Csatornaégők mezőgazdasági szárítókra – Szabályozás és biztonságtechnika

A csatornaégőket az ipar és a mezőgazdaság számos területén alkalmazzuk. A csatornaégők függőleges és vízszintes csatornákban áramló légnemű közegek direkt fűtésére alkalmasak. Az áramló közeg általában levegő, de lehet más, nem gyúlékony, semleges gáz is, mint például nitrogén.

A mezőgazdasági felhasználás elsősorban a terményszárítók területén jellemző. Köszönhető ez a csatornaégők kiváló műszaki paramétereinek, valamint az ezzel párosuló gazdasági előnyöknek.

Melyek ezek az előnyös tulajdonságok?

• A csatornaégők elhelyezhetők, beépíthetők a terményszárítók függőleges, esetenként vízszintes légcsatornáiban. Nem szükséges külön tűzteret gyártani a szárítóhoz, szemben a blokkégős kivitellel.
• Megfelelő levegősebességű (≥15 m/sec) csatornába külön égési levegőventilátor nélkül építhető be az égő. Az égő szerkezeti kialakítása biztosítja a légcsatornából a levegőellátást.
• Az égő üzembiztonsága túlnyomásos és depressziós légcsatornában is garantálható.
• A kis hőáram sűrűségű égők vonalszerű elrendezése a csatorna teljes keresztmetszetében homogén hőmérséklet-eloszlást biztosít. A szárítás minősége kiváló.
• A kialakuló nagy felületű, de kis hőáram sűrűségű láng alacsony NO_x kibocsátást biztosít. Ez a legtöbb esetben a 40 mg/kWh értéket sem éri el.
• A csatornaégők szabályozási aránya jóval meghaladja a hasonló teljesítményű blokkégőkét. Ventilátor nélküli kivitelekkel 1: 10, ventilátoros kivitelekkel akár 1: 20 szabályozási arány is elérhető.

Szabályozás, biztonságtechnika mezőgazdasági szárítók csatornaégőinél

Az égők szabályozása, vezérlése és biztonságtechnikája a speciális mezőgazdasági alkalmazás miatt speciális követelményeket támaszt a gyártókkal szemben:

• A mai, Magyarországon telepített terményszárítóknál követelmény a folyamatos szabályzású tüzelőberendezés. Ezzel nemcsak a szárítólevegő hőmérsékletet tudják nagyon szűk határok közt tartani, de a szárított termék minősége, homogenitása is biztosítható. A csatornaégőkkel a folyamatos szabályzás mellett az is biztosítható, hogy a rendkívül nagy teljesítményszabályozási tartomány miatt gyakorlatilag nincs hőmérséklet korlátozás miatti kikapcsolás üzem közben.
• A szárítási technológiánál a magas légfelesleg ellenére, hideg indulásnál előfordul kondenz képződés. Mivel az égők nagy többségében függőleges csatornákba vannak beépítve, a képződött kondenz az égőbe is hullik, zavarva ezzel az égési folyamatot, másrészt a fúvókákba is befolyik. A kockázat csökkentésére a fúvóka síkjában lévő felületeket minimálisra kell csökkenteni. A mégis bejutó kondenz összegyűjtésére a gázszelepek utáni csővezetékbe egy kondenz gyűjtőt (vízzsákot), kell beépíteni.
• A szárítási technológia másik negatív velejárója a por. Elsősorban gabona szárításakor okoz problémát. Hasonlóan a kondenzhez, a por is szennyezi az égőt, s a gázfúvókákat. Ezek ellenőrzéséről, rendszeres tisztításáról gondoskodni kell. Olyan méretű fúvókafuratok legyenek az égőkön, amelyek egyszerűen tisztíthatók.
• A viszonylag mostoha körülmények ellenére elvárás az üzembiztonság, továbbá a hosszú élettartam. A fúvókák jó minőségű öntöttvasból, az (égőtálcák) impellerek hő-, és korrózióálló lemezből készülnek.
• Az égőtérrel közös légcsatornában, általában az égő alatt helyezik el a gázszerelvénysort is. Ebből kifolyólag a por és kondenz itt is problémát okozhat. A legjobb, ha IP 65-ös szerelvényeket helyezünk el, de az IP 54 védettséghez mindenképpen ragaszkodni kell. Gyengébb védettségű szerelvények esetén védeni kell azokat egy plusz szerkezeti elemmel az üzemzavarok minimalizálása érdekében.
• Az üzemeltetés során a gyújtási folyamat a legkritikusabb. Ezért a legtöbb csatornaégőn külön szabályozható gyújtóégő van felszerelve, még azokon az égőkön is, ahol a teljesítmény alapján direktben lehetne a főégőt begyújtani.
• A lángőrzés rendszere a legtöbb csatornaégőn UV rendszerű, de egyes gyártók ionizációs lángőrzéssel látják el az égőket. Az UV rendszerű biztonságosabb, s az égő legkisebb teljesítményénél is üzembiztos. Az ionizációs lángőrzés kissé megbízhatatlanabb. Az UV lángőrt úgy kell elhelyezni, hogy a kondenz és por a kevésbé szennyezze, mindezek ellenére az időszakos tisztításáról gondoskodni kell.
• A gázszelepek tömörségvizsgálatát hasonlóan a blokkégőkhöz, a szabványelőírások (MSZ EN 746, MSZ EN 676) szerint kell végezni. Szokásos módja, hogy a tömörségvizsgálatot az égő szabályzott leállása után végezzük.
• A tüzelésvezérlővel szemben nincsenek külön előírások, a blokkégőknél előírt követelmények itt is megfelelnek. Az égési levegőt a csatornában áramló levegő biztosítja. Ehhez természetesen egy, a szárító részét képező ventilátort használunk. Ez a szárítóventilátor az égéslevegő igény többszörösét, akár 20-40-szeresét szállítja. E miatt az égők gyújtása előtti előszellőztetési idő adott esetben lényegesen csökkenthető. Ennek ellenére, mivel az égők gyakorlatilag kikapcsolás nélkül folyamatosan üzemelnek, a gázszabályzó szervomotorok nyitás-zárás pozícióját az előszellőztetés alatt ellenőrzik. A csatornaégők üzemi programja az általános ipari gázégőkkel megegyezik.
• A külön indított és vezérelt szárítóventilátor nyomása ugyanolyan funkcióval bír, mint minden égéslevegő ventillátor. Ahhoz, hogy ezt az égőprogramban az önellenőrzés elvén tudjuk vizsgálni az automatika működési diagrammja alapján, egy három utú mágnesszelepet építünk a levegő-nyomáskapcsoló impulzus csövébe. Így a levegőnyomás kapcsoló csak akkor aktív, ha indul az égőprogram.
• A hőmérséklet szabályzást általában hőellenállásról kapott jel alapján végezzük. A jel vagy egy programozható szabályzóműszerbe, vagy PLC-be van vezetve. A kimenő jel lehet 4-20 mA áramkimenet, de elterjedtebb, és a szárításhoz jobban alkalmazható a két független kontaktus kimenet.

A csatornaégők alkalmazása a mezőgazdaság területén a minőségi igények magas szintű biztosításával egy új korszakot nyitott a tüzeléstechnikában is.

A mezőgazdasági terményszárítóknál is alkalmazott csatornaégők felhasználásának további lehetőségei: téglaipari forgódobos anyagszárító kemence, csomagolástechnika, levegőfűtés, sterilizálás, magas hőmérsékletű direkt üzemű léghevítők, gázturbina füstgáz utófűtés hőhasznosító kazánhoz.

Muck Tamás

gépészmérnök