33,9 7,79 Brke [5.4] Kőszénből 7,8 80,96 3,70,56,77 0,7 9,7,6 35,09 3,09 Lgnből 56, 5,9 3,87 0,53 9,35 0,3 7,3 6,8 6,0 9,40 Bomasszák: A fennarhaó energaelláás érdekében az uóbb dőben széleskörűen elerjed a különféle bomassza féleségek, hulladékok nagylépékű hasznosíása. Megndul a pelleál bomassza konnensek közö kereskedelme. Ksebb berendezéseknél széleskörűen alkalmaznak bobrke üzelőanyago s. A szóba jöheő válaszékból (haszonnövények maradéka, energanövények) az 5.3. áblázaban csak néhány jellemző példa szerepel [5.4], [5.8-5.9]. A növény erede (és a nedvesség- és hamumenes állapora vonakozó, közel azonos elem összeéel) ellenére a bomasszák ulajdonsága lényegesen elérhenek, így egy ado berendezés ervezésénél különös gondossággal kell eljárn a felhasználandó bomasszák szóba jöheő üzelés arányanak megválaszásánál. A áblázaban, a [] rodalom alapján, város szemé ájékozaó adaa s szerepelnek. A valóságban a város szemé ervezés, üzemvel szemponjából fonos jellemző nagymérékben függnek a begyűjés helyől, az oan élemódól, élekörülményekől. Az összeéel 5

évszakokól (vegeácó, fűés), és más körülményekől függően s széles haárok közö válozha. Az egyes jellemző hulladékcsoporokra, arányuk válozására néme apaszalaok [5.4] alapján az 5.4. ábláza mua példáka. Ezek alapján s egyérelmű, hogy a ervezés üzelőanyag sáv megválaszása szemé vagy más hulladéküzelésű berendezések eseén s különös gondosságo, eseleg öbbéves adagyűjés gényel. 5.3. ábláza [5.3], [5.8-5.9] Illó vhm C vhm H vhm N vhm O vhm S vhm a w H vhm H % MJ/kg Bükkfa 87,5 49,0 6,8 0,46 44,7 0,00 0,78,3 8, 3,46 Fenyőfa 5,03 5,93 0,48 4,57 0,00 0,6 0,4 9,36 4,79 Nyárfa 50,43 5,99 0,44 43,4 0,00,0 6,7 7,99 4,36 Bükk kéreg 80, 5,6 6,8 0,5 4,54 0,05,78 34,3 8,97,0 Búzaszalma 79,0 48,4 6,0 0,45 45,03 0,00 4,30 4,0 8,58 4,84 Bagassz (klúgozo cukornád) 8,0 48, 6,70 0,46 44,63 0,00,3 5,0 8,73 7,70 Papír 87,6 48,9 5,8 0, 45,63 0,08 4,70 8,5 8,48 3,99 Kukorcaszár ~76 48,4 6,36,43 43,85 0,3 8,78 ~5,7 9,8 6,50 Mscanhus ~80 47,87 6,45 0,73 44,85 0,0 3,90 ~6, 8, 6,33 Város szemé [] 5,94 7,0 0,38 39,8 0,9 6,00 3,3 8, 9,55 Papír karon, nyomavány Műanyag, exíla, fa, bőr, cson, gum 8 mm-nél ksebb méreű szerves anyag, Égeés maradványok (koksz) 5.4. ábláza [5.4] 8 mm-nél nagyobb méreű növény maradványok Fűőérék (H vhm,mj/kg) 7,5 7,3 7,6 33,7 0,3 Hamu (h vm, %) 3,3 8,0 68,0 68,0 37,9 Nedvesség (%) 4,, 8,9 8,9 53,3 Összeéel (%): Szolgálaás orenál város 3,3-43,9 0,9-3, 7,9-38,4 0,-8,0,6-4,8 Termelés orenál 0,-43, 0,3-0, 3,4-7, 4,7-,6,8-37,7 város Előváros jellegű 7,9-43,,4-8,9 5,-3,3 0,6-0,5 3,4-38,6 erüle Iparosodo erüle 5,0-3,8 3,9-3,3 9,9-34, 0,3-5,4 6,6-40, Vdék 7,6-4, 4,3-30,0 8,4-3,3 0-4,4 3,8-43,3 Száríás haása az összeéelre, fűőérékre: A üzelőanyagok mnősége a szállíás, árolás során folyamaosan válozk: nedvességaralmuk növekszk, csökken, kéma áalakulások s végbemehenek. Nagyobb nedvességaralmú lgneknél a méreek csökkenésére, haásfok javíására szénszáríás echnológáka s alkalmaznak. Ezér gyakran szükséges a különféle állapook közö ászámíás. Ehhez az 5.. ábrán láhaó vázlaból lehe knduln. A száríás során a szén szárazanyagaralma válozalan marad, csak a nedvességaralom csökken, így az ászámíás a válozalanul maradó összeevők egész mennységhez vszonyío arányának fgyelembevéelével leheséges. Néhány jellemző állapo közö ászámíás összefüggés az egyes alkoók arányára az 5.5. ábláza aralmaz. Fűőérékek ászámíásánál abból lehe knduln, hogy a nedvesség, hamuaralom válozásával a üzelőanyag égheő részének égéshője marad állandó. Egy ado állapora vonakozó fűőéréke vssza kell számían égéshővé, az 5.5 áblázabel ászámíás összefüggésekkel meg kell haározn a megválozo ömegegységre 6

Erede állapo Nyers állapo Légszáraz állapo Nedvességmenes állapo Nedvesség- és hamumenes állapo vonakozao égéshő, majd ebből a megválozo nedvesség és hdrogénaralom fgyelembevéelével lehe kszámían az új fűőéréke. Példakén a nedvességaralom válozása eseén H 00 w H 4, 45w 8, 936H 4, 45w 8, 5. n 936 n H 00 w ahol az ndexek a knduló, a ndexek a végállapora vonakoznak. Nedvesség (w) Durva nedvesség Ebből levegőn való száríásnál vsszamarad Hgroszkopkus nedvesség Hamu (a) N O S H C w, a w =0 a vm w =0, a =0 w a, a =0 5.. ábra Szlárd üzelőanyagok jellemző 5.5. ábláza Végállapo w, a a vm w=0, a=0 w a, a =0 00 w 00 w 00 w 00 00 w a 00 00 w a 00 w a 00 00 00 a 00 a 00 00 w a w 00 w a 00 w a vm vm 00 avm 00 00 avm 00 w a 00 00 00 a vm 00 w a 00 w 00 w a vm 00 wa 00 A száríás melle, elsősorban kőszenek mnőségének javíására, poros frakcó, meddőaralom leválaszására a szénmosás s alkalmazzák. Ennek során a szárazanyag aralom összeéele s válozk, így a áblázabel ászámíás összefüggések nem használhaók, megbízhaó jellemzők csak a mosás ermékek analízsével, kalormerálásával nyerheők. Hamu összeéele, ulajdonsága: Szlárd üzelőanyagoknál nemcsak a hamuaralom nagysága, hanem annak összeéele, üzelés ala, uán vselkedése s különösen fonos [5.44]. Ezér mndg szükség van a salakosodás, elrakodás ulajdonságoka befolyásoló, hamuban előforduló vegyüleek mennységének meghaározására, lleve a hamu olvadás ulajdonságanak, az ez jellemző hőmérsékleek érékének megadására. Néhány haza szénféleségre és összehasonlíásképpen rajna lgnre a hamu összeéelé az 5.6. ábláza muaja. Az égés eredményekén kelekező salak ulajdonsága érdemben csak üzelés kísérleek során smerheők meg. Erre nem mnden eseben van mód, másrész a ulajdonságok a berendezés élearama ala lényegesen válozhanak. Ezér a gyakorla apaszalaok alapján a hamuban lévő vegyüleek arányából, a üzelőanyag kénaralmából knduló jellemző számoka (5.7. ábláza) vezeek be, és 7

ezek alapján a apaszala haárérékek fgyelembevéelével lehe kövekezen az égés maradványok várhaó vselkedésére. A számíás összefüggések alkalmazásá kőszenekre javasolják [], de gyakorla apaszalaok alapján más üzelőanyagoknál s alkalmasak a berendezések kalakíásá, eseleges üzelőanyag válás befolyásoló dönések elősegíésére. Salakolvaszó üzeléseknél az előzőekkel ellenében a salak kedvező olvadás, folyás ulajdonsága fonosak. Uóbbak valószínűsíésére alkalmazzák a SO 0, 5( Al O3 K O ) K 5. 0, 5( FeO3 FeO CaO ) MgO NaO vszkozás számo, amelynek a apaszalaok alapján a jó salakolvadáshoz 7-nél nagyobbnak kell lenne []. 5.6. ábláza Rajna vdék lgn [] Vsona lgn [5.5] Bükkábrány lgn [5.5] Oroszlány akna II. [5.5] SO 9,5 6,0 46, 48,0 Al O 3 5,0 7,7 0,5 6,0 Fe O 3 5,0 7,5,6 5,0 CaO 4,0 5,9 0,3 7,3 MgO 4,0,7,6,8 K O 3,5 0,9 0,9,3 Na O,0 0,3 0, 0,7 SO 3 4,3 8,0 7,4 CO 0,0 0,0,0 TO 0,5 0,5, Egyéb 0, 0, 0,4 Jellemző számok Számíás összefüggés Tapadás veszély [] Bázs-sav arány Salakosodás ényező Elömődés ényező Teljes alkál szám Szlícumoxd arány Ásvány szám B A Fe O CaO MgO Na O K O 3 5.7. ábláza Salakosodás veszély [5.] 3 >0,8 >0,5 SO Al O TO B SF S > A B FF NaO A ( NaO 0, 658 K O ) A TA 00 SO SR Fe O CaO MgO SO >0, >0,6 >0,3 <7 3 SO Fe O M <5 Gyenge mnőségű szeneknél elsősorban a pernyeszemcsék ragadásával, olvadásával fenyegeő hőmérsékleek elkerülése jelenhe megoldás. A Lez féle, redukáló és oxdácós amoszférában végze, olvaszómkroszkópos vzsgálaok alapján álalában az alább hőmérsékle érékeke adják meg: 3 8

ragadás hőmérsékle, ragadósság pon (a mnához érne üvegrúd odaapad), alakválozás hőmérsékle (a 0 mm élhosszúságú kocka alakú mna sarkanak, élenek erede alakja megválozk), lágyulás hőmérsékle, lágyuláspon (megndul a kocka magasságának a csökkenése [ mm]), olvadáspon (az olvadék félgömb alako vesz fel), folyáspon (az olvadék széfolyk a vzsgáló felüleen, magassága mm), amelyek közül a garancáls feléelek közö álalában a redukáló amoszférában mér lágyulás hőmérsékle mnmáls éréké rögzík. A bomassza féleségek hamuösszeéele és a szlárd égés maradványok ulajdonsága lényegesen elérnek a szenekéől, elsősorban a ks mennységű hamuban előforduló nagyobb arányú kalcum, kálum, klór aralom ma [5.8]. Hulladékoknál a műanyag csomagolóanyagok ma lehe gen nagy a klórvegyüleek aránya. Ezér a ervezés üzelőanyag mnőség megválaszásánál, a megengede elérés arományok meghaározásánál nagy gondossággal kell eljárn. Szerző olyan mnmum-maxmum aromány megadással s alálkozo bomassza üzelőanyagnál, ahol például K O-ra,-%, CaO-ra,6-38% érékek szerepelek, és az egyéb alkoóka s hasonlóan széles sávok jellemezék. 5.8. ábláza C vhm H vhm N vhm O vhm S vhm a w H vhm H % MJ/kg Fűőolaj 86,00,30 0,30,37,03 0,0 0,39 4,4 40,98 Tüzelőolaj 86,33 3,0 0,40 0,7 4,60 Gázolaj 85,95 3,50 0,35 0,0 4,95 Benzn [5.4] 85,90 4,05 0,05 43, Melalkohol (sza) [5.4] 37,49,58 49,93 9,7 Black lquor [5.4] 6,63 6,69 0,4 9,90,5 33,5 30,0,69 7,97 Ormulson 400 [] 84,87 0,5 0,70 0,5 4,0 0,07 9,00 39,05 7,70 Folyékony üzelőanyagok: A nagy mennységben felhasznál kőolajszármazékoka ks hamu- és nedvesség-aralom jellemz (5.8. ábláza). A fűőolajokban lévő ks hamuaralom azonban jelenős mennységű vanádum oxdo aralmazha, amely a nagy falhőmérsékleű falfelüleeken különösen gyors lefolyású, veszélyes, magas hőmérsékleű korrózó eredményezhe. A szenekénél ksebb kénaralom s veszélyesebb lehe, mvel hányoznak a szenek hamujában előforduló, a kénvegyüleeke meserséges beavakozás nélkül részben leköő alkálkus hamualkoók s. Ezér olajüzelésű berendezések kalakíásánál a falhőmérsékleek helyes megválaszásával mndké korrózó ípus megelőzésére gondosan ügyeln kell [4.75]. A áblázaban néhány más folyékony üzelőanyag s szerepel. A black lquor (fekee lúg) a.4. fejezeben smeree lúgüzelésű kazánok üzelőanyaga, az ormulson a Venezuelában, az Ornokó folyó medencéjében kermel bumenből mnegy 30%-ny víz és ulajdonságjavíó vegyszerek hozzáadásával előállío, nagy hamuaralmú kőolajszármazéko jelöl. Uóbbnak elsősorban nagy kén és vanádum oxd aralma jelen különleges khívás a ervezők, üzemeleők számára. Felhasználására kőszénüzelésű kazánok kegészíő üzelőanyagakén, vagy nagy sűrűségű fűőolajok helyeesíésére kerül sor. 9

Gáznemű üzelőanyagok: Szlárd, folyékony üzelőanyagoknál a üzelőanyago alkoó égheő vegyüleek ípusanak meghaározása, a vegyüleek sokfélesége ma csaknem leheelen. Ezzel szemben a gázhalmazállapoú üzelőanyagok összeéele néhány jellemző molekulával jól leírhaó. Ema gáz üzelőanyagoknál nem az elem, hanem a molekula összeéel (érfogaszázalékban) megadása szokásos. A leggyakorbb alkoók: CH 4 (meán), C H 6 (eán), C 3 H 8 (propán), C 4 H 0 (buán), C m H n (magasabb rendű szénhdrogének), CO (szénmonoxd), H (hdrogén), H S (kénhdrogén), CO (széndoxd), N (nrogén), H O (vízgőz). A gáz üzelőanyagok nedvesség (vízgőz) aralma a meserségesen előállío üzelőanyagoka kvéve elhanyagolhaó, az eselegesen (álalában g/m 3 -ben) megado, hamunak neveze alkoó a kermelés, előállíás során elragado és a szíás folyamaok során vsszamarad, fnom méreű por jelen. 5.9. ábláza CH 4 C H 6 C 3H 8 C 4H 0 C mh n CO CO O N H H % kj/nm 3 Földgáz I. 95,60,4 0,3 0,5 0,06 0,45,0 35579 Földgáz II. 88,63 3,59,57 0,8 0,3,0,89 36994 Földgáz III. 83,3 0,8 0,7 0,08,58 4,0 373 Földgáz IV. 30,95,4 0,7 0,35 0,0 64,,45 686 Kamragáz I. [5.] 3,0,3 7,0,,5 55,0 4654 Kamragáz II. [] 33,9 5, 6,,6 0,6 3,7 47,9 Város gáz (földgázbonásból) 40,9 6,5 7, 0, 3,0 3,3 90 Generáorgáz 5673,0 0,5 4,0 7,3 0, 5,0 5,0 (barnaszénből) [5.] Generáorgáz 6645,0 0, 8,0 4,0 0, 53,6,0 (kőszénből) [5.] Gáz, flud ágyas (kőszén) gázosíóból 0,9 30,7,9 47,8 8,7 [5.0] Kohógáz I. [5.] 7,5 0,0 54,5 3 3558-485 Kohógáz II. [] 0, 3,3 4,4 56,4,4 Néhány jellemző, gáznemű üzelőanyag összeéelé, fűőéréké az 5.9. ábláza aralmazza. Az I.-III. jelű földgázok az ország különböző helyén ve mnák jellemző muaják. Az elérések a földgáz előfordulások különbözőségéből adódnak. A IV. jelű földgáz nagy széndoxd aralmú előfordulásból származk, a gyakorlaban neres (rkábban savanyú) gáznak nevezk. A kamragáz a kokszolóművekben (kokszoló kamrákban) előállío, város gáz -kén s forgalmazo, gáz szokásos megnevezése. Összeéele nagymérékben függ a koksz előállíásához felhasznál szén mnőségéől, elsősorban llóanyagaralmáól. A megfelelő, olcsó kokszolhaó haza szénfaják kmerülésével, a város gáz gény növekedésével, a gázhálózaok földgázra örénő áállíáság gyakran földgázból, vagy benznből bonással előállío gázzal póolák. A generáorgáz földgáz elláás hányában az par kemencék üzelőanyaga, vegy eljárások nyersanyaga. A nagyolvaszók mellékermékekén kelekező kohógáz rendszern a ház erőművekben hasznosíják, amelyeknek kazánjaban a kamragáz, generáorgáz más célra nem hasznosíhaó öbbleé s elüzelk. Muán uóbb gázféleségek gyulladás ulajdonsága a nagy szénmonoxd aralomból adódóan kedvezőlenek, felhasználásukra gyakran csak jó mnőségű (földgáz, fűőolaj) üzelőanyag ámaszó, póüzelésével van mód. A kamragáz, kohógáz -5% nedvessége s aralmazha. 0

5.. Szöchomera számíások A szöchomera az égés reakcók során érvényesülő ömeg és érfogaarányok, fajlagos mennységek számíásával foglalkozk. A berendezések méreezéséhez az egységny mennységű üzelőanyag ökélees (nem maradnak vssza égheő gázhalmazállapoú égés maradványok), és eljes (nem maradnak vssza égheő szlárd halmazállapoú égés maradványok) elüzeléséhez bevezeendő oxgén-, levegőmennység, a üzelés eredményekén kelekező száraz- és nedves füsgázmennység smeree szükséges. A számíások szlárd és folyékony üzelőanyagoknál az előzőek szern, súlyszázalékban megado elem összeéelből, gázhalmazállapoú üzelőanyagoknál a üzelőanyago alkoó vegyüleek, érfogaszázalékban megado, mennységéből ndulnak k. Szlárd, folyékony üzelőanyagok: A fajlagos mennységek számíása az elem összeéelben előforduló a alkoók, és az 5.0. áblázaban megado, ado alkoóra vonakozó állandók szorzaának összegzése alapján örénk (a vesszővel jelze érékek az egységny ömegre vonakozao fajlagos, a 0 ndexű érékek a = légfelesleg ényezőre vonakozó elméle érékeke jelölk): ' Fajlagos elméle oxgénszükségle [kg/kg]: O CO a 0 5.3 ' Fajlagos elméle levegőszükségle [kg/kg]: L CL a 0, 5.4 ponosabb számíásoknál a levegő ( x ) nedvességaralmának ' fgyelembevéelével ( x) C a 5.5 ' Teljesen ökélelen elégéshez szükséges oxgén [kg/kg]: OCO CCO a 5.6 ' Fajlagos elméle széndoxd mennység [kg/kg]: CO 0 CCO a 5.7 ' Fajlagos elméle kéndoxd mennység [kg/kg]: SO 0 CSO a 5.8 ' Fajlagos elméle nrogén mennység [kg/kg]: N 0 CN a 5.9 ' Fajlagos elméle száraz füsgázmennység [kg/kg]: V Sz CV Sz a 0, 5.0 lleve ' L 0 ' ' ' CO SO 5.0a L V Sz 0 0 0 N 0 ' Fajlagos elméle vízgőz mennység [kg/kg]: H O 0 CH O a, 5. ponosabb számíásoknál a levegő (x) nedvességaralmának ' ' fgyelembevéelével C a x 5. H O0 H O L0 ' V ' ' ' V V Sz H Fajlagos elméle nedves füsgázmennység [kg/kg]: 0 CV 0 a, 5.3 lleve 5.3a 0 0 O A hamu gázfázssal ávozó, a [kg/kg] nagyságú, llóanyag aramá széndoxdkén javasol fgyelembe venn, és az 5.7. képleből kadódó, égésből származó széndoxd ' érékhez kell hozzáadn. Így az összegze érék a hamu llóanyag fázsá s aralmazza. Amennyben a éréke smerelen, elhanyagolhaó. CO 0 0

Valóságos vszonyok közö, a üzelőanyag leheőség szern eljes, ökélees elüzeléséhez, légfeleslegre van szükség. Ezér a üzelőberendezésekbe bevezeendő, és az égés eredményekén kelekező mennységek a levegőfelesleggel, amelye a légfelesleg ényezővel jellemzünk, megnövekednek: Fajlagos oxgénszükségle [kg/kg]: ' ' 5.4 Fajlagos levegőszükségle [kg/kg]: Fajlagos száraz füsgázmennység [kg/kg]: Fajlagos nedves füsgázmennység [kg/kg]: C O C L C CO C SO C N O O 0 ' ' L 5.5 ' V ' V Sz ' V L 0 ) Sz0 5.6 ' V ' ( L 5.7 C V Sz ) 0 ' ( L CH O V 0 0 0 5.0. ábláza C C Karbon,664,507 3,664 8,843,507,507,33 Hdrogén 7,937 34,83 6,346 6,346 8,937 35,83 7,937 Kén 0,998 4,3,998 3,33 5,3 5,3 0,998 Oxgén -,000-4,39-3,39-3,39-3,39-3,39 Nrogén,000,000,000 0,000 Nedvesség,000,000 A füsgáz sűrűsége a vonakozaás hőmérsékleen az egyes komponensek (széndoxd, kéndoxd, vízgőz, oxgén, nrogén, pernye, eseleg szénmonoxd) 5.. áblázaban megado sűrűsége alapján számíhaó k. ' v fg 5.8 ' A légfelesleggel bekerülő levegő a levegő (,93 kg/m 3 ) sűrűségével, vagy oxgénkén és nrogénkén, a levegőbel arányuknak megfelelően, lehe fgyelembe venn. A nedves füsgáz sűrűségére megadohoz hasonlóan számíhaó a száraz füsgáz sűrűsége s. A hőechnka számíások során szükség van a háromaomú gázok parcáls nyomására, a füsgáz porkoncenrácójára, a füsgázelemzések kérékeléséhez a széndoxd, kéndoxd, ökélees és eljes égéshez arozó maxmáls érfogaszázalékos arányára s. Ezek számíása az előbb fajlagos mennységekből a sűrűségek fgyelembevéelével leheséges. Fonos kemeln, hogy a parcáls nyomások, koncenrácók számíásánál érelemszerűen a pernyearalom nélkül (hamumenes állapora számío) fajlagos füsgázmennységekből és sűrűségekből kell knduln. CO Széndoxd parcáls nyomása [bar]: Kéndoxd parcáls nyomása [bar]: Vízgőz parcáls nyomása [bar]: p p CO SO ' CO / 0 CO p ' / 5.9 V fg ' SO / 0 SO p ' / 5.0 V fg ' H O / 0 H O ph O p 5. ' / V fg

CO max (%) Kohógáz Generáorgáz Vízgáz Város gáz Kamragáz Földgáz Olajgáz CO max (%) Kőszén kárány Fűőolaj Gázolaj Cseppfolyós gáz Anrac Tőzeg CO max (%) Fa Koksz A füsgáz porkoncenrácója [kg/m 3 ]: ( )a( ) h / s ' V fg 5. ahol p nyomás a űzérben, kazánjáraokban [bar], s salakbeköés ényező, (.3 fejeze) [kg/kg], éréke szénporüzelésnél 5-5%, rosélyüzelésnél 75-85%, a hamu llóanyag aralma [kg/kg]. A maxmáls koncenrácó számíása száraz füsgázra vonakozava örénk, muán a füsgázelemző készülékekben a nedvessége, a koncenrácómérés megelőzően, leválaszják. ' CO / 0 CO Széndoxd maxmáls koncenrácója a füsgázban [%]: COmax 00 5.3 ' / ' SO / 0 SO Kéndoxd maxmáls koncenrácója a füsgázban [%]: SO max 00 5.4 ' / Az egyes üzelőanyagfajákra jellemző CO max érékeke [5.3] alapján az 5.. ábra muaja. A hagyományos, elnyeleéses elven működő, (külön helesíés nem génylő) füsgázelemző (például Orsa) készülékeknél a széndoxd és kéndoxd nem különíheő el, ezér kénaralmú üzelőanyagoknál a légfelesleg ényező megállapíásához a gyakorlaban az ROmax COmax SO max összege alkalmazzák, amely csak szerény a kénaralomól függő mérékben nagyobb az előbb érékeknél. V V Sz0 Sz0 fg Sz fg Sz CO max,0 0,6 0, 9,8 9,4 9,0 Kőszenek Barnaszén, lgn 8,6 0 0 0 30 40 50 60 70 80 Illóaralom (%) 0 8 6 4 36 38 40 4 44 46 48 50 Fűőérék (MJ/kg) 6 8 4 0 0 0 0 30 40 50 Fűőérék (MJ/Nm 3 ) 5.. ábra Az egyes üzelőanyagokra jellemző CO max érékek [5.3] Gáznemű üzelőanyagok: A fajlagos mennységek számíásához az m, érfogaarányban [m 3 /m 3 ] megado molekula összeéel á kell számían ömegarányra ( a, [kg/kg]), amely az egyes komponensekre az 3

a m m 5.5 kfejezéssel, az egyes alkoók sűrűségének fgyelembe véelével örénhe. Ez köveően a fajlagos jellemzők meghaározása a szlárd üzelőanyagokéval eljesen azonos módon, az előbb képleek és az 5.. áblázaban megado állandók felhasználásával végezheő. C CO C SO C N C V Sz CH O V 0 5.. ábláza C C O C L H [.8] kg/m 3 kj/kg CH 4 0,78 3,989 7,3,743 3,4 5,985,46 8,3 5003 C H 6,355 3,75 6,088,97,363 5,9,797 7,088 4747 C 3 H 8,93 3,68 5,67,994,044 5,038,634 6,67 46354 C 4 H 0,708 3,578 5,457 3,09,878 4,907,550 6,457 4575 C m H n,503 3,4 4,78 3,38,359 4,497,84 5,78 4578 CO,5 0,57,467,57,896 3,467 3,467 003 H 0,090 7,937 34,83 6,346 6,346 8,937 35,83 997 CO,977,000,000,000 N,50,000,000,000 O,49 -,000-4,39-3,39-3,39-3,39 H S,536,408 6,083,880 4,675 6,555,408 7,083 509 H O 0,804,000,000 SO,856,000,000,000 Keverékek üzelése, vegyes üzelés: Többféle üzelőanyag egydejű üzelése eseén célszerű az előbb fajlagos mennységek üzelőanyagonkén örénő kszámíása, és az eredő mennységek ez köveő meghaározása a ( k k ) keverés arányok fgyelembevéelével. Például: lleve ahol a k k részarány kszámíása: ' ' CO CO k 5.6 kev k k k ' V k k ' k 5.7 k V k kev m k m k k k 5.8 az egyes m k [kg/s] üzelőanyag áramok alapján leheséges. Ily módon az egyes üzelőanyag áramok, ezzel az arányok válozása jól köveheő. A számíás súly és érfogaszázalékban megado összeéelű üzelőanyagok egydejű üzelésére s alkalmazhaó. Homogén összeéel megadás eseén az egydejű üzelés jellemzőnek számíása a üzelőanyag keverék elem összeéelének egyes komponensek elem, molekula analízséből végze meghaározása alapján s leheséges. A keverék komponense: súlyszázalékos összeéelre: a kev a k kk 5.9 érfogaszázalékos összeéelre: m kev m k kk 5.30 ahol k k a súlyszázalékos, vagy érfogaszázalékos keverés arány. k k 4

Jellemző érékek. A fajlagos jellemzők meghaározására vonakozó előbb számíásoka elvégezük az 5.. fejezeben megado üzelőanyag féleségekre. Az 5..-5.4. áblázaokban a fajlagos elméle levegőszükséglee, a fajlagos elméle száraz és nedves füsgázmennysége, a =,5 (szeneknél), =, (bomassza féleségeknél), lleve =,05 (folyékony és gázhalmazállapoú üzelőanyagoknál) légfelesleg ényezővel számío fajlagos füsgázmennysége, a háromaomú gázok légkör nyomásra ( p =,035 bar) számío parcáls nyomásá, a füsgáz maxmáls hamuaralmá ( s =0,5 érékű salakbeköés. képle ényezővel), RO max éréké, és sűrűségé (5 C on) üneük fel. Az 5.. áblázaban megado száraz és nedves füsgázmennységek a üzelőanyagok füsgázzal szállío hamuaralmá nem aralmazzák. Szlárd üzelőanyagok ' L 0 ' V Sz0 ' V 0 p ' V CO p SO ph O 5.. ábláza h RO max fg kg/kg bar g/m 3 % kg/m 3 Anrac, Donyeck 0,6,07,,75 0,93 0,00 0,03 5 9,99,38 Anrac, Ruhr 0,779,38,76 3,343 0,80 0,00 0,05 5 8,99,36 Magerkohle, Francaország 0,44,059,364,97 0,8 0,00 0,05 6 9,8,363 Fekohle, Dél-Afrka 8,449 8,97 9,99 0,567 0,70 0,00 0,08 8 8,58,34 Gaskohle, Queensland 9,956 0,465 0,888,38 0,7 0,00 0,074 7 8,50,345 Gaskohle, Lengyelország 8,885 9,350 9,763,095 0,7 0,00 0,079 4 8,56,343 Gasflammkohle, Skóca 8,80 9,309 9,774,097 0,69 0,00 0,09 5 8,57,336 Pécs szapszén 4,563 4,788 5,0 5,886 0,57 0,006 0,35 78 8,40,3 Pécs "A" akna II. 4,3 4,357 4,578 5,96 0,66 0,009 0,090 36 8,6,34 Oroszlány nyers akna II. 3,8 4,099 4,378 4,95 0,56 0,03 0,33 3 8,7,39 Ajka ör akna II. 3,830 4,3 4,504 5,078 0,63 0,00 0,47 8 9,65,35 Lgn, Hambach,993 3,30 3,866 4,35 0,47 0,00 0,66 35 9,94,43 Lgn, Vsona,77,97 3,5 3,90 0,39 0,004 0,7 65 9,7,38 Lgn, Vsona,638,870 3,40 3,806 0,34 0,007 0,8 70 9,04,3 Lgn, Bükkábrány,909 3,03 3,73 4,68 0,39 0,00 0,63 50 9,43,46 Tőzeg, Fnnország 3,53 3,584 4,7 4,705 0,38 0,00 0,84 9 9,3,8 Kőszénkoksz 9,87 0,73 0,78,63 0,05 0,00 0,00 0 0,66,398 Barnaszénkoksz 9,530 0,34 0,440,870 0,03 0,00 0,06 0 0,67,395 Kőszén brke 0,539,097,44 3,03 0,79 0,00 0,05 0 8,87,36 Lgn brke 6,475 7,077 7,40 8,374 0,73 0,00 0,6 9,53,38 Bükkfa 4,505 5,86 5,497 6,73 0,64 0,000 0,9 0,,88 Fenyőfa 4,79 5,495 5,785 6,504 0,68 0,000 0,76 0,7,97 Nyárfa 4,9 5,653 5,909 6,647 0,70 0,000 0,68 0,7,30 Bükk kéreg 3,964 4,498 4,936 5,53 0,55 0,000 0,5 6 9,85,66 Búzaszalma 4,67 5,408 5,69 6,39 0,70 0,000 0,70 8 0,37,30 Bagasz,87 3,9 3,84 4,38 0,36 0,000 0,38 3 9,75, Papír 4,75 4,937 5,08 5,655 0,84 0,000 0,46 33,39,3 Kukorcaszár 4,997 5,79 5,909 6,659 0,70 0,000 0,5 7 9,95,30 Mscanhus 5,08 5,986 6,69 6,950 0,70 0,000 0,55 7 0,00,308 Város szemé 3,589 3,989 4,48 4,966 0,47 0,000 0,30 39 9,04,58 5

Folyékony üzelőanyagok ' L 0 ' V Sz0 ' V 0 p ' V CO p SO ph O 5.3. ábláza RO max kg/kg bar g/m 3 % kg/m 3 Fűőolaj 3,366 3,357 4,356 6,36 0,4 0,00 0,6 0 5,9,305 Tüzelőolaj 4,45 4,48 5,45 7,577 0,35 0,000 0,4 0 5,34,96 Gázolaj 4,5 4,309 5,5 7,689 0,33 0,000 0,7 0 5,9,93 Benzn 4,703 4,448 5,703 7,909 0,3 0,000 0,30 0 5,0,90 Melalkohol 6,470 6,845 7,470 8,44 0,5 0,000 0,34 0 4,90,33 Black lquor,999 3,55 3,667 4,7 0,45 0,00 0,6 97 8,7,60 Ormulson 400 9,50 9,573 0,50,936 0,38 0,004 0,45 0 6,9,93 Gáznemű üzelőanyagok ' L 0 ' V Sz0 ' V 0 ' p V CO p H O h 5.4. ábláza RO max fg kg/kg bar % kg/m 3 Földgáz I. 6,339 5,3 7,339 8,56 0,7 0,34,69,37 Földgáz II. 5,360 4,40 6,360 7,8 0,0 0,9,05,4 Földgáz III. 5,37 4,378 6,37 7,083 0,9 0,8,00,4 Földgáz IV.,876 3,53 3,876 4,00 0,68 0,89 6,77,348 Kamragáz I. 4,98,99 5,98 5,908 0,0 0,93 0,,09 Kamragáz II.,873,93 3,873 4,57 0,08 0,76 0,94,9 Város gáz (földgázbonásból) 8,770 8,479 9,770 0,09 0, 0,57,07,3 Generáorgáz (barnaszénből),378,3,378,447 0,90 0,6 9,0,33 Generáorgáz (kőszénből),336,8,336,403 0,90 0,093 8,99,34 Gáz, flud ágyas (kőszén) gázosíóból,567,409,567,646 0,84 0,5 8,38,38 Kohógáz I. 0,74,69,74,779 0,5 0,00 5,06,404 Kohógáz II. 0,6,576,6,643 0,65 0,08 6,38,40 Közelíő összefüggések: Az üzemvel, folyamaellenőrzés során gyakran nem áll rendelkezésre az elem összeéel. Ilyen eseben, a fajlagos mennységek fűőérék függvényében örénő meghaározására, közelíő összefüggések használhaók ([], [], [5], [.6], [5.4]). Ezek ényleges ponossága aól függ, hogy a felhasznál üzelőanyag mennyre hasonlí az összefüggések felállíásánál alapul ve üzelőanyagokra. Legkedvezőbbnek, a sajá üzelőanyagra rendszeresen végze mnavéelek, elemzések alapján felállío, sajá közelíő függvények alkalmazása űnk. 5.5. ábláza a b a b a 3 b 3 Középnehéz fűőolaj,354 0,0847 -,006 0,07647,500 0,65 Földgáz 0,556 0,04463-0,0784 0,04806 0,350 0,48 Oroszlány szén 0,483 0,086 0,037 0,03333,050 0,0857 Mára lgn 0,336 0,0960,00 0,03636 0,4705 0,3300 A közelíő függvények szokásos alakja: fg 5.3 ' CO a bh ' H O b H 5.3 a 6

' a b ) 5.33 L ( 3 3H ' ' V L 5.34 A haza erőművekben felhasznál néhány üzelőanyagra az állandóka az 5.5. ábláza aralmazza (a H fűőéréke MJ/kg egységben kell a képleekbe behelyeesíen). Álalánosabb (néme gyakorlaban alkalmazo) összefüggések ( H fűőéréke a képleekbe kj/kg egységben kell beírn): szlárd üzelőanyagokra []: ' H 450( h) 0,309 L 000 5.35 ' H 450( h) 0,309 V 000 5.36 folyékony üzelőanyagokra []: ' H 6740 L 4,08 0000 5.37 ' H 6740 V 4,08 0000 5.38 földgázra [5] ' H L 0, 3459 000 5.39 ' ' V L 5.40 Légfelesleg ényező nagysága: A legjobb haásfokú üzeléshez szükséges légfelesleg ényező nagysága a üzelőanyagól, üzelés módól függ, és a üzelőberendezésben a folyama gényeől függően s válozha. Szénüzelés vándorrosélyon:,5-,35 Szénporüzelés:,5-,0 Olajüzelés:,03-,5 Gázüzelés:,03-,5 Bomassza üzelés:,0-,5 Hulladéküzelés:,60-,00 A nrogénoxd kbocsáás üzelésechnka eszközökkel örénő csökkenésére a űzérben, helyleg lényegesen ksebb légfelesleg ényezőke s alkalmazhanak, mn az a.76. ábra muaja. A légfelesleg ényező a kazán kalakíásáól függően az áramlás rányában levegőbeörés, léghevíőn örénő ászökés, eseleg füsgáz recrkulácó kövekezében növekedhe. Így a számíások elvégzéséhez a közeg mennységeke a légfelesleg ényező várhaó, lleve ényleges válozásának fgyelembevéelével kell meghaározn. Fűőérékek számíása: A fűőérék [kj/kg] a üzelőanyag elem vagy molekula összeéele alapján elméleleg számíhaó. Az rodalomban öbb összefüggés alálhaó. Haza gyakorlaban szlárd és folyékony üzelőanyagokra a ao H 338aC 9590aH 95a S 50n 5.4 8 kfejezés alkalmazása erjed el. Az [] rodalom Boe alapján szlárd és folyékony üzelőanyagokra: 7

Hamuaralom H 34800aC 93800aH 0460aS 680aN 0880aO 450w 5.4 összefüggés smere, amely szélesebb arományban, ±% űrésen belül ad érékeke. Az előbb, lleve az rodalomban megalálhaó más, hasonló képleekkel számío érékek a kalormerálással meghaározo érékekől lényegesen elérhenek. Ezér szlárd és folyékony üzelőanyagoknál leheőleg mndg a kalormerál érékeke kell fgyelembe venn. Gázoknál a üzelőanyago alkoó vegyüleek és arányuk smereében, az 5.. ábláza uolsó oszlopában megado fűőérékek [.8] alapján meghaározo keverék fűőérék ponossága elfogadhaó. Fűőérék közelíő meghaározása: Tüzelőolajokra a fűőérék közelíőleg a 0 [kg/dm 3 ] sűrűség és az a S [%] kénaralom függvényében H 590 930 0 900a 5.43 S összefüggéssel számíhaó []. Nagyobb hamuaralmú szeneknél a üzelőanyag hamuaralmának zoópos mérése alapján alkalmaznak közelíő saszka összefüggéseke a fűőérék válozásának folyamaos köveésére. Az összefüggéseke kellő számú mna kalormerálása alapján haározzák meg. Mnmáls fűőérék Működés aromány Max. Maxmáls fűőérék Mn. Mn. Nedvességaralom Max. 5.3. ábra Működés aromány jellemző Fűőérék megengede válozás arománya: A berendezések ervezésénél a segédberendezések kválaszásához, az üzembzos, sabl, lerakódásmenes működéshez a számíásoka a eljes fűőérék (nedvesség-, hamuaralom) arományra (5.3. ábra) el kell végezn. Nagyobb ngadozásokra elsősorban lgnüzelésnél kell számían: 6,7 MJ/kg névleges fűőérékhez például 6,3-8,5 MJ/kg sávszélessége adnak meg. Ks fűőérékeknél a névleges eljesímény elérheősége, segédberendezések eljesíménye, gyulladás, lángsablás, úlhevíő hőmérsékleszabályozás, nagyobb fűőéréknél elsősorban a salakosodás, elrakódás jelenhe gondo. Füsgáz recrkulácó: A úlhevíőkkel összefüggésben (.6. fejezeben) emlíés eünk a füsgáz vsszakerngeésről. A gyakorlaban ennek ké megoldása szokásos (5.4. ábra). Az égés zóna alá (űzér aljára) örénő vsszakerngeésnél a vsszavezee füsgáz oxgén aralma rész vesz az égés folyamaokban, a űzér felső részébe (az égés zóna fölé) örénő vsszakeverésnél erre nncs leheőség. A mennység vszonyok, füsgázösszeéel azonban mndké eseben lényegesen megváloznak. A kövekezőkben [5.] alapján e válozásoka muaom be. 8

Vsszakerngeés a űzér aljára: A vsszavezeés (5.4. a) ábra) kövekezében a frsslevegő mennység csökkenhe. Ugyans a vsszavezee füsgáz levegőaralma: ' r x( v ) L 5.44 (ahol x az egységny ömegű üzelőanyagra, a vsszavezeés elszívás helyére számío fajlagos füsgázmennységre vonakozao (kg/kg) vsszakeverés arány) a üzeléshez hasznosíhaó. A léghevíőn ennyvel kevesebb levegő kell ávezen: ahol e L fol ( e) x( ) ' v L 5.45 álagos égheőaralom (.3. fejeze) [kg/kg], forró levegő hányad [kg/kg]. A kelekező füsgáz a frss égésermékből és a vsszavezee füsgáz égésermék részéből evődk össze (a űzér és a vsszavezeés közö levegőbeörés membránfalas kazánkalakíásnál elhanyagolhaó). e e x m L fol m L fol x v x, k v x, k m Lhl a) Vsszakerngeés a űzér aljára b) Vsszakerngeés a űzér felső részébe 5.4. ábra Füsgáz vsszakerngeés m Lhl A vsszakerngeés ndíásánál frss égésermék: vsszakerngee mennység: az első fordula végén összesen: A másodk fordula végén frss égésermék: vsszakerngee mennység: összesen: n számú körülfordulás uán összesen: Végelen számú körülfordulás uán: A kazánból ávozó füsgázmennység: ' V 5.46 ' ( e L 0 ) ' x V0 ' ' V ( x) ( ) 0 e L 0 5.47 ' V 5.48 ) 0 ' ( e L ' ( x x ) V 0 ' ' V ( x x ) ( ) 0 e L 0 5.47a 5.48a n ' ' ( x ) ' V n V ( e ) 0 L0 x 5.48b ' ' V ' 0 V ( e ) L x 0 5.49 0 0 9

Relaív mennységek 5.50 ' ' V ' ' V v 0 ( v ) ( x ) ( L k v ) L 0 0 x A vsszakerngee mennység: ' V ' 0 ' V k ( v ) x L 0 x 5.5 A füsgáz alkoónak válozása: ' CCO a ' CO0 CO x x 5.5 alakú összefüggésekkel számíhaó, kvéve a hamuaralom [kg/kg] válozásá, mvel a pernye egy része a füsgázból khullk, így csak a khullással csökkene c hányad vsszavezeésére kerül sor: ' h ( s )a( ) 5.53 ' cx V 0 ' ( ) L x 0 ' h,4,3 Fajlagos füsgázmennység Széndoxd aralom a füsgázban Poraralom a füsgázban Forró levegő mennysége,,,0 0,9 0,8 0 5 0 5 0 5 30 Recrkulácó (%) 5.5. ábra Tűzér aljára örénő füsgáz vsszakerngeés haása [5.] ' CO / CO 0 fg A háromaomú gázok parcáls nyomása: pco p 5.54 ' x V 0 ' ( ) L x 0 alakú képleel haározhaó meg, ahol [kg/m 3 ] a módosul összeéelnek megfelelő füsgázsűrűség. A nedves füsgázmennység helye száraz füsgáz mennysége helyeesíve, és a nyomás elhagyva, ezen összefüggés használhaó a széndoxd maxmáls koncenrácójának kszámíására s. Néhány jellemző mennység válozásá a recrkulácó függvényében, haza barnaszén üzelésű kazán eseén, az 5.5. ábra muaja. Megfgyelheő, hogy a füsgázáram és a léghevíőn ávezee levegőmennység nagyobb arányú válozása melle a füsgáz összeéele csak szerényebb mérékben válozk: a széndoxd (és kéndoxd) koncenrácója nő, a füsgáz pernyearalma a khullás ma csökken. Vsszakerngeés a űzér felső részébe: A vsszavezeés (5.4. b) ábra) kövekezében a füsgáz ömegáram növekszk. A kelekeze égésermék mennysége: fg 0

A kazánból ávozó füsgázmennység: ( ) ' V 5.55 ' ' V v 0 L0 ' ( v ) L x x 0 ' ' ( ) ' V v L V v x x A nedves füsgázmennység helye ' V 0 0 ' 0 ( x) ( ) k v L 5.56 0 ' V Sz0 száraz füsgázmennysége helyeesíve ezen összefüggés használhaó a kazánból ávozó száraz füsgázmennység kszámíására s. A vsszakerngee mennység: ' ' ( V v ) ' 0 L0 V k x x x 5.57 A füsgáz alkoónak válozása: ' ' CO 0 CO x 5.5 alakú összefüggéssekkel számíhaó, kvéve a hamuaralom [kg/kg] válozásá, mvel a pernye egy része a füsgázból khullk, így csak a khullással csökkene c ' ( s )a( ) fg hányad vsszavezeésére kerül sor: h 5.58 ' cx ahol s a hamu űzérben salakkén vsszamarad hányada (.3. fejeze). A háromaomú gázok parcáls nyomása a űzérből ávozó füsgázban: p a kazánból ávozó füsgázban: p CO CO ' CO 0 x ' h / CO fg ' V p V 5.59 ' CO / CO 0 fg p 5.60 ' x ahol fg a módosul összeéelnek megfelelő füsgázsűrűség. A nedves füsgázmennység helye száraz füsgáz mennysége helyeesíve és a nyomás elhagyva ezen összefüggés használhaó a széndoxd maxmáls koncenrácójának kszámíására s. Isméelen kemeljük, hogy a parcáls nyomások, koncenrácók számíása füsgáz recrkulácó eseén s hamumenes állapora számío füsgáz mennységekkel és sűrűségekkel végzendő. Gázurbna kpufogó gázok, póüzelés haása. Gázurbnákban a légfelesleg ényező a urbna lapáok elő megengedheő lánghőmérsékle haározza meg. Éréke a urbna eljesímény függvényében nagymérékben s válozha. Ema a gázurbna hőhasznosíó kazánoknál a belépő füsgázösszeéel meghaározása nem az előbb szöchomera számíások alapján örénk, hanem a gázurbna szállíója álal megado kpufogó gáz összeéel kell fgyelembe venn. Az összeéel megadása a eljesímény függvényében érfoga- ( m ), vagy súlyszázalékos ( a ) formában örénk a jellemző ponokra. A szokásos komponensek: széndoxd ( m CO, vagy a CO ) V v

vízgőz ( mh O, vagy ah O ) nrogén ( m N, vagy a N ) oxgén ( m O, vagy a O ) Ezek melle megadásra kerül a kpufogó gáz ado eljesíményhez arozó ömegárama s. A kpufogó gázban lévő egyéb alkoóka (nemesgázok, eseleg kéndoxd), szennyező anyagoka (nrogén oxdok, korom, poraralom) a szöchomera számíásoknál álalában külön nem veszk fgyelembe, a kompresszor álal beszívo levegőből ákerül nemesgázoka a nrogénaralomhoz adják hozzá. Amennyben nncs póüzelés, a füsgázban lévő alkoók parcáls nyomásának számíása az 5.9, 5. képleekkel örénhe. Ehhez a füsgáz sűrűsége az 5.8 összefüggéssel számíhaó. Póüzelés eseén a megválozo összeéel a bevezee üzelőanyag ömegáramának, összeéelének felhasználásával lehe meghaározn. Első lépésben a felhasznál üzelőanyag elem, vagy molekula összeéele alapján az 5.3, 5.7, 5.9, 5. összefüggésekből a fajlagos mennységek számíhaók. Ez köveően a m 5.6 CO aco mg CO H O ah Om G H O N an m G N m a O ao m G O m a m 5.6a 5.6b 5.6c ípusú összefüggésekkel kszámíhaó az egyes komponensek ömegárama. Az előbb képleben a fajlagos széndoxd aralom a kpufogó gázban [kg/kg], érfogaszázalékban CO megado kpufogó gáz összeéel eseén az 5.5 összefüggésből számíhaó, a fajlagos vízgőz aralom a kpufogó gázban [kg/kg], H O a N fajlagos nrogén aralom a kpufogó gázban [kg/kg], a O fajlagos oxgén aralom a kpufogó gázban [kg/kg], m G a hőhasznosíó kazánba belépő kpufogó gáz ömegárama [kg/s], a póüzelésnél felhasznál üzelőanyagból kelekező fajlagos széndoxd CO mennység [kg/kg], a póüzelésnél felhasznál üzelőanyagból kelekező fajlagos vízgőz H O mennység [kg/kg], a póüzelésnél felhasznál üzelőanyagból kelekező fajlagos nrogén N mennység [kg/kg], számíásához csak a üzelőanyag nrogén aralma veheő fgyelembe, a póüzelésnél felhasznál üzelőanyag elüzeléséhez szükséges, kpufogó O gázból elhasznál oxgén mennység [kg/kg], m a póüzeléshez felhasznál üzelőanyag ömegárama [kg/s]. a a a Az eseben, ha a póüzelés nem a kpufogó gáz oxgén aralmának felhasználásával, hanem frss levegővel örénk, a póüzelésnél felhasznál

üzelőanyagból kelekező nrogén mennység számíásánál a frss levegőből vsszamarad nrogén aralma s fgyelembe kell venn, az oxgénre vonakozó előbb 5.6c képleben pedg a másodk ag elő előjele meg kell fordían, mvel a légfelesleggel bevezee frss levegőből vsszamarad oxgén növel a ömegáramo. A keverék fajlagos összeéelé az előbb, komponensenkén ömegáramok, és a póüzeléshez bevezee üzelőanyag ömegáramával megnövekede füsgáz ömegáram hányadosakén lehe kszámían. Frss levegővel végze póüzelés eseén a bevezee levegő (5.5 képleel számíhaó) fajlagos mennységé s fgyelembe kell venn. lleve frss levegő bevezeése esén 5.6 m Fg m a m Fg ' m ( ) a L 5.6a Közvee (száraz) kéneleníés: Több kazánnál alkalmazzák a szénhez adagol mészkővel (CaCO 3 ), mészhdráal (Ca(OH) ), vagy kalcumoxddal (CaO) örénő kéneleníés, a üzelőanyag kénaralmából kelekező kéndoxd kalcumszulfá (CaSO 4 ) formájában örénő megköésére. A űzérbe bevezee kalcumaralmú anyagok megválozaják a űzér hőmérlegé, a füsgáz összeéelé, növelk a üzeléshez szükséges oxgéngény, a kelekező gázhalmazállapoú és szlárd égésermékek mennységé, mvel: A mészkőből H CaCO =788, kj/kg hőelvonás (mészégeés) haására 0,4397 3 kg/kg széndoxd szabadul fel. A mészhdrából H Ca(OH ) =478,3 kj/kg hőelvonás melle 0,43 kg/kg vízgőz válk szabaddá. A üzelőanyag a S [kg/kg] kénaralmából kelekeze kéndoxd a bevezee vagy az előbb folyamaok eredményekén kelekeze kalcumoxddal és az égés levegő oxgénjével H CaSO4 =567,7 kj/kg Kén hőfejlődés melle reakcóba lép, melynek eredményekén,998 kg/kg érékkel csökken a füsgáz kéndoxd aralma, a pernye mennysége pedg 4,463 kg/kg érékkel nő. A reakcóhoz 0,499 kg/kg öbble oxgénre van szükség. A gyakorlaban a kéneleníés elfogadhaó kén (szulfáá áalakul kén/összes kén) haásfokkal örénő lefolyásához kalcum feleslegre van szükség, amelye n (űzérbe bevezee kalcum/szöchomera egyenleekből számíhaó kalcum gény) kalcum aránnyal lehe fgyelembe venn. A kéneleníéshez el nem használ kalcumoxd s az égésermék szlárd anyag aralmá növel, az eredeleg savas füsgáz lúgossá esz. A számíások leegyszerűsíésére, az előbb együhaók helye, a üzelőanyag egységny ömegére vonakozao együhaók használaa célszerű [5.6]. Így: Mészkő adagolása eseén a füsgáz fajlagos elméle széndoxd aralmának növekedése [kg/kg]: ',377 na 5.63 CO 0 S 3

RO max [%] Mészhdrá adagolása eseén a füsgáz fajlagos elméle vízgőz aralmának növekedése [kg/kg]: ' 0,569 na 5.64 H O 0 A fajlagos elméle oxgénszükségle növekedése a kéneleníéshez ' szükséges oxgén ma [kg/kg]: SO 0, 499kén a 0 S 5.65 A kéndoxd aralom csökkenése a kéneleníés eredményekén [kg/kg]: ' SO, 998kén a 0 S 5.66 A kéneleníés eredményekén kelekező, pernyearalma növelő fajlagos ' gpszmennység [kg/kg]: CaSO 4, 463kén a 4 S 5.67 A kéneleníésnél el nem használ, vsszamarad, pernyearalma növelő ' fajlagos kalcumoxd mennység [kg/kg]:, 7499( n ) a 5.68 Az előbb fajlagos mennységekkel a fajlagos levegőszükségle (5.5 képle), fajlagos füsgáz mennység (5.6-5.7 képleek), a háromaomú gázok parcáls nyomása (5.9-5. képleek), a füsgáz porkoncenrácója (5. képle), a füsgázelemzéshez szükséges max CaO RO érék (5.3-5,4 képleek) ponosíhaók. Oswald dagram: Az égés folyamaa, a légfelesleg alakulásának válozása füsgázelemzéssel köveheő. Ennek során rendszern a füsgáz oxgén, széndoxd, szénmonoxd aralmának mérésé végzk el. A mérés eredmények gyors kérékelésére öbb dagramípus: Bune, Oswald, és más égés háromszögek erjedek el [7], [], [5.]. Haza gyakorlaban az Oswald dagram (5.6. ábra) alkalmazása szokásos. A dagramok jellemző ponjanak: maxmáls széndoxd (+ kéndoxd gáz) aralom: RO COmax SOmax 5.69 maxmáls oxgén aralom: levegővel végze üzelésnél %, mnmáls (eljesen ökélelen égéshez szükséges) oxgén aralom: ' ' O O O 0 CO 0 O Omn 5.70 ' maxmáls szénmonoxd aralom: COmax Omn 5.7 meghaározása s a szöchomera számíások feladaa. V Sz0 S fg Sz kén S RO RO Mérés pon Tökélees, eljes égés vonala CO λ= λ> O λ< CO=*O mn [%] O mn [%] O = % 5.6. ábra Oswald dagram O 4

A dagram szerkeszése a befogók (maxmáls oxgén és RO aralom) engelyeken örénő felmérésével, a ké pon összeköésével kezdődk. A ké pono összeköő áfogó a különféle légfelesleg ényezőkkel örénő eljes és ökélees égés vonala. A kövekező lépés az O mn érékének oxgén engelyre örénő felmérése (ezzel a = érékhez arozó eljesen ökélelen égés ponjának meghaározása) és összeköése az RO ponal. Az így adódó ksebb háromszög áfogója a = légfelesleg ényező vonala. A vonal azoka az eseeke jelöl, amkor a űzérbe bevezee oxgénből részben széndoxd, részben szénmonoxd kelekezk. Muán a szénmonoxddá örénő oxdácónál kelekező szénmonoxd molekula mennység az oxgén molekulák számának készerese, az O mn pon azonos lesz a maxmáls szénmonoxd mennység ponjával s. Ezen a ponon kereszül merőleges állíva a eljes és ökélees égés vonalára, adódk a szénmonoxd engely, amelynek nulla éréke a eljes és ökélees égés vonalánál van. A engely a maxmáls szénmonoxd mennységnek megfelelően kell beoszan. A különféle légfeleslegeke jelző vonalak a =-nek megfelelő ksebb áfogóval párhuzamosak, rajzolásuk a különféle légfeleslegekre kszámío O vagy RO érékek alapján örénhe. A mér érékek alapján a légfelesleg ényező: ' RO V Sz fg Sz max 0 ' RO 5.7 L L 0 lleve ' V 0 O Sz fg Sz ' L 0 L 5.73 O ' V 0 Muán Sz Sz ' fg L 0 L az előbb összefüggések egyszerűsíheők, így közelíőleg: ROmax 5.66a, lleve 5.73a RO O A szénmonoxd aralom éréké jelző skáláról egy mér RO és O érékpár alapján a CO aralom éréke, a légfelesleg ényező nagyságá jelző vonalak segíségével a légfelesleg ényező éréke s leolvashaó. Ügyeln kell azonban arra, hogy az alapul ve mér érékpár meghaározása ponosan örénjen, mer a hbás mérés eredmények helyelen kövekezeésekre vezehenek. Ezér a megbízhaó kövekezeések érdekében ndokol mndhárom érék egydejű mérése. 5