184382. lajstromszámú szabadalom • Berendezés kazánból kéményen át távozó füstgázok hőtartalma egy részének hasznosítására
1 184 382 2 A találmány tárgya berendezés kazánból kéményen át távozó füstgázok hőtartalma egy részének hasznosítására, amely berendezés egy vagy több kazánt tartalmaz és a füstgázok áramlásirányát tekintve a kazán állandó futófelülete után elhelyezett legalább egy konvektiv hőátadó felülete van. Szén-, gáz- és olaj tüzelő berendezések hatásfokát az égés tökéletesítésén túlmenően, a légtérbe távozó füstgázok hőtartalmának csökkentésével lehet elérni. A „Gáz- és olajipari műszaki biztonsági szabályzat” a háztartási- és kommunális hőtermelő berendezések égéstermék csatlakozó pontj ára határozza meg a füstgázok kilépés előtti legalacsonyabb hőmérsékletét. Ipari- és erőművi hőtermelő berendezéseknél — pl. kazánoknál — a berendezésből kilépő füstgáz hőmérsékletének minimális értékére nincs számszerű érték hatóságilag meghatározva. így a kazánok hőtechnikai méretezésekor a típuskazánnál kilépő füstgáz hőmérséklet számításnál olyan átlagos körülményeket vesznek figyelembe, amelynél kedvezőtlen telepítési feltételek esetén a kémény kilépő keresztmetszetéig a füstgázok a téli legkedvezőtlenebb külső légköri viszonyok mellett sem hűlnek a harmatpont alá. Ilyen módon viszont az év jelentős részében a kéményből a füstgázok indokolatlanul jóval a harmatpont feletti hőmérsékleten távoznak, s ezzel jelentős hőmennyiséget felhasználatlanul magukkal visznek. Vagyis, a gőzkazán hatásfokát csökkentik. Hasonló a helyzet egyedi tervezésű kazánoknál is, mivel ezeknél is úgy kell megállapítania kazán fűtőfelületeit elhagyó füstgáz hőmérsékletét, hogy a téli legkedvezőtlenebb külső légköri viszonyok mellett még éppen a harmatpont felett legyen a hőmérséklet a kéményből való kilépésnél. Harmatponti hőmérséklet alá hűlt füstgáznál a kémény korrózió elleni védelméről kell gondoskodni. A gyakorlatban vízharmatponttal és savharmatponttal kell számolni. A víz- és savharmatpont számszerű értéke még egyazon gőzkazánnál sem állandó, mivel az a tüzelőanyagtól , a nyomástól, a nedvességtartalomtól és a tüzelési légfelesleg-tényezőtől függ. Mindebből az következik, hogy mivel ezen hatásokat, valamint a telepítési és külső légköri viszonyokat is a kazán hőtechnikai méretezésénél a legrosszabb esetre, szuperponálva kell figyelembe venni, a kazánból kilépő füstgázhőmérséklet lényegesen magasabb, mint ami az üzemeltetés jelentős időszakában még megfelelő volna a harmatponti hőmérséklet elkerülése mellett. Ez azt jelenti, hogy ha a kazán méretezési körülményei egyidejűleg nem állnak fenn — s az üzemeltetés jelentős időszakában ez a helyzet—akkor indokolatlanul magas hőmérsékleten vezetik a füstgázokat a kéménybe. Ilyenkor a kémény kilépő keresztmetszetén a harmatpont feletti hőmérsékleten távoznak a füstgázok a légtérbe. Gyakori eset, hogy azonos típusú, s azonos hőátadó felületű kazánokat alkalmaznak kénmentes földgáz és magas kéntartalmú fűtőolaj eltüzelésére. A kénmentes földgáztüzelés alkalmával a vízharmatpontot kell elkerülni, ami atmoszferikus nyomáson 50—70 °C közé esik, kéntartalmú olajtüzelés mellett pedig a savharmatpontot kell elkerülni, ami 0,5 % kéntartalom mellett 110 °C körül van. Látható, hogy lényeges az eltérés a két harmatponti hőmérséklet között, s egy alternatív tüzeléskor a magasabb savharmatponti hőmérséklet határozza meg földgáztüzelés alkalmával is a kazánból távozó füstgáz hőmérsékletét. A találmány feladata olyan berendezés létesítése, a kazánból távozó füstgáz maradék hőtartalma egy részének hasznosítására, amellyel a kéménybe vezetett füstgázok az üzemeltetés minden időszakában és minden fajta tüzelőanyag eltüzelése esetén megfelelő hőmérsékleten távoznak a kéményből. Ezt a feladatot a találmány értelmében azáltal oldjuk meg, hogy a hőátadó felületbe vezetendő hűtőközeg vezetékébe szabályozóval működtetett két-utú szerkezet van beépítve és a szabályozó bemenetéhez a kémény kilépő keresztmetszetében elhelyezett hőmérsékletérzékelő kimenete és a kazánból kilépő füstgáz vezetékében lévő harmatponti hőmérsékletmérő műszer kimenete van kapcsolva és a szabályozónak a bemenő jelek különbségével arányos, előjelhelyes rendelkező jelet kibocsátó kimenete a két-utú szerkezet végrehajtó szervéhez van kapcsolva. Ezzel a megoldással elérhető, hogy a kazánból kilépő füstgázok csak olyan hőmérsékletig hűljenek le, amely mellett a kéményből kilépő füstgáz hőmérséklet még nagyobb, mint a harmatponti hőmérséklet pillanatnyi értéke, tehát a kéményben sohasem jön létre sem lecsapódás, sem káros korrózió. Másrészt a találmány szerinti berendezéssel a füstgázok hőtartalmát mindig a szerkezetek által még megengedett hőmérsékletig lehet hasznosítani és elkerülhető az, hogy a tüzelőanyag felhasználásnál akkor is a legkedvezőtlenebb körülményeket vegyük alapul, amikor ezek nem állnak fenn. nymodon jelentős tüzelőanyag megtakarítást érhetünk el, másrészt a kazán hatásfoka is javul. Előnyösen a harmatponti hőmérsékletmérő műszer szakaszosan működtethető. Ez a megoldás azért előnyös, mert a kazánból kilépő füstgázok harmatponti hőmérséklete egy adott kazán esetében nem változik gyakran és így a szakaszos, esetleg kézi beállítással a berendezés olcsóbbá és egyszerűbbé tehető. A találmány egy további kivitele szerint több kazán alkalmazása esetén a kazánok füstgáz-oldalon párhuzamosan vannak kapcsolva és több konvektiv hőátadó felület alkalmazása esetén azok mind füstgázoldalon, mind hűtőközeg oldalon párhuzamosan vannak kapcsolva. A találmány szerinti berendezéssel tehát lehetőség van több kazán és több konvektiv felület alkalmazására is. A találmány egy további kivitele szerint több kazánja van, amelyek füstgázoldalon párhuzamosan vannak kapcsolva és mindegyik kazánhoz egy konvektiv hőátadó felület tartozik, amelynek önálló hűtőközeg áramköre van, amelybe két-utú szerkezet van beépítve. Ilymódon lehetőség nyílik arra, hogy a berendezést többféle hűtőközeggel üzemeltessük. A találmányt részletesebben a rajzok alapján ismertetjük, amelyek a találmány szerinti berendezés példakénti kiviteli alakjának különböző kapcsolási vázlatát mutatják. Az 1. ábra az első változat kapcsolási rajza, amelynél a két-utú szerkezet gyűjtőként van beépítve. A 2. ábra szerinti megoldásnál a két-utú szerkezet osztóként van elhelyezve. A 3. ábra szerinti kapcsolásban a hűtőközeg a két-utú szerkezetből nem a kazánba, hanem külső hőfelhasználóhoz jut. A 4. ábra a 3. ábra szerinti megoldást ábrázolja abban az esetben, ha a két-utú szerkezet gyűjtőként van elhelyezve. Az 5. ábra a berendezés olyan kiviteli alakját ábrázolja, amelynél több kazánt alkalmazunk és azok füstgázoldalon párhuzamosan vannak kapcsolva. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
