Λειτουργικές δοκιμές και ρυθμίσεις για συστήματα αερίου
Τα βήματα εργασίας και οι συμβουλές που περιγράφονται εδώ παρουσιάζουν τα βασικά στοιχεία του
λειτουργικού ελέγχου και της διαμόρφωσης κατά τη θέση σε λειτουργία συμβατικών λεβήτων αερίου και
λεβήτων συμπύκνωσης. Δεν περιλαμβάνονται οι δραστηριότητες που πρέπει να εκτελούνται σε καυστήρες
αερίου με εξαναγκασμένο ελκυσμό.
1. Έλεγχος της πίεσης σύνδεσης αερίου
Πριν τεθεί σε λειτουργία ο λέβητας, η πίεση σύνδεσης αερίου πρέπει να ελεγχθεί ως πίεση ροής. Πρέπει να βρίσκεται εντός του επιτρεπόμενου εύρους πίεσης σύμφωνα με την τεκμηρίωση του κατασκευαστή (στην περίπτωση φυσικού αερίου συνήθως 18 έως 25 mbar). Σε αντίθετη περίπτωση, ο λέβητας αερίου δεν επιτρέπεται να τεθεί σε λειτουργία και πρέπει να ειδοποιηθεί η αρμόδια εταιρεία παροχής αερίου, ώστε να αποκατασταθεί το πρόβλημα.
Ένα μανόμετρο συνδέεται στον κρουνό αερίου για τη μέτρηση της πίεσης αερίου από το δίκτυο, με κλειστή τη βάνα διακοπής αερίου. Όταν ανοίγει η βάνα αερίου, ο καυστήρας λειτουργεί σε πλήρη ισχύ μέσω του αντίστοιχου μενού λειτουργίας και η πίεση σύνδεσης αερίου μετράται ως πίεση ροής. Όταν η πίεση του αερίου είναι σωστή,η σύνδεση της μέτρησης κλείνει και ο λέβητας τίθεται ξανά σε λειτουργία.
Ένας αναλυτής καυσαερίων, π.χ. testo 300, είναι απαραίτητος για την πραγματοποίηση ρυθμίσεων.
Σύνδεση του testo 510 με το λέβητα και μέτρηση της πίεσης του αερίου.
Πιθανές συνέπειες λανθασμένης πίεσης αερίου
2. Ρύθμιση της αναλογίας αερίου-αέρα
Στόχος της περιβαλλοντικά συμβατής λειτουργίας του συστήματος είναι η πλήρης καύση του καυσίμου και η καλύτερη δυνατή χρησιμοποίηση του συστήματος. Η ρύθμιση του όγκου του αέρα καύσης είναι μια κρίσιμη παράμετρος για τη βέλτιστη λειτουργία. Στην πράξη, μια μικρή ποσότητα πλεονάζοντος αέρα έχει αποδειχθεί ιδανική για τη λειτουργία του συστήματος. Παρέχεται λίγο περισσότερος αέρας για την καύση από ό,τι θα ήταν θεωρητικά απαραίτητο.
Η αναλογία του πλεονάζοντος αέρα καύσης προς τη θεωρητική απαίτηση αέρα αναφέρεται ως λόγος καυσίμου-αέρα λ (λάμδα). Το ακόλουθο μοντέλο καύσης απεικονίζει αυτό:
Ο λόγος καυσίμου-αέρα καθορίζεται με βάση τη συγκέντρωση των συστατικών των καυσαερίων CO, CO2 και O2. Το λεγόμενο διάγραμμα καύσης δείχνει τους συσχετισμούς (βλ. σχήμα παρακάτω). Κατά την καύση, κάθε ποσότητα CO2 έχει συγκεκριμένο ποσοστό CO (για ανεπαρκή αέρα/λ<1) ή ποσοστό O2 (για περίσσεια αέρα/λ>1). Η τιμή CO2 δεν είναι σαφής από μόνη της, καθώς υπερβαίνει ένα μέγιστο, επομένως απαιτείται επιπλέον μέτρηση CO ή O2. Για λειτουργία με πλεόνασμα αέρα (κανονικό σενάριο), προτιμάται πλέον γενικά ο προσδιορισμός του O2. Κάθε καύσιμο έχει ένα συγκεκριμένο διάγραμμα και τη δική του τιμή για το CO2max.
Στην περίπτωση συσκευών χωρίς συμπύκνωση, η αναλογία αερίου/αέρα ρυθμίζεται με τη μανομετρική μέθοδο, δηλαδή η πίεση του ακροφυσίου ρυθμίζεται για την ελάχιστη και τη μέγιστη απόδοση. Για να γίνει αυτό, αφαιρείται η βίδα στεγανοποίησης από τη σύνδεση μέτρησης της πίεσης του ακροφυσίου και συνδέεται σε αυτήν ένα μανόμετρο. Στη συνέχεια, ο λέβητας αερίου τροφοδοτείται συνήθως πρώτα στη μέγιστη (πλήρες φορτίο) και στη συνέχεια στην ελάχιστη (χαμηλό φορτίο) ισχύ της συσκευής μέσω του μενού λειτουργίας. Και για τα δύο επίπεδα εξόδου, η πίεση του ακροφυσίου τροποποιείται στις σχετικές βίδες ρύθμισης στο εξάρτημα αερίου και ελέγχεται μέσω του μανόμετρου. Πληροφορίες σχετικά με την απαιτούμενη πίεση ακροφυσίου μπορείτε να βρείτε στην τεκμηρίωση του κατασκευαστή (ανάλογα με το δείκτη Wobbe του χρησιμοποιούμενου αερίου, τον οποίο μπορείτε να ζητήσετε από τον προμηθευτή αερίου): Στην περίπτωση των λεβήτων συμπύκνωσης, η αναλογία αερίου/αέρα καθορίζεται συνήθως με τη μέτρηση της περιεκτικότητας διοξειδίου του άνθρακα (CO2) στο καυσαέριο. Προετοιμάστε τον αναλυτή καυσαερίων όπως περιγράφεται από το βήμα 3 και μετά και τοποθετήστε το ακροφύσιο καυσαερίων στον αγωγό καυσαερίων.
Στη συνέχεια, ανεβάστε τον λέβητα στη μέγιστη ισχύ μέσω του μενού λειτουργίας και μετρήστε την περιεκτικότητα CO2 στα καυσαέρια. Για να ρυθμίσετε την αναλογία αερίου/αέρα, τροποποιείται τώρα ο όγκος αερίου μέσω της βίδας ρύθμισης (στραγγαλισμός αερίου), έως ότου οι τιμές CO2 στο καυσαέριο αντιστοιχούν στις προδιαγραφές του κατασκευαστή. Σε ορισμένες περιπτώσεις, οι κατασκευαστές δίνουν επίσης τιμές ρύθμισης για την ελάχιστη ισχύ της συσκευής. Πραγματοποιήστε τη ρύθμιση σύμφωνα με τη διαδικασία για τη μέγιστη απόδοση. Αφού πραγματοποιηθούν αυτές οι βασικές ρυθμίσεις, ο διαμορφωμένος λέβητας αερίου πρέπει να επιθεωρηθεί. Αυτό περιλαμβάνει τη μέτρηση των απωλειών καυσαερίων (qA) και της περιεκτικότητας μονοξειδίου του άνθρακα (CO) στα καυσαέρια.
3. Προετοιμασία του αναλυτή καυσαερίων
Ορισμός της προστασίας των αισθητήρων: μπορούν να οριστούν οριακές τιμές για την προστασία των αισθητήρων από υπερφόρτωση σε περίπτωση υψηλών συγκεντρώσεων CO. Εάν ξεπεραστούν αυτές οι τιμές, η αντλία καυσαερίων απενεργοποιείται και τα καυσαέρια δεν εισέρχονται πλέον στον αναλυτή. Για ορισμένα όργανα μέτρησης (testo 300* και testo 330*), το καυσαέριο αραιώνεται με φρέσκο αέρα όταν υπερβαίνεται η οριακή τιμή και η μέτρηση δεν χρειάζεται να διακοπεί.
Έλεγχος στεγανότητας: για να αποφευχθεί η εισροή φρέσκου αέρα στον αναλυτή χωρίς να γίνει αντιληπτή και να αλλοιωθούν τα αποτελέσματα των μετρήσεων, θα πρέπει να διενεργείται έλεγχος στεγανότητας πριν από τη μέτρηση. Αυτός περιλαμβάνει το σφράγισμα του ακροφυσίου καυσαερίων με ένα πώμα, έτσι ώστε η ροή στην αντλία μέτρησης αερίου να μηδενιστεί μετά από ορισμένο χρονικό διάστημα. Εάν αυτό δεν συμβαίνει, αυτό υποδεικνύει διαρροή στο όργανο και θα πρέπει να ελέγξετε εάν το πώμα της παγίδας συμπυκνωμάτων είναι σωστά σφραγισμένο.
Μηδενισμός του αισθητήρα αερίου και του αισθητήρα ελκυσμού: για τον μηδενισμό των αισθητήρων, το ακροφύσιο καυσαερίων πρέπει να βρίσκεται εκτός του αγωγού καυσαερίων, ιδανικά στον καθαρό αέρα. Το όργανο μέτρησης αναρροφά τον αέρα του περιβάλλοντος μέσω του αισθητήρα καυσαερίων και τον φυσάει στους αισθητήρες αερίου. Συνεπώς, αυτοί “ξεπλένονται” και η μετρούμενη συγκέντρωση αερίου ορίζεται ως “σημείο μηδενισμού”. Ταυτόχρονα, ο αισθητήρας πίεσης του αναλυτή καυσαερίων μηδενίζεται στην πίεση του αέρα γύρω από την εγκατάσταση καύσης. Για ορισμένους αναλυτές, όπως ο testo 300** ή ο testo 330**, το ακροφύσιο μπορεί επίσης να τοποθετηθεί στον αγωγό καυσαερίων κατά τη διάρκεια του μηδενισμού. Εδώ, τόσο η διαδρομή αερίου μέτρησης όσο και ο αισθητήρας πίεσης αποσυνδέονται από το ακροφύσιο καυσαερίων κατά τον μηδενισμό και η συγκέντρωση αερίου ή η πίεση γύρω από τον αναλυτή καυσαερίων χρησιμοποιείται για τον μηδενισμό.
*Ισχύει μόνο για τις εκδόσεις του testo 300 με τη λειτουργία „Αραίωση“ και για το testo 330-2 LL.
**Ισχύει μόνο για τις εκδόσεις του testo 300 με τη λειτουργία „Μηδενισμός ακροφυσίου σε καυσαέριο“ και για το testo 330-2 LL.
4. Προσδιορισμός της απώλειας καυσαερίων
Η απώλεια καυσαερίων είναι η διαφορά μεταξύ του θερμικού περιεχομένου των καυσαερίων και του θερμικού περιεχομένου του αέρα καύσης, σε σχέση με την καθαρή θερμογόνο δύναμη του καυσίμου. Είναι επομένως ένα μέτρο του θερμικού περιεχομένου των καυσαερίων που εκτρέπονται μέσω της καμινάδας. Όσο μεγαλύτερες είναι οι απώλειες καυσαερίων, τόσο χειρότερη είναι η απόδοση και, συνεπώς, η αξιοποίηση της ενέργειας και τόσο υψηλότερες είναι οι εκπομπές ενός συστήματος θέρμανσης. Για το λόγο αυτό, οι επιτρεπόμενες απώλειες καυσαερίων από εγκαταστάσεις καύσης περιορίζονται σε ορισμένες χώρες.
Μετά τον προσδιορισμό της περιεκτικότητας σε οξυγόνο και της διαφοράς μεταξύ της θερμοκρασίας των καυσαερίων και του αέρα καύσης, οι απώλειες καυσαερίων μπορούν να υπολογιστούν χρησιμοποιώντας τους ειδικούς για το καύσιμο συντελεστές. Οι ειδικοί συντελεστές καυσίμου (A2, B) αποθηκεύονται στους αναλυτές καυσαερίων. Η κατάλληλη επιλογή καυσίμου στο όργανο μέτρησης είναι απαραίτητη προκειμένου να διασφαλιστεί ότι χρησιμοποιούνται οι σωστές τιμές για τα A2 και B.
Αντί της περιεκτικότητας σε οξυγόνο, μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό η συγκέντρωση διοξειδίου του άνθρακα (CO2). Η θερμοκρασία των καυσαερίων (FT) και η περιεκτικότητα σε οξυγόνο ή σε διοξείδιο του άνθρακα (CO2) πρέπει να μετρώνται ταυτόχρονα κατά τη διάρκεια της διαδικασίας μέτρησης σε ένα μόνο σημείο. Η θερμοκρασία αέρα καύσης (ΑΤ) πρέπει επίσης να μετράται ταυτόχρονα.
Η εύρεση της ιδανικής ρύθμισης για το σύστημα θέρμανσης με τον υπολογισμό των απωλειών καυσαερίων αποδίδει:
1% απώλεια καυσαερίων = 1% αύξηση της κατανάλωσης καυσίμου
Απώλεια ενέργειας/έτος = απώλεια καυσαερίων x κατανάλωση καυσίμου/έτος
Για μια υπολογιζόμενη απώλεια καυσαερίων 10% και μια ετήσια κατανάλωση μαζούτ 3.000 λίτρων, η απώλεια ενέργειας αντιστοιχεί σε περίπου 300 λίτρα μαζούτ/έτος.
Μια ασυνήθιστα υψηλή απώλεια καυσαερίων μπορεί να οφείλεται στα εξής:
Λανθασμένος μηδενισμός του αναλυτή
Λανθασμένη ρύθμιση καυσίμου
Μια απότομη πτώση της θερμοκρασίας των καυσαερίων μπορεί να προκληθεί από τα εξής:
Υπάρχει συμπύκνωμα στο θερμοστοιχείο (αισθητήρας θερμοκρασίας)
Αντιμετώπιση: Τοποθετήστε το ακροφύσιο καυσαερίων οριζόντια ή με κατεύθυνση προς τα κάτω, ώστε να μπορεί να στάζει το συμπύκνωμα.
Φόρμουλες υπολογισμού για την απώλεια καυσαερίων
FT: θερμοκρασία καυσαερίων
AT: θερμοκρασία αέρα καύσης
A2/B: συντελεστές καυσίμων (βλ. πίνακα)
21: περιεκτικότητα του αέρα σε οξυγόνο
O2: μετρούμενη τιμή O2 (στρογγυλοποιημένη στον πλησιέστερο ακέραιο αριθμό)
XK: συντελεστής που εκφράζει την απώλεια καυσαερίων qA ως αρνητική τιμή όταν δεν επιτυγχάνεται το σημείο δρόσου. Απαιτείται για μετρήσεις σε συστήματα συμπύκνωσης. Εάν επιτευχθεί η θερμοκρασία σημείου δρόσου, η τιμή XK = 0
Τύπος Siegert για τον υπολογισμό της απώλειας καυσαερίων. Αυτός χρησιμοποιείται όταν οι ειδικοί για το καύσιμο συντελεστές A2 και B (βλ. πίνακα) είναι μηδέν.
Πίνακας συντελεστών καυσίμων
Θερμοκρασία αέρα καύσης (AT)
Οι περισσότεροι αναλυτές καυσαερίων διαθέτουν έναν αισθητήρα θερμοκρασίας στο όργανο. Έτσι, η θερμοκρασία του αέρα καύσης σε άμεση γειτνίαση με το σημείο εισαγωγής του καυστήρα μπορεί να μετρηθεί με την τοποθέτηση του αναλυτή στο περίβλημα του καυστήρα. Στην περίπτωση συστημάτων ισορροπημένης καμινάδας, ο αισθητήρας αυτός αντικαθίσταται από ξεχωριστό αισθητήρα θερμοκρασίας, ο οποίος εισάγεται στην παροχή φρέσκου αέρα/αέρα καύσης.
Θερμοκρασία καυσαερίων (FT)
Το θερμοστοιχείο του ακροφυσίου καυσαερίων μετρά τη θερμοκρασία των καυσαερίων. Το ακροφύσιο καυσαερίων εισάγεται μέσω του ανοίγματος μέτρησης στον αγωγό καυσαερίων (η απόσταση μεταξύ του ανοίγματος μέτρησης και του λέβητα πρέπει να είναι τουλάχιστον διπλάσια από τη διάμετρο του αγωγού καυσαερίων). Το σημείο με την υψηλότερη θερμοκρασία καυσαερίων (δηλ. το κέντρο της ροής) εντοπίζεται μέσω σταθερής μέτρησης της θερμοκρασίας και το ακροφύσιο τοποθετείται εκεί. Το κέντρο της ροής είναι το σημείο όπου η θερμοκρασία και η συγκέντρωση διοξειδίου του άνθρακα (CO2) είναι στα υψηλότερα τους και η περιεκτικότητα σε οξυγόνο (O2) στα χαμηλότερα της.
Συγκέντρωση O2
Το οξυγόνο που δε χρησιμοποιήθηκε στην καύση στην περίπτωση πλεονασμού αέρα απορρίπτεται ως αέριο συστατικό των καυσαερίων και αποτελεί μέτρο της απόδοσης της καύσης. Το καυσαέριο αναρροφάται μέσω του ακροφυσίου καυσαερίων με τη χρήση αντλίας και διοχετεύεται στη διαδρομή αερίου μέτρησης του αναλυτή καυσαερίων. Εκεί διοχετεύεται μέσω του αισθητήρα αερίου (κυψέλη μέτρησης) για το Ο2 και προσδιορίζεται η συγκέντρωση του αερίου. Η περιεκτικότητα σε Ο2 χρησιμοποιείται επίσης ως βάση για τον υπολογισμό της συγκέντρωσης CO2 στο καυσαέριο, η οποία χρησιμοποιείται για τη ρύθμιση των λέβητων συμπύκνωσης που λειτουργούν με φυσικό αέριο, όπως περιγράφεται παραπάνω.
Συγκέντρωση διοξειδίου του άνθρακα (CO2)
Αντί της περιεκτικότητας σε οξυγόνο, όπως προαναφέρθηκε, μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί η συγκέντρωση διοξειδίου του άνθρακα για τον υπολογισμό της απώλειας καυσαερίων. Εάν η αναλογία του CO2 είναι όσο το δυνατόν υψηλότερη με χαμηλό πλεονασμό αέρα (πλήρης καύση), τότε η απώλεια καυσαερίων είναι η χαμηλότερη. Για κάθε καύσιμο υπάρχει μια μέγιστη δυνατή περιεκτικότητα CO2 σε καυσαέρια (CO2max), η οποία καθορίζεται από τη χημική σύσταση του καυσίμου.
Τιμές CO2max για διάφορα καύσιμα:
Μαζούτ 15.4 vol. % CO2
Φυσικό αέριο 11.8 vol. % CO2
Άνθρακας 1.5 vol. % CO2
Ωστόσο, η τιμή αυτή δεν μπορεί να επιτευχθεί στην πράξη, διότι για την ασφαλή λειτουργία του καυστήρα απαιτείται πάντα μια ορισμένη ποσότητα πλεονασμού αέρα, η οποία μειώνει το ποσοστό CO2 στα καυσαέρια. Για το λόγο αυτό, κατά τη ρύθμιση του καυστήρα, ο στόχος δεν είναι η μέγιστη περιεκτικότητα σε CO2, αλλά μια όσο το δυνατόν υψηλότερη περιεκτικότητα σε CO2. Στην τεκμηρίωση του κατασκευαστή θα βρείτε πληροφορίες σχετικά με τις συγκεντρώσεις CO2 που μπορούν να επιτευχθούν και τις τροποποιήσεις που πρέπει να γίνουν στις ρυθμίσεις του όγκου αέρα για την επίτευξη αυτών των τιμών. Οι περισσότεροι αναλυτές καυσαερίων δεν περιέχουν αισθητήρα CO2, αλλά η συγκέντρωση CO2 στα καυσαέρια υπολογίζεται μέσω της μετρούμενης περιεκτικότητας σε O2. Αυτό είναι δυνατό επειδή και οι δύο τιμές είναι άμεσα ανάλογες μεταξύ τους. Δεδομένου ότι η μέγιστη περιεκτικότητα σε CO2 του σχετικού καυσίμου ενσωματώνεται σε αυτόν τον υπολογισμό, το κατάλληλο καύσιμο του συστήματος πρέπει να εισάγεται στον αναλυτή καυσαερίων πριν από κάθε μέτρηση.
5. Υπολογισμός της απόδοσης (η)
Για συμβατικά συστήματα θέρμανσης
Ο βαθμός απόδοσης καύσης (η) ενός συμβατικού συστήματος θέρμανσης υπολογίζεται αφαιρώντας την απώλεια καυσαερίων (qA) από τη συνολική παρεχόμενη ενέργεια (καθαρή θερμογόνος δύναμη HU = 100% της παρεχόμενης ενέργειας).
Για συστήματα συμπύκνωσης
Δεδομένου ότι η θερμότητα συμπύκνωσης ανακτάται στα σύγχρονα συστήματα συμπύκνωσης, για σωστό υπολογισμό η Testo εισήγαγε την πρόσθετη τιμή XK, η οποία περιλαμβάνει την αξιοποίηση της θερμότητας συμπύκνωσης σε σχέση με την καθαρή θερμογόνο δύναμη. Όταν τα καυσαέρια ψύχονται κάτω από τη θερμοκρασία του σημείου δρόσου τους, της οποίας η θεωρητική τιμή αποθηκεύεται ειδικά για το κάθε καύσιμο στον αναλυτή Testo, ο συντελεστής XK υποδεικνύει την ανακτώμενη θερμότητα εξάτμισης του συμπυκνωμένου νερού ως αρνητική τιμή, με αποτέλεσμα η απώλεια καυσαερίων να μειώνεται ή να γίνεται αρνητική. Αυτό σημαίνει ότι ο βαθμός απόδοσης σε σχέση με την καθαρή θερμογόνο δύναμη μπορεί να λάβει τιμές άνω του 100%.
Για παράδειγμα:
A2 = 0.68
B = 0.007
FT = 45°C
AT = 30°C
O2 = 3%
XK = 5.47%
qA (χωρίς συντελεστή XK) = 1%
qA (χωρίς συντελεστή XK) = -5%
η = 100%-(-5%)
Το ακόλουθο γράφημα χρησιμοποιεί ένα άλλο παράδειγμα για να δείξει για ακόμη μια φορά γιατί η απόδοση στα συστήματα συμπύκνωσης είναι μεγαλύτερη από 100%:
Μόλις το καύσιμο ενσωματωθεί πλήρως, αναπτύσσεται θερμότητα και υδρατμοί.
Εάν η θερμότητα καταγράφεται πλήρως, επιτυγχάνεται το 100% της καθαρής θερμογόνου δύναμης HU.
Εάν προστεθεί η ενέργεια που περιέχεται στους υδρατμούς (θερμότητα συμπύκνωσης), προκύπτει η ακαθάριστη θερμογόνος δύναμη HS.
Η συνολική ακαθάριστη θερμογόνος δύναμη HS είναι πάντα υψηλότερη από την καθαρή θερμογόνο δύναμη HU.
Η καθαρή θερμογόνος δύναμη HU λαμβάνεται πάντα ως βάση για τον υπολογισμό του βαθμού απόδοσης.
Ωστόσο, οι λέβητες συμπύκνωσης χρησιμοποιούν ενέργεια συμπύκνωσης επιπλέον της καθαρής θερμογόνου δύναμης. Αυτό σημαίνει ότι, όσον αφορά τον υπολογισμό, ο βαθμός απόδοσης μπορεί να είναι μεγαλύτερος από 100%.
testo 300 LL
συμπ. όργανο μέτρησης, φορτιστή, ακροφύσιο, 10 ανταλλακτικά φίλτρα, λογισμικό PC testo EasyHeat, τσάντα οργάνου, 4 χρόνια εγγύηση
6. Μέτρηση του ελκυσμού καυσαερίων
Για τους λέβητες φυσικού ελκυσμού, η άνωση ή ο ελκυσμός καυσαερίων είναι η βασική προϋπόθεση για την εκτροπή των καυσαερίων μέσω της καμινάδας. Επειδή η πυκνότητα των θερμών καυσαερίων είναι μικρότερη από την πυκνότητα του ψυχρότερου εξωτερικού αέρα, δημιουργείται ένα κενό, γνωστό και ως ελκυσμός καυσαερίων, στην καμινάδα. Ως αποτέλεσμα αυτού του κενού, ο αέρας καύσης αναρροφάται, εξουδετερώνοντας όλες τις αντιστάσεις του λέβητα και του αγωγού καυσαερίων. Στην περίπτωση των λεβήτων υπό πίεση, οι συνθήκες πίεσης στην καμινάδα δε χρειάζεται να λαμβάνονται υπόψη, δεδομένου ότι ένας καυστήρας με εξαναγκασμένη έλξη παράγει την απαραίτητη υπερπίεση για την εκτροπή των καυσαερίων. Σε συστήματα αυτού του είδους μπορεί να χρησιμοποιηθεί μικρότερη διάμετρος καμινάδας. Κατά τη μέτρηση του ελκυσμού καυσαερίων, προσδιορίζεται η διαφορά μεταξύ της πίεσης στο εσωτερικό του αγωγού καυσαερίων και της πίεσης του χώρου του εξοπλισμού. Όπως και κατά τον προσδιορισμό της απώλειας καυσαερίων, αυτός πραγματοποιείται στο κέντρο της ροής του αγωγού καυσαερίων. Όπως περιγράφεται παραπάνω, ο αισθητήρας πίεσης του αναλυτή πρέπει να μηδενιστεί πριν από τη μέτρηση.
Τυπικές τιμές ελκυσμού καυσαερίων:
Λέβητας υπό πίεση με καυστήρα εξαναγκασμένου ελκυσμού + ακαθάριστη θερμογόνος δύναμη: 0,12 έως 0,20 hPa (mbar) καυστήρας εξάτμισης πετρελαίου υπερπίεσης και ατμοσφαιρικός καυστήρας αερίου: 0,03 έως 0,10 hPa (mbar) υπερπίεση.
Οι πολύ χαμηλές τιμές μέτρησης του ελκυσμού μπορεί να οφείλονται στα εξής:
- Διαρροή στη διαδρομή ελκυσμού του αναλυτή
- Λανθασμένος μηδενισμός του αισθητήρα πίεσης
Οι τιμές που είναι πολύ υψηλές μπορεί να οφείλονται στα εξής:
- Πολύ ισχυρός ελκυσμός
- Λανθασμένος μηδενισμός του αισθητήρα πίεσης
7. Μέτρηση της συγκέντρωσης CO
Ο έλεγχος της τιμής του CO επιτρέπει την εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικά με την ποιότητα της καύσης και συμβάλλει στην ασφάλεια του διαχειριστή του συστήματος. Εάν τα κανάλια καυσαερίων μπλοκαριστούν, τα καυσαέρια θα εισέρχονται στο λεβητοστάσιο, για παράδειγμα, μέσω του ρυθμιστή ροής στην περίπτωση συστημάτων ατμοσφαιρικών καυστήρων αερίου, θέτοντας έτσι σε κίνδυνο τον χειριστή. Για να αποφευχθεί αυτό, μετά την ολοκλήρωση των εργασιών ρύθμισης του λέβητα, πρέπει να μετράται η συγκέντρωση μονοξειδίου του άνθρακα (CO) και να ελέγχονται οι δίοδοι καυσαερίων. Αυτό το μέτρο ασφαλείας δεν απαιτείται για τους καυστήρες αερίου με φυσητήρα, καθώς σε αυτούς τους καυστήρες τα καυσαέρια διοχετεύονται αναγκαστικά στην καπνοδόχο.
Η μέτρηση δεν πρέπει να πραγματοποιείται πριν από τη λειτουργία του καυστήρα αερίου για τουλάχιστον 2 λεπτά, καθώς μόνο τότε η αυξημένη περιεκτικότητα σε CO κατά την εκκίνηση του συστήματος πέφτει στην κανονική τιμή λειτουργίας.
Αυτό ισχύει επίσης για τους λέβητες αερίου με έλεγχο της καύσης, δεδομένου ότι αυτοί πραγματοποιούν βαθμονόμηση κατά την εκκίνηση του καυστήρα, κατά την οποία μπορεί να προκύψουν πολύ υψηλές εκπομπές CO για σύντομο χρονικό διάστημα. Όπως και κατά τον προσδιορισμό της απώλειας καυσαερίων, η μέτρηση πραγματοποιείται στο κέντρο της ροής του αγωγού καυσαερίων. Ωστόσο, δεδομένου ότι το καυσαέριο αραιώνεται με φρέσκο αέρα, η περιεκτικότητα σε CO πρέπει να υπολογίζεται σε μη αραιωμένο καυσαέριο (διαφορετικά η περιεκτικότητα σε CO θα μπορούσε να παραποιηθεί με την προσθήκη αέρα).
Για το σκοπό αυτό, ο αναλυτής υπολογίζει τη συγκέντρωση CO χωρίς αραίωση με την περιεκτικότητα σε οξυγόνο που μετράται ταυτόχρονα στον αγωγό καυσαερίων και την εμφανίζει ως CO χωρίς αραίωση. Για τα ατμοσφαιρικά συστήματα αερίων, η συγκέντρωση CO στον αγωγό καυσαερίων δεν είναι παντού η ίδια (διαστρωμάτωση). Συνεπώς, η δειγματοληψία πρέπει να πραγματοποιείται σε συγκέντρωση > 500 ppm με τη χρήση ακροφυσίου πολλαπλών οπών. Το ακροφύσιο πολλαπλών οπών διαθέτει μια σειρά οπών, οι οποίες καταγράφουν τη συγκέντρωση CO σε ολόκληρη τη διάμετρο του αγωγού καυσαερίων.
Μέτρηση CO με το ακροφύσιο πολλαπλών οπών
8. Επιθεώρηση διόδων καυσαερίων
Παρακολούθηση του ελέγχου ροής:
Για τους συμβατικούς λέβητες αερίου με έλεγχο ροής, η άψογη εξαγωγή των καυσαερίων αποτελεί προϋπόθεση για την ασφαλή λειτουργία της εγκατάστασης καύσης. Για το σκοπό αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένας ανιχνευτής διαρροών. Κρατείται δίπλα στον έλεγχο ροής, όπου ανιχνεύει την κατακρήμνιση της υγρασίας που περιέχεται στα καυσαέρια.
Τα αίτια της αντίθλιψης μπορεί να είναι:
- Στένωση του αγωγού καυσαερίων λόγω βρωμιάς ή παραμόρφωσης
- Ανεπαρκής παροχή αέρα καύσης
- Υλική κόπωση των στεγανοποιήσεων, συνδέσεις αγωγών που έχουν απομακρυνθεί η μία από την άλλη, διάβρωση
Δοκιμή στεγανότητας των διόδων καυσαερίων:
Στα συστήματα θέρμανσης με εξισορροπημένη καμινάδα, οι δίοδοι καυσαερίων ελέγχονται για διαρροές με τη μέτρηση του επιπέδου Ο2 του αέρα τροφοδοσίας στο διάκενο του διπλού τοιχώματος. Η συγκέντρωση O2 στον αέρα τροφοδοσίας στο διάκενο διπλού τοιχώματος είναι συνήθως 21%. Εάν μετρηθούν τιμές κάτω του 20,5%, αυτό πρέπει να ερμηνευθεί ως διαρροή στον εσωτερικό αγωγό καυσαερίων και το σύστημα πρέπει να ελεγχθεί.
Το ακροφύσιο πολλαπλών οπών σε σχήμα δρεπανιού της Testo διευκολύνει την αξιόπιστη και γρήγορη μέτρηση της περιεκτικότητας σε Ο2 στο διάκενο του διπλού τοιχώματος. Η συμβατική μέθοδος δοκιμής στεγανότητας ενός αγωγού καυσαερίων με έλεγχο της πίεσης χρησιμοποιείται σήμερα μόνο σε καμινάδες. Ένας ανιχνευτής διαρροών αερίου, όπως ο testo 317-1 , επιτρέπει τη γρήγορη και αξιόπιστη ανίχνευση διαρροών σε κανάλια καυσαερίων.
9. Συντήρηση του αναλυτή
Μετά τη μέτρηση, το ακροφύσιο καυσαερίων πρέπει να αφαιρεθεί από τον αγωγό καυσαερίων, ενώ η αντλία μέτρησης αερίου λειτουργεί. Ως αποτέλεσμα, ο καθαρός αέρας περιβάλλοντος φυσάει κατά μήκος των αισθητήρων αερίου, ξεπλένοντάς τους.
Πρόσθετη επιθεώρηση των εγκαταστάσεων καύσης
Έλεγχος των οξειδίων του αζώτου (NOx)
Μπορείτε να ελέγξετε τα τεχνικά μέτρα καύσης που απαιτούνται για τη μείωση των εκπομπών οξειδίων του αζώτου από τις εγκαταστάσεις καύσης μετρώντας τα οξείδια του αζώτου. Τα οξείδια του αζώτου (NOx) είναι το άθροισμα του μονοξειδίου του αζώτου (NO) και του διοξειδίου του αζώτου (NO2). Η αναλογία ΝΟ και ΝΟ2 σε μικρές εγκαταστάσεις καύσης (εκτός από τα συστήματα συμπύκνωσης) είναι πάντα η ίδια (97% ΝΟ, 3% ΝΟ2). Ως εκ τούτου, τα οξείδια του αζώτου NOx υπολογίζονται συνήθως μετά τη μέτρηση του μονοξειδίου του αζώτου NO. Εάν απαιτούνται ακριβείς μετρήσεις NOx, πρέπει να μετρηθεί και να προστεθεί η περιεκτικότητα σε μονοξείδιο του αζώτου (NO) και διοξείδιο του αζώτου (NO2). Αυτό ισχύει όταν πρόκειται για λέβητες συμπύκνωσης ή όταν χρησιμοποιούνται μικτά καύσιμα, καθώς η αναλογία σε αυτές τις περιπτώσεις δεν είναι 97% προς 3%.
Λόγω της καλής υδατοδιαλυτότητας του διοξειδίου του αζώτου (ΝΟ2), για τον ακριβή προσδιορισμό της συγκέντρωσης ΝΟ2 πρέπει να μετράται το ξηρό καυσαέριο, καθώς διαφορετικά δεν θα ληφθεί υπόψη το ΝΟ2 που είναι διαλυμένο στο συμπύκνωμα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο γίνεται πάντα προετοιμασία του αερίου για τις μετρήσεις διοξειδίου του αζώτου, ώστε να στεγνώσει το καυσαέριο πριν από την πραγματική μέτρηση.
- Κατά τη μέτρηση κοντά σε ηλεκτροστατικό φίλτρο, το ακροφύσιο καυσαερίων πρέπει να είναι γειωμένο λόγω του στατικού φορτίου.
- Εάν αναμένονται υψηλά φορτία σωματιδίων και αιθάλης, πρέπει να χρησιμοποιούνται καθαρισμένα, στεγνά φίλτρα. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα προκαταρκτικό φίλτρο.
Μέτρηση CO περιβάλλοντος
Για λόγους ασφαλείας, κατά τη συντήρηση των θερμαντήρων αερίου σε χώρους κατοικίας πρέπει να διενεργείται μέτρηση του CO περιβάλλοντος επιπλέον της μέτρησης των καυσαερίων, καθώς η παλινδρόμηση των καυσαερίων μπορεί να οδηγήσει σε υψηλές συγκεντρώσεις CO και, συνεπώς, να προκαλέσει κίνδυνο δηλητηρίασης για τον χειριστή. Η συγκέντρωση CO 0,16 vol. % (1.600 ppm) και άνω στον εισπνεόμενο αέρα οδηγεί τον άνθρωπο σε θάνατο. Η μέτρηση αυτή πρέπει να πραγματοποιείται πάντα πριν από όλες τις άλλες μετρήσεις.
Χρήση του ανιχνευτή διαρροής αερίου testo 317-1
Μέτρηση διακένου διπλού τοιχώματος O2 με ακροφύσιο πολλαπλών οπών σε σχήμα δρεπανιού
Λειτουργικές δοκιμές και ρυθμίσεις για συστήματα πετρελαίου
Τα βήματα εργασίας και οι συμβουλές που περιγράφονται εδώ απεικονίζουν τα βασικά στοιχεία των ρυθμίσεων και των μετρήσεων που απαιτούνται για να τεθούν σε λειτουργία συσκευές χωρίς συμπύκνωση. Πρόκειται για λέβητες χαμηλών θερμοκρασιών με καυστήρες πετρελαίου με εξαναγκασμένο ελκυσμό. Οι συσκευές συμπύκνωσης δεν περιλαμβάνονται εδώ.
1. Μέτρηση του αριθμού αιθάλης
Περιλαμβάνει την εισαγωγή του μετρητή αιθάλης στον αγωγό καυσαερίων με ένα χαρτί φίλτρου και την αναρρόφηση του καυσαερίου με δέκα ομοιόμορφες κινήσεις. Στη συνέχεια αφαιρείται το κάλυμμα του φίλτρου και εξετάζεται για την παρουσία παραγώγων ελαίου (σταγόνες ελαίου). Εάν το φίλτρο έχει αποχρωματιστεί λόγω παραγώγων ελαίου ή έχει υγρανθεί λόγω συσσώρευσης συμπυκνωμάτων, τότε η μέτρηση πρέπει να επαναληφθεί. Για τον επίσημο προσδιορισμό του αριθμού αιθάλης στη Γερμανία, πρέπει να πραγματοποιηθούν τρεις ξεχωριστές μετρήσεις. Η μαυρίλα στο χαρτί του φίλτρου συγκρίνεται με την κλίμακα Bacharach. Η τελική τιμή καθορίζεται με τον υπολογισμό της μέσης τιμής από τις επιμέρους μετρήσεις. Στόχος πρέπει να είναι η επίτευξη αριθμού αιθάλης 0.
Σε άγνωστα συστήματα, θα πρέπει πρώτα να πραγματοποιείται μέτρηση αιθάλης, ώστε να μην υπάρχει περιττή ρύπανση των αναλυτών από τυχόν υπολείμματα καύσης που μπορεί να υπάρχουν (αιθάλη και παράγωγα πετρελαίου). Σε περίπτωση υψηλών αριθμών αιθάλης, θα πρέπει πρώτα να ελεγχθεί και να τροποποιηθεί η βασική ρύθμιση του καυστήρα πετρελαίου, πριν από την περαιτέρω βελτιστοποίηση των ρυθμίσεων με τη χρήση αναλυτή καυσαερίων. Το βήμα 2 εξηγεί αυτή τη διαδικασία:
2. Ρυθμίσεις για καυστήρες πετρελαίου
Κατά τη λειτουργία και τη συντήρηση των καυστήρων πετρελαίου, πρέπει να ρυθμίζονται και να ελέγχονται οι βασικές παράμετροι. Τα επιμέρους βήματα εργασίας για το σκοπό αυτό αναφέρονται λεπτομερώς στην τεκμηρίωση του κατασκευαστή και περιγράφονται παρακάτω σε γενικές γραμμές για τους καυστήρες με τη λεγόμενη κίτρινη φλόγα.
Επιλογή του σωστού ακροφυσίου:
Στον πίνακα επιλογής ακροφυσίων, χρησιμοποιήστε την απαιτούμενη ισχύ του καυστήρα για να επιλέξετε το κατάλληλο ακροφύσιο και την πίεση λαδιού που πρέπει να ρυθμιστεί.
Βασικές ρυθμίσεις όγκου αέρα:
Η τεκμηρίωση του κατασκευαστή περιέχει πληροφορίες σχετικά με τις βασικές ρυθμίσεις για τον απαιτούμενο όγκο αέρα του καυστήρα. Ανάλογα με την απαιτούμενη θερμική ισχύ του κλιβάνου, οι αντίστοιχες τιμές για τη ρύθμιση του πτερυγίου αέρα και του διαφράγματος καθορίζονται σε μια κλίμακα.
Βασικές ρυθμίσεις αντλίας λαδιού (πίεση αντλίας):
Η πίεση της αντλίας έχει ήδη καθοριστεί μέσω της απαιτούμενης ισχύος του καυστήρα και της επιλογής ακροφυσίου στον πίνακα επιλογής ακροφυσίου. Ένα μανόμετρο βιδώνεται πάνω στην αντλία λαδιού για την ανάγνωση της πίεσης της αντλίας και η πίεση της αντλίας ρυθμίζεται ανάλογα μέσω της βίδας ρύθμισης της πίεσης της αντλίας. Χρησιμοποιώντας ένα μανόμετρο, το οποίο είναι επίσης προσαρτημένο στην αντλία λαδιού, ελέγξτε ότι το κενό στον αγωγό αναρρόφησης δεν υπερβαίνει τα 0,4 bar.
Βελτιστοποίηση και έλεγχος της καύσης:
Αυτές οι βασικές ρυθμίσεις του όγκου αέρα και της πίεσης λαδιού θα πρέπει να έχουν ήδη εξασφαλίσει τις κατάλληλες τιμές καύσης, οι οποίες μπορούν να βελτιστοποιηθούν περαιτέρω μέσω μιας μέτρησης καυσαερίων. Η βελτιστοποίηση της καύσης πραγματοποιείται γενικά με την αλλαγή του όγκου αέρα στο πτερύγιο αέρα (χονδρική ρύθμιση) ή στο διάφραγμα (λεπτή ρύθμιση). Η υπερβολικά μικρή ποσότητα αέρα καύσης εμποδίζει την πλήρη καύση και συνεπώς την πλήρη αξιοποίηση του καυσίμου και οδηγεί σε συσσώρευση αιθάλης. Η υπερβολική ποσότητα αέρα καύσης έχει ως αποτέλεσμα την υπερθέρμανση του πλεονάζοντος αέρα στο θάλαμο καύσης και την αχρησιμοποίητη διάχυση μέσω της καμινάδας. Ανάλογα με τον κατασκευαστή του καυστήρα, δίνονται προδιαγραφές για τις τιμές CO2 ή CO, τον πλεονασμό αέρα ή την απώλεια/απόδοση καυσαερίων, ώστε να είναι δυνατή η βελτιστοποίηση της καύσης. Οι τιμές αυτές προσδιορίζονται με τη χρήση αναλυτή καυσαερίων.
Με τον καυστήρα κίτρινης φλόγας
το μαζούτ διοχετεύεται μέσω ενός ακροφυσίου και η αεριοποίηση του λαδιού λαμβάνει χώρα εντός της φλόγας. Κατά τη διάρκεια της καύσης μπορεί να παρατηρηθεί μια κιτρινωπή φλόγα.
Με τον καυστήρα μπλε φλόγας
το θερμό καυσαέριο χρησιμοποιείται για τη θέρμανση του ψεκασμένου πετρελαίου πριν από την πραγματική καύση και, συνεπώς, η αεριοποίηση του πετρελαίου λαμβάνει χώρα πριν από τη φλόγα. Αυτό παράγει μια γαλαζωπή φλόγα.