192917. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés vízcsöves forróvízkazánok füstgáz harmadpontról vezérelt szabályozására
3 192917 4 A találmány tárgya kapcsolási elrendezés vízcsöves forróvízkazánok füstgáz harmatpontról vezérelt szabályozására. Az ismert olajtüzelésű forróvízkazánok szabályozási körének kapcsolását kétféle módon oldják meg: az egyik kapcsolás szerint visszakeveró szivattyút alkalmaznak, a másik megoldás úgynevezett beemelő szivattyús kapcsolást alkalmaz. A kazán a belépő vizet egyrészt a fűtési rendszer visszatérő ágából, másrészt pedig a kazánból kilépő állandó hőmérsékletű vízből kapja. Az említett visszakeverő ágban a vízáramlást külön a fűtési rendszer keringtetésétől független szivattyúval biztosítják. A visszakeverő szivattyús kapcsolásnál a szivattyú visszakeverő szivattyúként működik, míg a beemelő szivatytyús kapcsolás esetében a szivattyút beemelő szivattyúként üzemelik. A visszakevert vízáramot egyszer állítják be a beüzemeléskor a visszakeverő ágba épített szerelvény alkalmazásával. Ezt követően a visszakeverés mértéke a kazán kilépő hőmérsékletét szabályozó szelep állásától függ. A fűtési kör által igényelt hőteljesítmény beállítása a kazánba bevitt olajtömegáram kézi változtatásával történik. Ennek hatására a kilépő hőmérséklet változik, minek következtében a kilépő hőmérsékletet szabályozó szerkezet a visszatérő ágból a kazánkörbe belépő víztömegáramot megfelelően módosítja. A kazán kilépő ágából a kazán belépő ágába bekevert víztömegáram biztosítja azt a megemelt belépő hőmérsékletet, amellyel a kazán alacsony hőmérsékletű kénkorróziója elkerülhető. A jelenleg szokásos üzemet úgy állítják be, hogy a kazánokból kilépő hőmérsékletet állandó 150 °C-ra szabályozzák, míg a visszakevert víztömegáram 100%-os kazánteljesítmény mellett a kazánba belépő tömegáramnak a fele. A kazánok csúcsterhelése általában a fűtési csúccsal esik egybe, amikor a visszatérő ág névleges hőmérséklete 70 °C. Ily módon a kazánok csúcsterhelésnél az azonos tömegáramú 150 °C hőmérsékletű visszakevert és a fűtési hálózat visszatérő ágából érkező 70 °C hőmérsékletű víz körülbelül 110 °C kazán belépő oldalék hőmérsékletet eredményez. Egyre kisebb terheléseknél a fűtési hálózatból érkező vízhez képest a visBzakevert víztömegáram egyre több, így a kazán belépő hőmérséklete a csökkent terheléssel növekszik, míg végül az elméletileg nulla teljesítmény mellett a 150 °C hőmérsékletet kell elérni. Mind a visszakeveró szivattyús kapcsolásra, mind pedig a beemelő szivattyús kapcsolásra irodalmi forrósként a Ferdinand-Lentjes NSZK, Düsseldorfi cég: „Heiswasselkessel für grosse Leistungen” című brossúrája ad útmutatást, melynek szerzői K. H. Dressen, és H. J. Kümmel. Egy másik hasonló publikáció a szovjet „Vodogreinüe kotli" 1970 Leningrádban megjelent ismertető. A fönt leírt, jelenleg szokásos szabályozási technológiának kettős célt kellene biztosítania. Egyrészt a füstgáz minél jobb lehűtésével az adott terhelésen elérhető maximális hatásfokot, másrészt pedig a kazán füstgózoldalék kénkorróziójának elkerülését. A f üstgázoldalék kénkorrózió bekövetkeztét több tényező befolyásolja. Szerepet játszik az eltüzelt olaj kéntartalma, a légfelesleg tényező, és a leginkább veszélyeztetett konvektiv rész füstgázolvadék falhómérséklete, amelyet az ott áramló víz hőmérséklete, az ott fellépő füstgáz hőmérséklet, valamint a hőátadási tényezők és a csőfal hővezetési tényezője határoz meg. A sok befolyásoló tényező miatt a fentebb leírt, jelenleg alkalmazott rugalmatlan szabályozóssal a korróziót kiváltó tényezők folyamatának követése nem valósítható meg. Az említett szabályozásokkal általában a korrózió szempontjából a biztonság irányába térnek el, azaz a korróziós károk elkerülése végett magasabb kilépő füstgázhőmérsékletet és ennek következtében rosszabb kazán hatásfokot engednek meg a berendezésben. Ennek ellenére a forróvízkazánok konvektiv csőkötegeit körülbelül 3-4 évenként, egyes esetekben azonban 1-2 évenként cserélni kell. A jelenlegi energiaválságos időszakban ezeket a szabályozási módokat is célszerű az energiatakarékosság szempontjából felülvizsgálni. Vizsgálataink azt mutatták, hogy jelentősebb beavatkozás nélkül a meglevő berendezésekkel, azonban a szabályozás technikai elemek kismértékű módosításával olyan kapcsolás alakítható ki, amely csökkenti az alacsony hőmérsékletű korrózió okozta veszélyt és egyben lehetővé teszi a teljesítménytől függő mindenkor optimális hatásfokon való üzemeltetést is. Számításainkat a mérések meglepő eredménnyel igazolták: egy 100 MW teljesítményű kazánnál teljes terhelés esetében közel 1,5-2,0% hatásfok javulást tapasztaltunk a találmány szerinti kapcsolás alkalmazásával, amely az adott példa esetében 150-200 kg/óra tüzelőanyag megtakarítást eredményezett. A találmány tárgya kapcsolási elrendezés forróvízkazánok füstgáz harmadpontjáról vezérelt szabályozására, ahol a kazán vízbevezető csonkjához egyrészt a fűtési rendszer visszatérő ága, másrészt egy, a kazán vízkivezető csonkjához csatlakozó visszakeverő szivattyús kapcsolás, vagy egy beemelő szivattyús kapcsolás csatlakozik, amely kapcsolásokban a visszakeveró ág és a kazán vízbevezető csonkja között egy visszakeringtető szivattyú és egy fojtószerelvény soros kapcsolása van beiktatva; továbbá, hogy a kazán vízbevezető csonkja és a fűtési rendszer között egy szabályozó szelep helyezkedik el, és 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
