Kapu az Energia birodalmába - online információs portál és tudástár
  
                     
Kazánok Nyomtatás E-mail

A kazánok ipari és lakossági téren is a leggyakrabban használt berendezések közé tartoznak. Egyrészt a fűtési hőigény fedezésére, másrészt olyan termelési folyamatoknál használják őket, mint például a fémek hőkezelése, kémiai anyagok melegítése és szárítása, a textil- és az élelmiszeripar, a kerámia- és az építőanyag-ipar.
 


Működési elv

A levegőben található oxigén és a tüzelőanyag közötti égési folyamat az égőtérben megy végbe.  Az erősen exoterm reakció szilárd hulladék (hamu és salak) és nagy hőmérsékletű, gáz halmazállapotú égéstermék (200 és 1000°C közötti) kialakulását okozza.

 

Az égéstermék energiatartalmát hőcserélo segítségével nyerik vissza annak érdekében, hogy fel lehessen melegíteni a folyamathoz felhasznált közeget, amely lehet levegő, víz vagy olaj. Az égéstermék végül a kéményen keresztül távozik.


 

Kazántípusok
A kazánok különböző tulajdonságok szerint csoportosíthatók:

  • Az égéstől függően nyílt égésterű (atmoszférikus vagy természetes huzat) és zárt égésterű (mesterséges szellőzésű) kazánokat lehet megkülönböztetni. Az utóbbinak számos előnye van: jobb hatásfok, stabil égés, minimális légfelesleg-igény stb.
  • A kazánokat általában öntvény elemekbol vagy acéllemezekbol szerelik össze. Az előbbieket könnyű összeszerelni és ellenállóak. Az acéllemezekből készült kazánokat általában gáz halmazállapotú tüzelőanyagok égetésére használják. Hosszabb az égéstermék útja és nagyobb a kazán hatásfoka.
  • A hőcserélő fajtájától függően léteznek vízcsöves és hengerköpenyes kazánok. A vízcsöves kazánokban a melegíteni kívánt folyadék csövekben áramlik, míg a melegítésre használt gázok a csövek körül áramlanak átadva a csőfalnak energiájuk egy részét. A hengerköpenyes kazánok esetében a csövekben áramlik a forró égéstermék, míg a folyadék a csöveken kívül.
  • A hatásfoktól függően megkülönböztethetünk hagyományos, kis hőmérsékletű és kondenzációs kazánokat. Az egyszerű fali csövekkel rendelkező hagyományos kazánok állandó kilépési vízhőmérséklete 70 és 90°C között van. A kis hőmérsékletű és a kondenzációs kazánok esetében lehetséges a kilépési vízhőmérséklet igénynek megfelelő változtatása, így növelve az összteljesíményt (különösen részterheléses működés esetén). A kis hőmérsékletű kazánok a különleges ellenőrző műszerrel fűtött égésterméket használják. A kondenzációs kazánoknál az égéstermékben található víz a csőfal felett kondenzálódik, így visszanyerve a látens hőt.

A kazánok számos lehetőséget tartogatnak a fejlesztésekre egyszerű takarékossági lépések alkalmazásával és rövid megtérülési idők mellett.

A hatásfok a kazán egyik legfontosabb tulajdonsága, amelyet a hasznos (a veszteségeket is figyelembe véve) és a befektetett energia (tüzelőanyag) hányadosa ad meg. A hatásfok időben nem állandó mennyiség. Az évek múlásával folyamatosan csökken, addig amíg a kazánt ki nem kell cserélni a kora vagy működési hiba miatt.

A kazán hatásfokának ellenőrzése

A hatásfokot füstgázelemző segítségével lehet megállapítani. Segítségével megállapítható az égéstermék O2, CO2, CO koncentrációja és a hőmérséklete. A kazán falán felületihőmérséklet-mérőre van szükség a hőmérséklet mérésére.

A megfelelő O2- és CO-értékek és a gázhőmérsékletek függnek a használt tüzelőanyagtól, az égőtől és a kazán méretétől. Ezeket az értékeket megtalálhatja készüléke használati útmutatójában, vagy szolgáltatójától is megtudhatja azokat.

A következő táblázat néhány irányértéket tartalmaz:

Vizsgált értékek

Ok

Megoldás

Magas CO és alacsony O2 szint

A kazánba nem jut elegendő levegő

Juttasson több levegőt a kazánba az égőtér nyílásának növelésével.

Alacsony CO2 és/vagy magas O2

Levegőtöbblet

Csökkentse a nyílás méretét, amelyen levegő juthat az égőtérbe.

Magas CO és magas O2

Nem megfelelő levegő-tüzelőanyag keveredés

Tisztítsa vagy, ha szükséges, cserélje ki a befecskendező fúvókát.

Falhőmérséklet >> helyiség hőmérséklet

Régi vagy rosszul hőszigetelt kazánok

Cserélje ki a szigetelőanyagokat.

Gázhőmérséklet > 230ºC

Nem megfelelő hőcsere

Tisztítsa ki a kazán belsejét, vagy helyezzen el előmelegítőt.

 

Tüzelőanyag

O2 max (%)

CO max (ppm)

Tüzelőolaj

3,5

200

Gázolaj

3,5

200

Földgáz

2

50

A kazán cseréje

Minden kazánnak el kell érnie bizonyos hatásfok értékeket. Rendszeres karbantartással ezen értékek a megengedett határok között tarthatók.

Amennyiben a kazán elavulttá válik, és a hatásfok az alsó határon mozog, ajánlott a kazánt jobb hatásfokúra cserélni.

Egy kondenzációs kazán akkor éri el optimális hatásfokát, amikor a rendszer alacsony hőmérsékletű (30-50°C közötti) vizet igényel. Azonban jelentős megtakarítások (15%) érhetők el nagyobb hőmérsékletek (70-80°C) mellett is.

Lehetséges, hogy egy kazán nem működik megfelelően a helytelen beállítások miatt, de ez könnyen megoldható a helyes karbantartással. A beállításhoz szükséges eszközök (füstgázelemző és hőmérő) ára 650-1250 € között van.

A kazán hőszigetelésének javítására használt 50 mm-es kőzetgyapot ára 80 és 200 € között van.

A tápvíz előmelegítésére szolgáló hővisszanyerő rendszerek drága készülékek. Mindemellett jelentős tüzelőanyag-megtakarítás érhető el használatukkal, a megtérülési idő pedig nem több két évnél.

A nagy teljesítményű kazánok (kis hőmérsékletű vagy kondenzációs) nagyobb kezdeti befektetéssel járnak. A kis hőmérsékletű kazánok 25-30%-al többe kerülnek, mint a hagyományos készülékek, míg a kondenzációs kazánokért akár kétszer annyit is kell fizetni. A megtakarítások miatt azonban a befektetés közép-hosszú távon megtérül.


Mi a teendő?
 

  1. Ne pazarolja az energiát!
  2. Figyelje meg a kéményből kilépő égéstermék színét! Ha sötét, akkor a kazán tüzelőanyagot bocsát ki égés nélkül. Ez az égési levegő hiánya, rossz eloszlása vagy a tüzelőanyag nem megfelelő porlasztása miatt lehetséges.
  3. Könnyen elkerülhető az el nem égett tüzelőanyag kialakulása. Folyékony tüzelőanyagok esetében állítsa be és tisztítsa meg az égőket, hogy megfelelő legyen a porlasztás. Szabályozza a tüzelőanyag viszkozitását; melegítse elő, ha csökkenteni kell a viszkozitást (tüzelőolajok esetében gyakori). Gáz halmazállapotú tüzelőanyagok esetében az égő helyes beállítása elegendő a jobb hatásfok eléréséhez.
  4. A fakó égéstermék nem jelent helyes működést. Lehetséges, hogy túl sok a levegő, amely költséget jelent, hiszen azt mutatja, hogy túl sok hő távozik a kéményen át, anélkül, hogy fűtésre használnák fel.
  5. Ha a kazánt elhagyó égéstermék hőmérséklete nagyobb, mint 230°C, érdemes a víz vagy égési levegő fűtésére felhasználni. Az ehhez szükséges berendezés megtérülési ideje csak 1 vagy 2 év, míg a megtakarítások jelentősek lehetnek.
  6. A visszanyert hőt más készülékek is hasznosíthatják, így például szárítási folyamatoknál is lehet alkalmazni.

Hogyan lehet a forró égéstermék energiáját felhasználni?

Ha az égéstermék hőmérséklete meghaladja a 230°C-ot, érdemes a kazán hatásfokának növelésére felhasználni.

  • A víz előmelegítése: Az előmelegítők olyan hőcserélők, amelyekben a forró égéstermék hőt ad át a tápvíznek.
  • Az égési levegő előhevítése: a levegőhevítők különleges gáz-levegő hőcserélők.
Az égéstermékeket nem szabad 150-175°C alá hűteni, mivel korróziós problémát okozhat a kénsav kondenzációja. A kis kéntartalmú tüzelőanyagok, mint a földgáz vagy a cseppfolyós propángáz, nem jelentenek ilyen problémát. Rendkívül sok fajta előmelegítő kapható a kereskedelemben. Érdeklődjön szakembernél, melyik a megfelelő az egyes esetekben, figyelembe véve a megtakarítási lehetőségeket és a szükséges karbantartást.

Ellenőrizze, van-e hőveszteség a rendszerben. A kéményen keresztüli hőveszteség mellett mindig vannak más veszteségek, amelyeket csökkenteni kell. Ilyen például a falakon és ürítőszelepeken keresztül távozó hő. Ahhoz, hogy csökkenteni lehessen a falon át távozó hő mennyiségét, ellenőrizni kell a tűzálló és hőszigetelő anyagokat és növelni kell vastagságukat, vagy jobb minőségű anyagokkal kell helyettesíteni őket. Ezzel elkerülhető az energiaveszteség, a balesetek lehetősége és a gázok kiszökése a légmentes zárásnak köszönhetően.


Az ürítőszelepekhez kapcsolódó veszteségek csökkenthetők a szelepek számának racionális csökkentésével, a tápvíz minőségének növelésével és a víz érezhető hőjének visszanyerésével.

Használja hatékonyan a tüzelőanyagot!

  • A hőcserében részt vevő felületeket (csövek) tisztán kell tartani a tüzelőanyag teljes kihasználásához.
  • Konzultáljon szakemberrel! Segítségére lehet a megfelelő takarékossági lépések kiválasztásában a berendezés hatásfokának növeléséhez.
  • Megtanulhatja a kazán működésének irányítását. A kereskedelemben kapható füstgázelemző készülékek segíthetnek a tüzelőanyag megtakarításban. Egy elemző készülék ára megegyezik egy 1MW-os kazán 40 órás üzeméhez szükséges tüzelőanyag költségeivel.
  • Tekintse át, hogy van-e lehetősége előnyösebb vagy olcsóbb tüzelőanyag használatára (hulladék, biomassza stb.)
  • A rendszer átvizsgálása és megfelelő karbantartása pénzmegtakarítást eredményez. Légtelenítse a köröket, ellenőrizze a szivattyúkat és ventilátorokat, és vizsgálja át a szabályozórendszer beállításait. Ahol lehetséges, használjon automata szabályozókat. Ezek a tanácsok több megtakarítást jelenthetnek, mint gondolná.
  • Mindig vegye figyelembe, hogy a kazánok részterhelésen sokkal kisebb hatásfokkal működnek. Éppen ezért érdemes meggondolni több kisebb kazán használatát egy nagy kazán helyett. Így az igényeknek megfelelően beállítható, hogy hány kazán működjön (maximum terhelésen). Ezt a módszert gyakran alkalmazzák a 300kW-nál nagyobb teljesítményű kazánok esetében.
  • Ha több kazán működik, érdemes a legjobb hatásfokút állandó körülmények között működtetni, míg a kevésbé hatékony kazánokat az igények változásának követésére használni.
  • A folyadékszállítás is energiafelhasználással jár.

Minden kazánnak szüksége van folyadékszállító berendezésekre (szivattyúk, ventilátorok, kompresszorok stb.), amelyek rendszerint sok áramot fogyasztanak. Ezért rajtuk is takarékossági intézkedéseket kell végrehajtani.


Ellenőrizze a kialakítást!

  • Amennyire lehetséges, csökkentse a csőhosszakat.
  • Kerülje a hirtelen keresztmetszet szűkülést vagy szélesedést, a szükségtelen könyököket és elágazásokat.
  • Válasszon kör keresztmetszetet - noha egy kicsit drágább megoldást jelent.
  • Válassza a lehető legnagyobb lehetséges átmérőjű és legkisebb belső érdességű csöveket.
  • Válasszon kis veszteségű szelepeket.
  • A sűrű folyadékokat kicsit melegítve szivattyúzza.
  • Tartsa karban a berendezést, hogy elkerülhesse a lerakódásokat.
  • Szabályozza a térfogatáramot változtatható fordulatszámú motorokkal a térfogatáram-korlátozó helyett.
  • Ha kicsi a hatásfok, cserélje kazánját új, jobb hatásfokúra.

A nagy teljesítményű (kis hőmérsékletű vagy kondenzációs) kazánok 10-20%-os tüzelőanyag-megtakarítást eredményeznek, különösen ha részterhelésen működnek.


Forrás: the Energy Training for Europe project
Közzétéve szerzői engedéllyel

 

 
Hungarian (formal)English (United Kingdom)

Könyv ajánló


Miről olvasna szívesen?
 

Statisztika

Tagok : 17
Tartalom : 303
Tartalom találatai : 1271335