Hatunnosto tavoitteelle. Vaatii jo hieman enemmän paneutumista ja ymmärrystä jotta saa systeemin toimimaan ja kestämään. Rikkipitoisten polttoaineiden kohdalla ”mietittävää” alkaa olla enemmän lienee jossain 150C tietämillä ja vähempirikkisten viimeistään kastepisteen tietämillä? Kaasunpoistonkin joutunee miettimään perinteisestä eroten esim. imurilla piipunhuipulla? Mielenkiinnolla odotetaan projektin etenemistä. Jos vain mahdollista, olisi erittäin mielenkiintoista saada vertailutietoa ennen/jälkeen periaatteella...
Ajatus omalla kohdallani, mainitessani savukaasun lämpötilan ja tilavuusvirran minimoinnin, ei vaadi välttämättä lähellekään noin pitkälle vietyä ja paljoa vaivannäköä. Mielestäni ei myöskään ole perusteltua keskittyä optimoimaan järjestelmiä ennen ja jälkeen kattilan, jos keskeisin osa järjestelmää ei ensin ole optimoitu.
Nuo ilman ”esilämmittimet” liittynevät suurelta osin voimalaitosluokan laitteisiin ja ymmärtääkseni ratkaisua käytetään kun se on paras/ainoa tapa toteuttaa ilman lämmittämistä (tämä ei ole lisä, vaan ainoa kohta jossa palamisilman lämpötilaa nostetaan). Huomioitavaa on myös, että tämän kokoluokan laitoksissa edeltävät optimointiin vaikuttavat tekijät on jo huomioitu. Tästä aiheesta on olemassa tutkimuksia ja ainakin yhteen Ruotsalaiseen ja Amerikkalaiseen olen itse törmännyt. Yritän löytää ja laitan linkin. Kysymys ei ole ymmärtääkseni niinkään palamisen parantumisesta johtuvasta, vaan paremman lämmön talteenoton mukanaan tuomasta hyötysuhteen noususta.
Ala- ja käänteispalokattiloissa korkein lämpötila poltossa saavutetaan kaasujen poltossa ja tähän liittyvän ilman lämpötilalla on suurin merkitys. Mikä on parempi tapa lämmittää palamisilma tehokkaammin, kuin syöttämällä se ”hehkuvan”, toiselta puolelta hiilloksen ja toiselta puolelta 1000+ asteisen palotilan kuumentaman keramiikan läpi?
Jos toimivassa ala-/käänteispalokattilassa lisätyllä ilman esilämmityksellä saadaan aikaiseksi selviä toiminnan parannuksia ja etenkin jos teho säilyy muuttumattoman, pitäisi hälytyskellojen soida. Miettiä pitäisi ensisijaisesti mikä muutokseen todellisuudessa olennaisesti vaikuttaa ja onko kaikki alun perin sittenkään niin hyvin. (jos ilman säätöihin ei tehdä muutoksia -> 13% pienemmällä ilmamäärällä saavutetaan yhä sama palaminen. Ovatko ne ilmamäärät todellisuudessa kohdillaan???)
Tehokkain tapa ”minimoida” savukaasun lämpötilaa ja tilavuusvirtaa on hallita ilmamääriä. Täällä vallitsee uskomus, että yli-ilmalla ei ole haitallisia vaikutuksia ja/tai, että vaikutukset ovat liian pieniä jotta niihin kannattaisi kiinnittää huomiota.
Entäpä jos ”moderni kotikattila” saa liikaa ilmaa? Liika ensiöilma esim. nostaa kaasutuksen määrää suunnitellusta. Palotila on suunniteltu tietyn kaasumäärän (tilavuus) ja niin että ko. kaasumäärä ehtii palaa tässä tilassa (virtausnopeus). Liika toisioilma ei pelkästään vaadi ylimääräistä energiaa lämmetäkseen (ilman lämmittäminen ei vie suurta energiamäärää). Jos ajatellaan että polttokammiossa on palavan seoksen lisäksi ylimääräistä ilmaa, laskee palotilan lämpötila. (tätä voi hahmottaa ämpärillisellä 100 asteista vettä, tai jos puolet ämpäristä onkin 100 asteista ja toinen puoli 0. Lopputulos on ämpärillinen 50 asteista vettä. Kyse on tilavuudesta.) Jos yhä päästään tässä alentuneessa lämpötilassa samaan täydelliseen palamiseen (palamishyötysuhde sama), mitä tapahtuu virtausnopeuksille? (Taas veden avulla miettiminen auttaa. Jos koko polton aikana optimi-ilmamäärällä saataisiin 10 ämpärillistä 100 asteista vettä. Toisessa tapauksessa tarjolla olisi 20 ämpärillistä 50 asteista, sama energiamäärä, mutta koska teho ei ole laskenut, pitää tuon 20 ämpärillistä virrata lämmönvaihtimen läpi tuplanopeudella.) Lämmönsiirtymisen tehokkuuden yksi keskeisimpiä tekijöitä on lämpötilaero joka tässä esimerkissä on samasta energiamäärästä huolimatta laskenut oleellisesti.
Entä kun nämä kaikki yli-ilmamäärien ”haittavaikutukset” lyödään yhteen? Laskutoimitus ei ole 2+3+4 vaan pikemminkin 2*3*4. Palaminen huonontuu (epätäydellisen palamisen häviöt), kaasumäärä ja täten virtausnopeus kasvaa (epätäydellisen palamisen ja vapaan lämmön häviöt), turhaa ilmaa lämmitetään ja sillä täytetään muuten palamisseokselle/lämmönsirrolle tarkoitettua tilaa ja aikaa jne. jne.
Liitteessä kuva voimalaitosluokan kahdesta esilämmityslaitteesta...
EDIT: korjattu kirjoitusvirheitä...
