Pellet és brikett tüzel ő rendszerek vizsgálata

A vizsgált tüzelőberendezések 2008 novemberében kerültek beüzemelésre a Zsigmondy Vilmos és Széchenyi István Szakképző Iskola Erdész utcai tantelepén, Nagykanizsán. A kazánok telepítése, működtetése -a gyakorlati képzések helyszíneinek hőenergia ellátásán túl- lehetőséget teremtett a diákok számára a felhasznált alapanyagok beszerzési, tárolási, és felhasználási folyamatainak nyomon követhetőségére. A berendezések specifikálásával lehetőség nyílt különböző mérési és kutatási feladatok elvégzésére.

A HERZ Pelletstar, 30 kW teljesítményű pellettüzelésű kazán (28. melléklet) és a HERZ Firestar DeLuxe típusú, 30 kW teljesítményű faelgázosító kazán (29. melléklet) által termelt hőmennyiség a puffertartályban kerül tárolásra és felhasználható a műhelyek, illetve előadótermek fűtésére a meglévő radiátoros, illetve termoventilátoros rendszeren keresztül. A puffertartály (melynek fűtése tetszés szerint történhet bármelyik berendezésről) után az egyes fűtési körök egy osztóról kerülnek leválasztásra (2 db radiátoros kör közösítve egy keringtető szivattyúval, illetve 1db termoventilátoros kör önálló keringtető szivattyúval).

A pellettüzelő berendezés 6 mm átmérőjű, ÖNORM M7135/Swisspellet/DINplus szabványoknak megfelelő pelletekkel működtethető. A kazánhoz csatlakozó pellettároló tartály űrtartalma 150 liter. A pellettüzelésű kazán felépítését, főbb szerkezeti elemeit szemlélteti a 17. ábra.

Hőigény esetén a tüzelőanyag a beépített automatikus gyújtás segítségével kezd égni. A tüzelőanyagot egy szállítócsiga juttatja el a tüzelőanyag tárolóból az égéstérbe. A kazánba vezetett égéslevegő primer, vagy szekunder levegő lehet. A primer levegő közvetlenül a parázshalomra áramlik. A szekunder levegő a primer levegővel előállított láng kiteljesítését szolgálja. A levegő beszívását ventilátor végzi. A vezérlés a kazánhőmérséklet függvényében szabályozza a fordulatszámot, amit a lambdaszondás szabályozó még tovább módosít.

17. ábra: A vizsgált pelletkazán felépítése

Jelmagyarázat: 1. rostély 2. hamugyűjtő ládák 3. füstgáz elvezetés 4. égéstér 5. kazántest 6. szigetelés 7. kezelőpanel 8. visszaégés-gátló 9. füstgázventillátor

Forrás: HERZ G.m.b.H., 2009

A lambdaszonda folyamatosan felügyeli a füstgázértékeket, továbbá a különböző minőségű tüzelőanyagoknak megfelelően módosítja az üzemmódot, így mindig tökéletes égést biztosít, és a lehető legalacsonyabb kibocsátási értékeket szavatolja a szükséges tüzelőanyag mennyiség és a szekunder levegő változtatása révén. Az égés során keletkező hamu a hamugyűjtő ládába kerül.

A faelgázosító kazán kellően száraz (20% alatti nedvességtartalmú), legfeljebb 50 cm hosszú hasábfával és brikettel működtethető. A tűztér űrtartalma 170 liter. A kazán felépítését és egyes szerkezeti elemeit a 18. ábrán mutatom be.

18. ábra: A vizsgált faelgázosító kazán felépítése Forrás: Saját szerkesztés a BLT, 2008 adatai alapján

A kazánok beüzemelését követő mérések (2009. február-március) során a kazánhatásfokok a várt, kapcsolódó szakirodalmaknak megfelelő 90%-os értéket

közelítették meg, 86,96% és 89,40% között alakultak. Az egyes tüzelőberendezések, valamint a faelgázosító kazán brikettel (nedvességtartalom 8,1%, fűtőérték 16,70 MJ/kg) és hasított akác tűzifával (nedvességtartalom 17,5%, fűtőérték 14,44 MJ/kg) való üzemeltetésénél a mért hatásfokok tekintetében elhanyagolható különbségek adódtak.

A hagyományos fatüzelésű kazánokból a keletkező füstgázok akár 350-400 °C-os hőmérsékleten is távozhatnak. A kéményen keresztül távoző hő veszteségként jelentkezik. A korszerű pellet- és faelgázosító kazánok füstgázelvezető csatornái biztosítják a füstgáz turbulenciáját, így a füstgázok alacsonyabb hőmérsékleten (100-180 °C-on) távoznak a kazánból (Marosi, 2009).

A füstgázösszetétel vizsgálatok eredményeit a 34. táblázatban foglaltam össze. Az eredmények a várt, gépkönyvben meghatározott érétkek között alakultak.

34. táblázat: Füstgázösszetétel vizsgálatok átlagos értékei pelletkazán és faelgázosító kazán esetén

Faelgázosító kazán Mért

jellemző

Mérték-

egység Pelletkazán Várt értékek

(pelletkazán) Hasábfával Brikettel

Várt értékek

A pelletkazán tárolótartályának mérete alapján a rendszer a félautomata pellettüzelők csoportjába tartozik. Egyszeri feltöltéssel a gyakorlati tapasztalatok szerint kb. 4-6 napi folyamatos működésre képes, felügyeletet nem igényel. A kazán automata begyújtása idővezérléses program segítségével tetszés szerinti időpontra ütemezhető.

A pellettároló-tartály feltöltése kézzel, zsákos kiszerelésű pelletből történhet. A hamutároló ürítése fűtési időszakban kb. másfél havonta szükséges. Az égéstér ellenőrzését, tisztítását havonta célszerű elvégezni. A ventillátorok és a meghajtások olajszintjének ellenőrzése évente szükséges. Üzemeltetése közel a gázkazán kényelmét biztosítja.

A faelgázosító kazán működési tapasztalatai alapján megállapítható, hogy a felszabadított gáz mennyisége és éghető anyag tartalma, az égési folyamat, illetve ennek hatásfoka elsősorban a kazánba adagolt tüzelőanyag fajtájának, méretének, felületétének és nedvességtartalmának függvénye. Utóbbi kiemelt fontossággal bír, hiszen a nagyobb nedvességtartalom esetén az elgázosítási folyamat nem megfelelő, csökken a teljesítmény, nő a tüzelőanyag fogyasztás. Az el nem égett, nagyobb fadarabok a következő begyújtásoknál is problémát jelenthetnek.

A kazán egy töltettel kb. 7-9 órányi üzemidőre képes. Tisztítása 3-4 naponta szükséges.

Utóbbiak miatt a berendezés működtetésének kényelmi szintje elmarad a gáz- és a pellett-tüzeléstől. A komfortfokozatot javíthatja a brikettel történő üzemeltetés, ami a tüzelőanyag betárolását, begyújtást és a kazán tisztítását is jelentősen megkönnyíti és lerövidíti.

A berendezések működése során rendkívüli eseményre és üzemzavarra nem volt példa.

Fellépő működési problémák esetén (pl.: tűztér ajtó nyitva, hamutároló nincs a helyén

stb.) a rendszer hibaüzenetet küld a kezelőfelületre, komolyabb üzemzavar esetén automatikusan leáll.

A kazánok időjárásvezérelt szabályozási lehetősége 5 fűtőkört (bojlereket, puffertárolókat és szolárköröket) szabályozhat, így az egyéb megoldások (pl.:

napkollektor) rendszerbe kapcsolására is lehetőség nyílik a jövőben. A hasonló, korszerű hőenergia-termelő berendezések kiépítésekor egy-egy rendszer bővítési, átalakítási lehetőségeinek (akár már a tervezési fázisban való) megteremtését kiemelt fontosságúnak tartom.

A pellettüzelésű rendszer kényelmi szintje javítható lenne a tárolókapacitások bővítésével, az épület kialakítása azonban behatárolja a lehetőségeket. Faelgázosító kazán esetében a felhasznált tüzelőanyag fedett, zárt helyiségben történő raktározása indokolt.

4.3.2 Pelletek és brikettek fontosabb tüzeléstechnikai tulajdonságai,