200007. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés szilárd tüzelésű kazánok energiatakarékos üzemeltetésére
1 2 HU 200007 B A találmány tárgya eljárás és berendezés szilárd tüzelésű kazánok energiatakarékos üzemeltetésére, amellyel biztosítható például széntüzelésű kazánok magas hatásfokú, automatikus - felügyelet nélküli - üzeme. Napjainkban is még igen elterjedtek a szilárd tüzelésű kazánok, amelyeknek általában az üzemeltetését kézi erővel végzik. Ismeretesek már olyan megoldások is - ilyen például a Carborobot és Thermoautomat - amelyeknek, mint széntüzelésű kazánoknak, villamos meghajtású szénadagoló elégető berendezésük van. Ezeknek a megoldásoknak közös jellemzőjük, hogy adagoló-előtoló berendezésük kilincsmüves, amely kézi beállítású. A kézi beállítás után ezek a megoldások egyenletesen áramoltatják a kazánba a szilárd tüzelőanyagot. A tüzelőanyag kényszeráramlásának kézi beállításának következtében az ismert megoldások hátrányos tulajdonságokkal rendelkeznek, melyek a következők: A beállított tüzelöanyagmennyiség a gyakorlatban túlságosan sok ahhoz, hogy tökéletesen el tudjon égni, ezért a salak még elégetlen anyagot is tartalmaz, nagy a salakveszteség, gazdaságtalan a tüzelés; A beállított tüzelőanyagmennyiség kevés a kazán névleges teljesítményéhez. A részleges teljesítménynél a hatásfok kicsi, gazdaságtalan a tüzelés. Rendszerint a kazán hőcserélőjéhez kapcsolt fűtési hálózat elégtelen meleget szolgáltat; Az egyes tüzelőanyagok különböző minősége (fűtőérték, szemnagyság, illóanyagtartalom, nedvességtartalom, kéntartalom, stb. (feltételezi az adagolószerkezet újraszabályozását, mégpedig olyan irányban, hogy a névleges kazánteljesitményű üzem mellett a füstgáz és a salakveszteségek minimálisak legyenek. Ez az újraszabályozás a gyakorlatban vagy egyáltalán nem történik meg, vagy a szubjektív beavatkozás következtében nem megfelelő irányú és mértékű. A találmány célja olyan megoldás létrehozása, amellyel az ismert szilárd tüzelésű kazánok üzemeltetési hátrányai kiküszöbölhetők, gazdaságos, energiatakarékos, szubjektív beavatkozást nem igénylő - felügyelet nélkül - üzem valósítható meg. A szakirodalomból ismeretes, hogy a tüzelés gazdaságossággá érdekében az elégést a kazánban úgy kell szabályozni, hogy az égéstermékek minél kisebb hőfokkal távozzanak a kéményen át. A jó hőátadás szempontjából viszont tapasztalati tény, hogy a füstgáz legyen legalább 80 °C-kal melegebb, mint a víz hőfoka (Dr. Pattantyús Á. Géza: A gépek üzemtana 1953. 366. old.). Felismertük, hogy amennyiben az önmagéban ismert vizhömérséklet mérésén túl mérjük az eltávozó füstgáz hőmérsékletét, úgy a kazán tűzvezetésének a tüzelőanyag és a szükséges levegő mennyiségének egyidejű szabályozásával biztosíthatjuk, hogy a mindenkori kimenő vízhömérsékletet a füstgáz hőmérséklete legfeljebb 80-100 °C-kal haladja meg. 5 A tüzelőanyag mennyiségének és a huzat nagyságának egyidejű szabályozásával korlátozni lehet tehát a füstgáz hőmérsékletét, arra az értékre, amelyet a vízhómérséklet határoz meg. Ekkor a füstgázveszteség jq kedvező értékű lesz. A füstgázveszteség még egy további úton is csökkenthető, nevezetesen a szekunder levegő adagoláséval a legnagyobb szén-dioxid (vagy ezzel egyenértékű a minimális szén-monoxid) tartalmat kell beállítani a kimenő füstgázban. Ismeretes, hogy hazai barnaszeneink több-kevesebb ként tartalmaznak. A távozó füstgázt nem hűthetjük le a környezet hőmérsékletére, mert elószöris rendkívül nagy futófelületekre lenne szükség, de azért sem, - és ez a döntőbb - mert a füstgázok harmatpontja ezt a lehűlést nem engedi meg. A füstgázok nedvességtartalmából ugyanis viszonylag alacsony harmatpont, kb. 40-50 °C, ^ adódik, viszont a füstgázok kéntartalma miatt a viz kicsapódása és az ezzel járó alacsony hőmérsékletű korrózió már 130-140 °C-on bekövetkezik, ami elősegíti a kén-dioxidnak kén-trioxiddá való alakulását. A harmatpont emelkedésére pedig ezutóbbi ténynek döntő hatása van. Felismertük továbbá, hogy a barnaszeneink kéntartalma miatt célszerű korlátozni a legalacsonyabb füstgáz-hőmérsékletet. Ezért, bár a gazdaságos tüzelés céljából előnyös lenne a kilépő füstgáz-hőmérsékletet minél alacsonyabb értéken tartani, szénfajtától (kéntartalomtól) függően meghatározható az a füstgáz-hőmérséklet, amelynél alacsonyabb ^ értéket nem célszerű kialakítani. Célszerűen ez az érték a harmatpontnak megfelelő érték. A találmány tárgya eljárás szilárd tüzelésű kazánok energiatakarékos üzemeltetésére, amelynek során szilárd tüzelőanyagot égetünk el és az eltávozó füstgázzal hőcserélőn keresztül vizet melegítünk. Mérjük a viz hőmérsékletét és az égéshez szükséges levegő mennyiségét szükség esetén változtatjuk. Az eljárás lényege, hogy mérjük a füstgáz hőmérsékletét is és a kazán tűzvezetését a tüzelőanyag és a szükséges levegő mennyiségének egyidejű szabályozásával oly módon befolyásoljuk, hogy a mindenkori kimenő vizhömérsékletet a füstgáz hőmérséklete legfeljebb 80-100 °C-kal haladja meg. Célszerűen az eljárás sorén mérjük a kimenő füstgázban a szén-dioxid (vagy a szén-monoxid) tartalmat és az égéshez szükséges szekunder levegő mennyiségét oly módon változtatjuk, hogy a füstgáz szén-dioxid (szén-monoxid) tartalma növekedjen (csökkenjen). Az eljárás előnyös megoldása esetén, amennyiben a füstgáz hőmérsékletének érté- 65 3
