Tulipesän säädettävän lämmönsiirtimen toteutus koekattilassa

Abstract

Työ tehtiin Metso Powerin koelaitokselle, jossa tutkittaan ja kehitetään uusia prosesseja energian tuotantoon sekä uusia sovellutuksia kierto- ja leijupeteihin. Koelaitos on 4 MW:n kattilalaitos Tampereen Messukylässä, missä testataan kiinteiden polttoaineiden käytettävyyttä ja päästöjä leijupolttomenetelmissä sekä savukaasujen aiheuttamia korroosioita putkistossa.

Opinnäytetyönä suunniteltiin koelaitoksen kattilaan lämmönsäädin, jolla voidaan säätää kattilanlämpötilaa online-periaatteella ajon aikana. Lämmönsäädin mitoitettiin virtausteknisesti ja siitä mallinnettiin Solidworks-ohjelmalla periaatekuva.

Työssä päädyttiin menetelmään, jossa nuohoimen tapaisella liikutusmekanismilla liikutetaan putkipatteria. Työltä vaadittava portaittainen ja online-periaatteellinen kattilanlämpötilan säätö toteutuu, kun patteria liikutetaan sähkömoottorilla lähes portaattomasti.

Liikutettavalla putkipatterilla saatiin poistettua se, että kattilan tulipesää jäähdytettäisiin kiertokaasulla tai primääri-sekundääri-ilmasuhdetta muuttamalla, koska nämä säätömenetelmät vaikuttavat prosessin olosuhteisiin ilmajaon ja leijunopeuksien muutoksilla. Paneelin asennuskorkeudeksi valittiin 3 metriä, jolloin paneelin pinta-alan täytyy olla vähintään 3,52 m2.