193476. lajstromszámú szabadalom • Környezetkímészlő és javított hatásfokú hőtermelő berendezés
193476 1 A találmány tárgya környezetkímélő és javított hatásfokú hőtermelő berendezés melegvíz és/vagy gőz előállítására, vagy egyéb hőközlő folyadék hevítésére, gáz, olaj, szénpor, más éghető porok, biomassza és egyéb áramoltatható tüzelőanyagok eltüzelésével, amely berendezés hőszigetelő burkolattal ellátott kazánból, legalább egy, a kazánra szerelt perdítő- és/vagy fojtóelemekkel rendelkező égőből, legalább egy, égéslevegő és/vagy füstgáz továbbítására szolgáló ventillátorból, valamint legalább egy lemezből készült ellenáramú füstgáz-levegő rekuperátorból áll. A gyakorlatból, illetve a szakirodalomból számos, a bevezetőben említett felépítésű hőtermelő berendezés vált ismertté, amelyeket arra a célra fejlesztettek ki, hogy valamely tüzelőanyagok elégetve, annak kémiailag kötött energiáját gőz, forróvíz vagy melegvíz előállítására, e'setleg egyéb hőközlő folyadék felhevítésére fordítsák. Az égővel felszerelt kazánok a hőtermelést energiaátalakítással megvalósítható berendezések. Minden energiaátalakítás azonban szükségszerűen veszteségekkel jár. A veszteségek csökkentése a meglevő berendezések szakszerű üzemeltetése mellett korszerű, jobb hatásfokú komplex rendszerek kifejlesztésének révén érhető el. A fejlesztés útja a nagyvízterű lángcsöves és füstcsöves kazánoktól a terhelésváltozásokat és nagyobb nyomásokat már jobban viselő kisvízterű vízkamrás és osztott vízkamrás kazánokon keresztül a teljesen besugárzott terű, majd a kényszerkeringtetésű,illetve kényszerátáramlású kazánokhoz vezetett. Ez utóbbi kazántípusokra a futófelületek egyre intenzívebb kihasználása jellemző, mivel hogy áramoltatható tüzelőanyagokkal (pl. olaj, gáz, szénpor, stb.) üzemeltethetők, amelyeknek előnye a jó szabályozhatóság és az igen rövid idő alatt megvalósítható terhelésváltás. Az egyes ismert tüzelőanyagfajták közötti áttérés egy adott kazánon belül a sugárzóban és konvektiv úton hevített hőcserélő felületek némi terhelésváltozásával jár ugyan , de ez nem számottevő. Az ismert kazánok tüzelőanyag-fogyasztásának növelésével végrehajtott teljesítménynövelés a füstgázhőmérséklet emelkedését is eredményezi, ami azonban nagyobb hőveszteséggel is jár. A tüzelőanyagok jobb kihasz-' nálását, azaz alacsony légfelesleg-tényezővel való eltüzelését csak megfelelő égéslevegőventillátorral kialakított, kellő tűztérnyomású zárt rendszerben lehet elérni. A korábbi gyakorlatban a füstgázok előnytelenül magas távozási hőmérsékletét a tápvíz előmelegítésére szolgáló füstgáz-vízelőmelegítőkben csökkentették. Ezek víz-gáz közegekhez gyártott csöves hőcserélők voltak. A távozó füstgázok hőtartalmát a vízelőmelegítővel ugyan jelentős mértékben kihasználták és mintegy 10—20% tüzelőanyag-megtakarítást értek el, azonban még mindig sok hő ment veszendőbe. 2 2 A természetes huzat esetén mintegy 300°C körüli füstgázokat mesterséges huzat esetén kb. 160°C-ig lehet visszahűteni az úgynevezett rekuperatív hőcserélőkben (más néven rekuperátorokban), ahol a füstgázok fémfelületen keresztül adják át hőmennyiségük egy részét az égéslevegőnek. Az ismert hőtermelő berendezések többnyire sima csöves, táskás vagy öntöttvas csepptűs hőcserélőket tartalmaznak rekuperatív keresztáramú berendezésként üzemejtetve a kazánok mellett. Ezeknél a keresztáramú rekuperatív, de vastagfalú hőcserélőknél jobb hatásfokkal, azonos hőcserélő-képesség alapján összehasonlítva fajlagosan alacsonyabb bekerülési költséggel alkalmazzák a Ljungström-rendszerű, azaz forgóbetétes regeneratív hőcserélőket. Mindezen ismertetett és használatos megoldásoknál 200—400°C hőmérsékletű füstgázokkal 150—200°C-ra sikerült előmelegíteni az égéslevegőt, ami ismét 5—10%-os tüzelőanyag-megtakarítást jelentett. További 5—10% tüzelőanyag-megtakarítás érhető el a füstgázoknak a kondenzációs határ alá történő, azaz a beszívott égéslevegőhöz közeli hőmérsékletre való lehűtésével, amit korrózióálló anyagú, vékony fémlemez fallal rendelkező, ellenáramú rekuperatív hőcserélőkben végezhetünk. Ezen ellenáramú füstgáz-levegő rekuperátorból távozó kénessavas kondenzátum egy megfelelően kialakított derítőben előnyösebben és könnyebben kezelhető, mintha levegőbe vezetve egyre növekvő kártételét kellene ellensúlyoznunk, miután a levegőbe kilépő füstgázokat gyakran egyáltalán nem kezelik és ezzel nagyon súlyos károkat, például savas esőket okoznak. A kazánok környezetkímélő és tüzelőanyagtakarékos, jó hatásfokú működését az előbbiekben ismertetett vékonyfalú, ellenáramú rekuperátorok mindaddig biztosítani tudják, amíg elszennyeződésük miatt felületeik el nem szigetelődnek. A szennyeződés eltávolítása céljából ezért bizonyos rekuperátor-típusokat időnként szét kell szerelni, megtisztítani, majd ismét füstgáztömören összeszerelni, ami költséges és hosszú időt vesz igénybe. Az ismert spirállemezes ellenáramú rekuperátorokat füstgáz-égéslevegő üzemben ezek oldhatatlan kötési módja miatt nem is használtak, mivel ezek csak oldószeres mosással tisztíthatóak. Az eddig ismert hőtermelő berendezéseknél a rekuperátorban előmelegített égéslevegőt az égőig egy hőszigetelt, tartóvázon elhelyezett csatornában kell vezetni, mivel hőszigetelés hiányában az égéslevegő elvesztené felvett hőmennyiségének jelentős részét, ami erősen rontaná a berendezés hatásfokát. A rekuperátortól az égőig vezető hőszigetelt vezeték kiépítésével azonban az a helyhiányból következő közismert hátrány jelentkezik, hogy csak több derékszögű iránytöréssel lehet akadálytalanul elérni a füstgázcsatornától az égőt. A találmány által megoldandó feladat az eddig ismert, kazánból, égőből és rekuperátorból álló hőtermelő berendezések hátrányai-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
