Miért pont gőz

2004/12. lapszám | VGF&HKL online |  5366 |

Figylem! Ez a cikk 21 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).

A gőz egy tiszta, univerzális hőhordozó, minden ipari folyamat számára 200 °C hőmérsékletig.

Idáig semmi más közeg nem tudta a gőzt kiváltani. Ez a következő főbb tulajdonságoknak köszönhető:

• tiszta, mindenhol megtalálható energiahordozó, a víz,
• utolérhetetlenül magas hőátadás, ezáltal kis hőátadó felület is elegendő,
• a hőmérséklet a hőátadás folyamán nem változik,
• egyszerű és pontos hőmérsékletszabályzás a nyomáson keresztül.

Az ipari folyamatoknál felhasznált gőz ún. telített gőz. Ez az a gőz, melyet addig hevítenek, míg vízrészeket már nem tartalmaz. A nyomás és hőmérséklet mindig meghatározott arányban állnak. A telített gőz rendkívül nagy hőtartalommal rendelkezik. A fogyasztó hőátadó felületén a gőz lekondenzálódik, és a kondenzvíz leválasztásra kerül. Ezáltal a hőmérséklet nem változik, a hőátadó felület hőfoka változatlan. Miután a víz sűrűsége sokkal kisebb a gőzénél, a kondenzáció során vákuumhatás lép fel, és automatikusan friss gőz áramlik a hőelvétel helyére. Így biztosított az egyenletes és folyamatos hőközlés. Előnyei közé sorolható még a magas energiasűrűség és az egyenletes hőeloszlás a fűtőfelületen.

Kazán és gőzfejlesztő

A vízteres kazánok egy nagytérfogatú nyomástartó edényből és az abban elhelyezkedő füstcsövekből állnak. A gőz előállításához tehát a vízben egy csőben keringtetik az égési hőt. A gőzfejlesztők működési módja ennek a fordítottja, vagyis a láng körül csőkígyóban kering a víz, melyből így gőz keletkezik. A gőzfejlesztők tehát sokkal kisebb víztérfogattal rendelkeznek, így tehetetlenségük is kisebb, rövidebb a felfűtési idő és kisebbek az ún. fix veszteségek. A gőzfejlesztők esetében a fő alkotóelemek (égő, csőkígyó, szivattyú) egymásra hangolása különösen fontos, így csak a kimagasló minőségű gőzfejlesztők alkalmazhatók a fogyasztók teljes vertikumában. Az utóbbi évek tendenciája a gazdaságos, kis alapterületű és egyszerűen kezelhető gőzfejlesztők irányába mutat. Egy jó konstrukciójú és kiváló minőségű anyagokból készült gőzfejlesztő használható szakaszos üzemre vagy akár „csúcs-kazánként” is, tehát ott, ahol egy üzem teljes és folyamatos gőzellátásáról van szó.

Miért vannak elterjedőben a gőzfejlesztők?

• minimális helyigény (pl. 500 kg/h = 1 m²),
• egyszerű telepítés és felállítás,
• rendkívül egyszerű kezelés és üzemeltetés (3 perces felfűtés, időszakos felügyelet a teljes automatikának köszönhetően),
• minimális szervizigény (1-2 alkalom évente),
• rendkívül magas összhatásfok, kedvező üzemeltetési költségek.

Mikor kazán és mikor gőzfejlesztö?

Kazánt érdemes telepíteni 5000-6000 kg/h teljesítmény felett, gőzfejlesztőt pedig 80-5000 kg/h gőzelvételnél, illetve ott, ahol kis hely áll rendelkezésre (az álló konstrukciónak minimális a helyigénye), valamint időben egyenetlen gőzelvételnél (rendkívüli rugalmasság a kis víztér miatt), 1 vagy 2 műszakos üzemnél (kiemelkedő megtakarítás (7-15%) a 3 perces felfűtés miatt.

A gőzfejlesztők tipikus felhasználási esetei

Magyarországon korábban sok helyen létesített hatalmas kazántelepeket. Ezek ma gazdaságtalanul működnek, mert: elavultak, az elvétel jelentősen csökkent, azaz rossz a kihasználtság, egyes gyáregységek önállóvá váltak és ezért megpróbálnak leválni a gőz-tápvezetékről. Sok cég magas áron vásárolja vagy állítja elő a gőzt. Az egyre nehezedő piaci helyzetben létkérdés a költségek csökkentése. Ezért sokan gazdasági megfontolásból térnek át önálló gőzfejlesztésre. Kisebb üzemek építésénél az egyszerűség és gazdaságosság miatt jön mindinkább szóba a gőzfejlesztő.

A vízteres kazánok gőzpufferének jelentősége a felhasználóknál

Sokan gondolják úgy, hogy csak megfelelően nagy gőzpufferű kazánnal lehet egy üzemet ellátni. Az ingadozó gőzelvételnek azonban kétféleképpen lehet megfelelni:

• valamilyen tartályban tartalékolt gőz (puffer) háromhuzatú kazán, avagy gőzfejlesztő + gőztároló tartály kombinációval, illetve
• az elvételt rugalmasan követő gőzfejlesztővel, feltéve, ha a 2 vagy 3 pont-vezérlésű égőnek nincs szüksége 2 begyújtás közt kiszellőzésre (egyes típusoknál, szakaszos üzemmód esetén a kiszellőzés ideje alatt a kis víz-gőztér miatt a gőznyomás leesik, a gőz nedves lesz).

Egy háromhuzatú kazán (vízteres kazán), gőzteréből rövid idő alatt képes gőzt leadni, és ezzel rövid ideig a névleges teljesítménye felett működni. Ez azonban nem eredményez magasabb üzembiztonságot, miután legkésőbb 5-10 perc múlva a gőztér kiürül. A kazánnak az elvett gőzmennyiséget ismét pótolnia kell, ezért egy ideig csak a „tárolóba” termel gőzt. Egy háromhuzatú kazán teljesítménye túlterhelés után jelentősen csökken, ezért egy kb. félórás időtartamot nézve átlagosan csak a névleges teljesítményt tudja leadni. Ez azt jelenti, hogy az 1000 kg/h teljesítményű, háromhuzatú kazán rövid ideig (kb. 5 perc) ugyan képes talán 1200 kg/h gőzt leadni, de ezt követően teljesítménye egy ideig csak 800 kg/h lesz.

A rövid ideig tartó túlterhelés lehetősége a gőzfelhasználás 99%-ában abszolút semmit nem eredményez, csak olyan helyeken, ahol egész rövid terhelési csúcsok jelentkeznek, mint pl. a styropor-haboknál jelent a vízteres kazán előnyt. Ebben a felhasználási esetben a gőzfejlesztőhöz egy gőztároló tartály ajánlható.

A vízteres kazán gőzraktározó hatása az ügyfélnek sok pénzbe kerül. Ahhoz, hogy a gőztér megteljen, minden nap legalább 20 percig a kazánt fel kell fűteni. A kazánba így bevitt energia tiszta veszteség, mert a kazán leállása után minden éjszaka a lehűlés következtében elvész. Ez a veszteség eléri a 7-10%-ot, míg a gőzfejlesztő 3 perces felfűtésénél csak az 1%-ot.

Összehasonlításként egy vízteres kazán olyan, mintha az autónkat elindulás előtt 20 percig teljes gázon hajtanánk, hogy utána az autópályán 10 percig a 150 km/h maximum helyett 180 km/h sebességgel hajtsuk.

A vízteres kazánok felülete felépítésükből adódóan nagy, ezért a kisugárzási veszteség jelentősen magasabb, mint a gőzfejlesztőknél. Ezen kívül a háromhuzatú kazánok jóval magasabb iszapolási veszteséggel rendelkeznek.

Ha ritka esetben mégis szükség lenne egy gőztárolóra, úgy gazdaságosabb egy pontosan méretezett gőztároló tartályt telepíteni a gőzfejlesztőhöz, mint egy nagy vízterű kazánt mindig felfűteni. Véleményünk szerint a háromhuzatú kazán drága és teljesen szükségtelen gőzpufferrel rendelkezik.

Az energiatakarékos installáció szabályai röviden a következők:

• A gőzvezetékeket röviden kell vezetni, és lényeges a szigetelés.
• A gőzvezetéket a vége felé kell lejtetni és ott vízteleníteni.
• Építsenek be nézőablakot minden kondenzátum-leválasztó után. Csak így lehetséges a hibás kondenzátum-leválasztó következtében fellépő gőzveszteséget időben észlelni.
• Utógőz hasznosítása: olyan berendezéseknél, ahol magas nyomáson használnak gőzt, lehetőség van az utógőz hasznosítására. A kondenzátumból alacsony nyomású gőzt nyerünk, amit tovább lehet hasznosítani.

A megfelelő karbantartás

Minden kazán csak akkor üzemeljen, ha szükség van rá. Ajánlatos tehát a munkafolyamatot úgy összehangolni, hogy a kazán ki legyen használva. A rendszeres szerviz fontosabb, mint gondolnánk! Ökölszabályként elfogadott, hogy az égőt és kazánt legalább évente egyszer szakember nézze át és állítsa be. Különösen fontos ez olajtüzelésnél, ahol az olaj éghetetlen anyagokat is tartalmaz. Ez szigetelőréteget képez az égéstérben, és jelentősen lecsökkenti a hatásfokot.

Rákos Csaba

---