Zinātniskās darbības atbalsta sistēma
Latviešu English

Komercializācijas pieteikums: Metodoloģija katlu darbības raksturojošo parametru noteikšanai

Nosaukums Metodoloģija katlu darbības raksturojošo parametru noteikšanai
Anotācija

Galvenais apkures katla darbības raksturojošs parametrs ir tā lietderības koeficients. Katla efektivitāte ir attiecība starp saražoto siltumenerģiju un patērēto kurināmā enerģijas daudzumu. Katla lietderības koeficientu var noteikt gan ar tiešās, gan ar apgrieztās bilances vienādojumu. Lai noteiktu katla lietderības koeficientu ar tiešās bilances metodi, ir nepieciešams veikt iegūtās siltumenerģijas mērījumus, kurināmā patēriņa uzskaiti, ka arī noteikt izmantotā kurināmā sadegšanas siltumu. Katla apgrieztā siltuma bilance ir balstīta uz siltuma zudumu noteikšanu. Galvenokārt siltuma zudumi veidojas:

  • ar aizplūstošajām dūmgāzēm;
  • ķīmiski nepilnīgas sadegšanas dēļ;
  • mehāniski nepilnīgas sadegšanas dēļ;
  • apkārtējā vidē.
Atslēgas vārdi katli, efektivitāte, emisijas, enerģijas bilance
Autori Vladimirs Kirsanovs
Miķelis Dzikēvičs
Toms Prodaņuks
Struktūrvienība (11500) Vides aizsardzības un siltuma sistēmu institūts
Saimniecisko darbību statistiskā klasifikācija, NACE 2 Elektroenerģija, gāzes apgāde, siltumapgāde un gaisa kondicionēšana
Citi profesionālie, zinātniskie un tehniskie pakalpojumi
Izglītība
Tehnoloģijas/produkta apraksts

Tika izstrādātas divas procedūras, kas paredz katla darbības parametru noteikšanu ar tiešas un apgrieztas bilances metodēm. Tiešas bilances metode paredz katlu efektivitātes un radīto emisiju noteikšanu laboratorijas apstākļos. Metode ir balstīta uz LVS EN 303-5:2012 standartu “Apkures katli. 5 daļa: Cietā kurināmā apkures katli ar manuālu un automātisku kurināmā padevi un nominālo siltumatdevi līdz 500 kW. Terminoloģija, prasības, testēšana un marķēšana”. Balstoties uz šo standartu tika izveidots katlu testēšanas stends, ar kuru palīdzību ir iespējams veikt katla darbības parametru noteikšanu ar siltumjaudu līdz 60 kW (skat. 1. attēlu). Testēšanas laikā notiek katla jauda noteikšana, izmantojot ūdens plūsmas mērītāju un divus temperatūras sensorus. Dūmgāžu ķīmiskais sastāvs, kā arī temperatūra tiek noteikti ar dūmgāzu analizatora palīdzību. Patērētais kurināmā daudzums tiek noteikts visa testa laikā, sverot katlu uz svēršanas platformas.

1. att. Katlu testēšanas stends.

Apgrieztas bilances metode galvenokārt tiek izmantotā, lai noteiktu kaltu veiktspējas parametrus reālajā vidē – katlu mājās, rūpnieciskos objektos vai privātmājās, kur nav iespējams precīzi noteikt kurināma patēriņu. Metode balstās uz siltuma zudumu noteikšanu balstoties uz LVS EN 13240:2002 standartu “Cietā kurināmā telpu apkures iekārtas. Prasības un testa metodes", kā arī LVS EN 12952-15:2004 “Ūdens cauruļu katli un to aprīkojums. 15 daļa: Pieņemšanas testi".

Abas metodes paredz noteikt O2, CO2, CO un NOx koncentrācijas dūmgāzēs, dūmgāzes temperatūru, katlā saražoto siltuma daudzumu. Tieša metode paredz arī patērēta kurināma daudzuma noteikšanu. Savukārt apgrieztas bilances metodē, lai noteiktu siltuma zudumus ar apkārtējā vidē un mehāniski nepilnīgas degšanas rezultātā, tiek veikta katla virsmas laukumu un temperatūru un noteikšana, kā arī tiek noteikts pelnos degošas frakcijas īpatsvars. Mērījumos tiek izmantotas tādas modernas iekārtas ar augsto izšķirtspēju kā dūmgāzes analizators Testo 350, ūdens plūsmas mērītājs Panametrics pt878, infrasarkana kamera Testo 881 un citas iekārtas.

Iespējamais pielietojums Izstrādātās metodes var tikt izmantotas katlu darbības raksturojošo parametru noteikšanai gan laboratorijas apstākļos, gan reālajos objektos. Kaut arī metodes vairāk attiecas uz katliem, kas izmanto dažāda veida cieto kurināmo, tomēr metodoloģiju ir iespējams adaptēt arī katliem, kuros tiek izmantots gāzveida vai šķidrais kurināmais. Mērījumu laikā iegūtos datus, kā arī aprēķinātos siltuma zudumus var lietderīgi izmantot katla darbības efektivitātes palielināšanai un radīto emisiju daudzuma samazināšanai.
Priekšrocības

Ar izstrādāto metožu palīdzību ir iespējams veikt veiktspējas noteikšanu katliem ar dažāda veida kurināmo. Katlu siltumjauda var svārstīties no dažiem kW līdz vairākiem MW. Mērījumi var tikt veikti gan speciāli aprīkotā laboratorijā gan reālos objektos. Laboratorijā veikto mērījumu priekšrocība saistīta ar to, ka ir iespējams veikt katla testēšanu mākslīgajā vidē pie mainīgiem darbības parametriem un noteikt dažādu faktoru ietekmi uz katla efektivitāti un radītam emisijām. Veicot mērījumus katlu mājās, ir iespējams iegūt informāciju par katla darbību pie reāliem darbības apstākļiem.

Tehnoloģijas gatavības līmenis Sekmīga sistēmas ekspluatācija
Vēlamais sadarbības veids • Pakalpojumu līgumi. • Līgumi par zinātnisko izpēti.
ID 62
Kontaktinformācija e-pasts: santa.puskarjova@rtu.lv un ilmars.viksne@rtu.lv, tālrunis: +371 29373757 un +371 29187403