Biomassza kazán alkalmazási lehetősége vágóhídi technológiában

A technika bemutatása

Egy megvalósult csirkevágóhídi technológián keresztül mutatjuk be, melynél 2 db Guntamatic BIOCOM 100, azaz összesen 200 kW pelletkazán került beépítésre.

A rendszer kialakításakor fontos volt, hogy a reggeli műszak kezdéskor a szükséges hőmérsékletű vízzel a kopasztókádakat fel lehessen tölteni.

Ahhoz, hogy egy ilyen technológia hőellátó rendszer kifogástalanul működjön, a következő szempontok szerint kell a rendszert kialakítani:

• Megfelelő teljesítményű kazánteljesítmény beépítése, és üzemanyag ellátása.
• Megfelelően méretezett puffertárolók, HMV tárolók beépítése.
• Jó beállítási paraméterek.
• Megfelelő hidraulikai rendszer a fűtési rendszerek, technológia berendezések fűtésének ellátására.
• HMV és technológiai melegvíz-ellátására célszerűen használhatók a frissvíz-modulok.

 

Természetesen a pontos technológiai adatszolgáltatás segíti a rendszer optimális kialakítását.

Nézzük sorjában az egyes szempontok alakulását!

 

Kazánteljesítmény

Esetünkben 200 kW az energiaigény, így a 2 db 100 kW berendezés kaszkádban való alkalmazása megfelelő.

A beruházó pellet üzemanyag mellett döntött, mivel a közelben levő pelletgyártótól tartálykocsival szállítható a pellet.

Kazánonként egy-egy 10 m3-es acélsiló biztosítja az üzemanyagot, ld. 1. és 2. ábrák.

A silókból felszívóvezetéken keresztül kerül a pelletkazán készlettárolójába (3. és 4. ábrák), így amíg a silókban van pellet, a kazánok üzeme folyamatos tud lenni.

 

 

 

 

1. ábra: A 2 db 10 m3-es acélsiló

 

 

 

2. ábra: A 2 db 10 m3-es acélsiló

 

 

3. ábra: Biocom 100 pelletkazán a felszívó pellettárolójával

 

 

 

4. ábra. A két kazán együtt

 

Pufferek és HMV tárolók

Ahhoz, hogy a reggeli műszak kezdésekor a szükséges hőmérsékletű vízzel a kopasztókádakat fel lehessen tölteni, valamint megfelelő mennyiségű használati meleg-víz rendelkezésre álljon, jelentős méretű tárolókat kellett beépíteni. Így 1 db 5.000 l puffertároló, valamint 1 db 5000 l HMV tároló került beépítésre. Az egyes fűtési körök (puffer, HMV tároló) időbeállítását úgy kellett megoldani, hogy a műszak kezdésére a megfelelő hőmérsékletű puffer és HMV tároló várja a dolgozókat.

 

Beállítási paraméterek

Az előbb említett időbeállítások mellett fontos az is, hogy az üzem során minél magasabb hőmérsékletet tudjunk a puffertartályban tartani. Ez azért fontos, mert a kopasztó kádak hőmérsékletét viszonylag pontosan kell tudni szabályozni. Sem a túl alacsony, sem a túl magas vízhőmérséklet nem jó a technológiának. Ahhoz, hogy jól lehessen szabályozni a kopasztókád hőmérsékletét, szükség lehet arra, hogy nagy mennyiségű, viszonylag magas pufferhőmérséklet álljon rendelkezésre. Ezeknél a kazánoknál általában 80oC a legmagasabb beállítási hőmérséklet. Ennél magasabb hőmérsékletet csak indirekt módon, bizonyos „túlfutási” hőmérséklet beállításával lehet elérni. A 90oC-os hőmérsékletet azonban nem nagyon célszerű túllépni, mert akkor a kazán túlmelegedési veszélye fennáll. Az ilyen jellegű meleg vizes biomassza kazánoknál 95oC körül a vészhűtőknek működésbe kell lépniük! Gyakorlatilag (80) 85 és 90oC közötti hőmérséklettel lehet számolni a puffer felső részében. (5. és 6. ábrák). Hasonló módon lehet a puffer alsó hőmérsékletét is valamennyire állítani.

 

 

 

5. ábra: A puffertartály hőmérséklet korrekció beállítási lehetőségei

 

 

6. ábra: A nagyméretű puffertartály és HMV tároló

 

Megfelelő hidraulikai rendszer a fűtési rendszerek, technológiai berendezések fűtésének ellátására

 

Az így elkészült biomassza hőtermelő rendszer után fontos, hogy az egyes technológiai berendezések, rendszerek és épületek hőellátása jól kialakított és jól szabályozható hidraulikai rendszerek által történjen a kifogástalan működés érdekében.

Fűtési körök szabályozásához célszerű előregyártott hidraulikai egységeket alkalmazni.

Egy ilyen osztó-gyűjtőre épített direkt- és keverőmodulokat láthatunk a 7. ábrán.

Külön egy keverőmodult a 8. ábrán láthatunk nyitott és zárt hőszigeteléssel

Ezen hidraulikai egységek a hozzátartozó osztó-gyűjtőkkel széles tömegáram tartományokra hozzáférhetők, így az egyes fűtési körökhöz pontosan lehet hidraulikailag illeszteni.

A keverő szelep motorja alapesetben 230 V/50Hz, 3 pont szabályozású, melyet általában a (a legtöbb esetben) kazánokba épített fűtésszabályozó tudja működtetni.

Speciális szabályozókhoz, melyek ipari technológiák esetében előfordulnak 24V/50Hz, 3 pont szabályozású; ill. 24V, DC tápfeszültségű, 0…10V DC szabályzófeszültségű motorokat is lehet hozzájuk illeszteni.

 

 

 

 

7. ábra: Osztó-gyűjtőre épített direkt- és keverőmodulok

 

 

 

 

8. ábra: Keverőmodul nyitott és zárt hőszigeteléssel

 

 

HMV és technológiai melegvíz-ellátására célszerűen használhatók a frissvíz-modulok

Használati meleg-víz (HMV) igényt kiválóan, higiénikus módon lehet frissvíz-modullal kiszolgálni. Ilyen egységet láthatunk a 9. ábrán.

 

 

 

9. ábra. Frissvíz-modul nyitott és zárt hőszigeteléssel

 

Működésének lényege, hogy egy hőcserélőn keresztül a fűtési pufferben levő energia segítségével átfolyós üzemben biztosítja a meleg vizet (10. ábra).

A felhasználás oldali meleg víz elvételt a beépített (a) áramlásérzékelő érzékeli, ami indítja és az igényeknek megfelelően szabályozza a primer oldali szivattyút (b).

A hőátadás a (c) hőcserélőn keresztül történik. A beépített szabályozó a primer szivattyú szabályozásával pontosan szabályozza a használati meleg-víz hőmérsékletét, melyet a szabályozón be tudunk állítani.

A rendszer kialakítása szempontjából fontos szempont, hogy a frissvíz-modul primer (puffer) oldalán zavartalan áramlási viszonyokat teremtsünk.

Ezzel a pangó meleg vizet elkerülve tudunk higiénikusan különböző igényeket meleg vízzel kiszolgálni.

Ezen hidraulikai egységek széles teljesítménytartományban beszerezhetők, a kisebb lakás meleg-vízellátástól a nagyobb vízigényű kommunális és ipari létesítményekhez is.

 

 

 

 

10. ábra. Frissvíz-modul működése

Egy adott névleges teljesítményű frissvíz-modul teljesítmény változik a pufferhőmérséklet és a beállított (kívánt) HMV hőmérséklettől.

A 11. ábrán egy 73 l/perc névleges teljesítményű blokk teljesítménytáblázatát láthatjuk.

Látható, hogy 50oC kívánt meleg-víz hőmérséklet 70oC-os pufferhőmérséklet esetén 72 l/perc hozammal érhető el.

Ha a pufferhőmérséklet 90oC, akkor 88 l/perc hozamot érhetünk el, 55oC-os puffer esetén csak 57 l/perc érhető el.

Az itt leírt technikák segítségével – biomassza kazán, és komplett hőtermelő egység; valamint hidraulikai megoldások – tökéletes megoldást tudunk adni ipari és technológiai hőellátásra.

Az elején említett csirkevágóhídi technológia a 12. ábrán levő kapcsolás szerint valósult meg.

A sémán két olyan kiegészítés van, amit eddig nem említettünk:

• A használati meleg vizet mielőtt az 5.000 l-es bojlerbe, ill. a frissvíz-modulokba megy a hálózati hideg víz, egy hőcserélőn keresztül a hűtőaggregátok hulladékhőjével előmelegítjük.
• A frissvíz-modulok által készített meleg-víz egy nyomásfokozón keresztül jut el azon berendezésekhez, ahol nagy nyomással kell bizonyos tisztítási munkálatokat végezni.

 

 

Lehetséges tüzelőanyagok

Az itt bemutatott példa pelletkazánnal valósult meg. Ez a rendszer egy közelben levő pelletüzemből kapja a fapelletet.

Korábbi cikkeinkben foglalkoztunk azzal, hogy milyen egyéb tüzelőanyagok jöhetnek még szóba.

A pelleten kívül természetesen kiváló üzemanyag a faapríték, de ezen kívül egyéb agri üzemanyag is szóba kerülhet.

Fától eltérő tüzelőanyagok esetén természetesen foglalkozni kell a korrózió és a salakosodás kérdésével – ezekről korábbi cikkeinkben írtunk.

Ezen kazángyártó üzemanyag választékában – amennyiben a korrózióálló betét be van építve – az alábbiak szerepelnek:

• pellet (fapellet),
• faapríték, (apríték kazán esetén)árpa,
• tritikálé
• miscanthus (apríték kazán esetén).

 

 

 

11. ábra: 73 l/perc névleges teljesítményű blokk teljesítménytáblázata

 

12. ábra: A megvalósult csirkevágóhíd kazánházi kapcsolási rajza

Ezeken kívül szóba kerülhet egyéb más mezőgazdasági tevékenységből származó tüzelőanyag, de ezeket egyedileg meg kell, vizsgáljuk.

Eddig fától eltérő üzemanyagok tekintetében a szőlővenyige és arundó aprítékkal, ill. napraforgó pellettel vannak már jó tapasztalataink.

Természetesen egy ilyen beruházás esetén érdemes megvizsgálni, milyen megfelelő minőségű tüzelőanyag áll a környéken rendelkezésre.