Ulaz za korisnike

Dimnjaci i graničnici vlakna

|
Dimnjaci i graničnici vlakna
 
Dimnjaci i graničnici vlakna
Tlačni uvjeti u vodu dimnih/ispušnih plinova su važan preduvjet za ostvarenje optimalnog izgaranja. Od velike pomoći su i samostalni pomoćni uređaji za zrak, poznati kao graničnici vlaka.

 Kotao za pelete

To vremenskim prilikama uzrokovano povećanje podtlaka, odnosno diferencijskog tlaka na nastavku kotla može se izbjeći pomoću samostalnih pomoćnih uređaja za zrak – bolje poznatih kao graničnici vlaka. Samostalni pomoćni uređaji za zrak se ispituju i odobravaju prema DIN-u 4795. Norma obrađuje sigurnosno-tehničke zahtjeve u odnosu na konstrukciju, funkciju i regulacijsko ponašanje. Način rada uređaja je jednostavan: Graničnik vlaka oslobađa, u ovisnosti od tlačne razlike, otvor za ispušne plinove. Pomoću tako kontroliranog ulazećeg sporednog zraka uzgon se u uređaju za ispušni zrak (propuh dimnjaka) održava konstantnim, neovisno o utjecajima atmosferskih prilika. Tlačni uvjeti, koji ostaju isti, su važan preduvjet za ostvarivanje optimalnih rezultata izgaranja. Utjecaj tih proizvoda je intenzivno istražen za loženja pomoću plina i loživog ulja u zadnjih nekoliko godina, a naročito kod plamenika za zemni plin bez ventilatora. Budući da su se ognjišta (peći) za izgaranje takozvanih peleta (drvenih briketa) pojavila u većoj mjeri na tržištu tek u zadnjih nekoliko godina, sada su ispitani i graničnici vlaka za tu varijantu.

Pokusna konstrukcija

Isto kao i drugi kamini, kotao za pelete (brikete) sastoji se od plamenika, komore za izgaranje, izmjenjivača topline i upravljanja. Dodatno je potreban transportni sustav i eventualno međuspremnik za gorivo. Drveni prešani dijelovi dospijevaju različitim putevima, ovisno o proizvođaču, u komoru za sagorijevanje. Dolaze po potrebi pomoću transportnog puža u okno za punjenje, kroz koje drveni peleti padaju preko točila (spuštališta) ili cijevi u lonac plamenika. Kod nekih se proizvođača gorivo ubacuje sa strane ili odozdo pomoću puža. Kod oba sustava se u komori za sagorijevanje nalazi uvijek točno definirana količina goriva. Primarni se zrak upuhuje direktno kroz sapnice u bočnim stranicama komore za sagorijevanje.

Budući da su se oba sustava uvriježila u praksi, za pokusnu konstrukciju je instaliran proizvođač topline sa sustavom usipavanja i drugi kotao s ubacivanjem goriva odozdo. Kotao II osim toga ima pored ventilatora za izgarni zrak s regulacijom broja okretaja dodatno i usisni ventilator za ispušne plinove, koji je konstantno u pogonu, dok kotao I ima samo usisni ventilator za ispušne plinove s regulacijom broja okretaja. Ognjišta (peći) imaju prema podacima proizvođača nazivnu snagu od 14,9 kW kao i 15 kW. Osim toga raspolažu i potpuno automatiziranim uklanjanjem pepela i čišćenjem grijaće površine. Hidrauličko povezivanje, nivo zadane temperature i modulacijsko područje od 100-30 % bilo je kod oba kotla identično. Ognjišta su bila priključena na uređaj za ispušne plinove od plemenitog čelika, koji je bio opremljen eksternim ventilatorom za ispušne plinove. Tako su se mogli simulirati diferencijski tlakovi u području odvođenja ispušnih plinova od 5 Pa pa do oko 100 Pa.

Gubici ispušnih plinova

Kod oba ognjišta mogao se ustanoviti znatan porast gubitka ispušnih plinova kod rastućeg podtlaka u području odvođenja ispušnih plinova. Kod kotla I gubitak ispušnih plinova je porastao od cca. 8 % kod 10 Pa na 12 % kod podtlaka od 90 Pa u pogonu pod punim opterećenjem. Na temelju nižih temperatura ispušnih plinova dolazi kod djelomičnog opterećenja sa 7 % do manjeg gubitka ispušnih plinova kod 10 Pa. On raste s porastom podtlaka nadproporcionalno i znatno prekoračuje s 19 % kod 90 Pa gubitak ispušnih plinova kod punog opterećenja. To se može objasniti time, da kotao u području djelomičnog opterećenja usisava mnogo izgarnog zraka. Velika vlačna ovisnost mogla se skoro u potpunosti izjednačiti upotrebom naprave za dodatni zrak.

Kod kotla II se gubitak ispušnih plinova pokazao kod djelomičnog opterećenja generalno višim nego kod punog opterećenja. Ovisnost gubitaka ispušnih plinova od propuha dimnjaka u području djelomičnog opterećenja nije bila tako izražena kao kod kotla I. Razlog za porast gubitka ispušnih plinova u pogonu djelomičnog opterećenja bio je vjerojatno u utjecaju usisnog ventilatora, koji radi neovisno od trenutnog učinka kotla s konstantnim brojem okretaja. Iz toga je proizašao, u pogonu s djelomičnim opterećenjem i kod malog podtlaka, veliki višak zraka, čija je posljedica veći gubitak ispušnih plinova.

Za određivanje gubitaka pripravnosti oba kotla izvedeno je šest pokusa. Pri tome su se mogli izmjeriti prosječni podtlakovi od 12 Pa do 67 Pa na nastavku za ispušne plinove. Za vrijeme niza pokusa temperatura prostornog zraka je bila između 22 i 26 °C. Loženje kotla I je uslijedilo kod temperature vode u kotlu od 70°C i do dogorjevanja je došlo kod 82°C. Budući da je ostatak peleta u loncu plamenika nakon isključivanja još uvijek gorio, temperatura vode u kotlu se povećala na 88°C. To vodi do prosječne temperature vode u kotlu od 79°C, a time i do nadtemperature (razlika temperature mjernog mjesta i temperature okoline) od 57°C. Na taj način dobiveni gubici pripravnosti odnose se prema DIN-u EN 304 na zadanu nadtemperaturu od 50 K.

Kotao II pokazivao je neznatno veće gubitke pripravnosti. Doduše njegova je vlastita potrošnja bila znatno manja nego kod kotla I, budući da se u 24 sata samo tri puta pokretao, dok je kotao I u istom tom periodu startao cca. 12 puta. Za postupak pokretanja potrebna je veća količina struje, tako da se može objasniti veća potrošnja vlastite energije kod kotla I.

 Standardni stupanj

Za određivanje standardnog stupnja korištenja kod različitih tlakova dizanja moralo se odrediti četiri stupnja korištenja kod djelomičnog opterećenja u modulirajućem načinu pogona (kod 30,3 %, 38,8 %, 47,6 % i 62,6 % djelomičnog opterećenja) kao i stupanj korištenja kod djelomičnog opterećenja u načinu pogona u taktovima (pogon s uključivanjem-isključivanjem kod 12,8 % djelomičnog opterećenja). Stupnjevi korištenja kod djelomičnog opterećenja u modulirajućem načinu pogona odgovaraju korisnosti kotla.

U dotičnom području djelomičnog opterećenja vrijedi prema tome, da se treba odrediti osim već opisanog gubitka ispušnih plinova qA , gubitak zračenja qS, kao i gubitak usljed nepotpunog sagorijevanja qU. Navedene vrijednosti za pogon pod djelomičnim i potpunim opterećenjem su preračunate linerano za četiri točke pogona bez pogona u obliku radnih taktova. Prihvatilo se da su gubici neovisni od propuha dimnjaka.

Za te točke pogona zbrajaju se udjeli gubitaka qA, qS i qU u sumu gubitaka q. Pripadajuća korisnost kotla pod djelomičnim opterećenjem odgovara stupnju korištenja pod djelomičnim opterećenjem i izračunava se iz 1 – q. Gubici pripravnosti se kod ovih točaka pogona ne moraju uračunavati, budući da kotlovi moduliraju u području od 30 do 100 %. Za točku pogona u pogonu s uključivanjem-isključivanjem kod 12,8 % opterećenja kotla su u ovisnosti od podtlaka izračunati stupnjevi korištenja pod djelomičnim opterećenjem s uzimanjem u obzir gubitaka pripravnosti.

Graničnik vlaka oslobađa otvor za ispušne plinove. Pomoću tako kontroliranog ulazećeg sporednog zraka uzgon se u uređaju za ispušni zrak, propuh dimnjaka, održava konstantnim, neovisno o utjecajima atmosferskih prilika

Gubici

Gubici pripravnosti kod oba ognjišta su pri pregledu bili skoro identični. Oba su kotla pokazala različito ponašanje s obzirom na gubitke ispušnih plinova. Kotao I je pokazao pod djelomičnim opterećenjem kod planiranog tlaka dizanja za razliku od kotla II manje gubitke ispušnih plinova nego kod nazivnog opterećenja. S druge strane je kotao I znatno ovisniji o vlaku nego kotao II, koji osim ventilatora za izgarni zrak, kod kojeg se može namjestiti broj okretaja, pokazuje ventilator za isis ispušnih plinova, koji se ne može regulirati. Kotao I zato posjeduje samo ventilator za isis ispušnih plinova, koji se može regulirati.

Ta je ovisnost o vlaku dovela do lošijih standardnih stupnjeva korištenja kod visokih podtlakova. Upotreba graničnika vlaka je stoga kod kotlova tog tipa naročito isplativa. Investicija se amortizira kod prosječnih podtlakova (20 – 30 Pa) i kod srednjih troškova goriva već nakon relativno kratkog vremena (1,5 – 5 godina). Kada bi bilo dozvoljeno namještanje graničnika vlaka na 5 Pa, vrijeme amortizacije bi se još više skratilo.

Još jedino preostaje za utvrditi, da se ugradnja naprave za sporedni zrak za ekonomičan pogon proizvođača topline s malom emisijom štetnih tvari za sagorijevanje drvenih peleta (briketa) bez daljnjega toplo preporučuje. Ukratko su ispitivanja razjasnila sljedeća djelovanja: mirniji izgorak, niže emisije, manje gubitke ispušnih plinova. Iz tih bi se razloga trebalo ognjišta za pelete generalno opremiti s graničnicima vlaka.

Materijali