Lämmönsiirto tulitorvi-tuliputkikattilassa

Tero Uuttu, Markku Orjala, Veli-Pekka Heiskanen

Research output: Book/ReportReport

Abstract

Tutkimuksessa on selostettu tulitorvi-tuliputkikattiloiden lämmönsiirtomittauksia, joita suoritettiin Valtion teknillisen tutkimuskeskuksen kotimaisten polttoaineiden laboratorion 300 kW:n koekattilalla sekä neljällä normaalissa käytössä olevalla kattilalla. Laitoksissa suoritetuissa mittauksissa havaittiin kattiloiden hyötysuhteiden vaihtelevan 88 ja 93 prosentin välillä kattilan ja käytetyn tehon mukaan. Hyötysuhteen muodostumisen kaikilla kattiloilla määräsi lähes taysin savukaasun tuntuvan entalpian aiheuttama häviö. Muut häviöt olivat lähes minimissään tai ainakin niin pieniä, että niitä vähentämällä ei kattiloiden hyötysuhde enää merkittävästi parane. Savukaasun tuntuvan entalpian aiheuttaman häviön minimoimisen kannalta havaittiin hyväksi kattilatyyppi, jossa ekonomaiserin veden lämpötilaa voidaan säätää ja saada savukaasun lämpötila siten halutun alhaiseksi koko tehoalueella. Mainitulla säädöllä voidaan toisaalta myös varmistaa, ettei savukaasun lämpötila osatehoillakaan alita rikkihapon kastepistettä. Kiintoainepitoisuuksia mitattiin yhden kattilan tulipesästä. Pitoisuudet vaihtelivat välillä noin 1- 20 g/m3. Teholla havaittiin olevan selvä vaikutus kiintoainepitoisuuteen, samoin kuin öljylaadulla ja polttimen drallilla. Tulipesän lämmönsiirtoa tutkittiin yksityiskohtaisemmin koekattilalla. Kokonaissäteilypyrometrillä mitattiin säteilyn voimakkuutta eri kohdista tulipesän seinämää. Kokonaislämmönsiirron jakauma mitattiin määrittämällä tulipesän kuhunkin kuuteen osaan siirtynyt teho. Liekin emissiivisyyksiä mitattiin kapeasäteisellä osittaissäteilypyrometrillä, jolla saatiin 0,5 - 0,8 suuruisia arvoja. Saatuja mittaustuloksia käytettiin tutkimuksen yhteydessä ohjelmoidun lämmönsiirtomallin parametrien asettamiseen ja testaamiseen. Ohjelmalla saavutettiin melko hyvä tarkkuus. Saavutettava tarkkuus riippuu pääasiassa siitä, kuinka hyvin osataan valita sellaiset parametrit, jotka joudutaan arvioimaan epätarkasti. Tällaisia parametrejä ovat tulipesän kaasun kiintoainepitoisuus, likaantumisen vaikutus sekä lämpöpinnan emissiivisyys. Näiden parametrien valinnan merkitystä arvioitiin laaditulla ohjelmalla.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages56
ISBN (Print)951-38-3204-X
Publication statusPublished - 1988
MoE publication typeD4 Published development or research report or study

Publication series

SeriesValtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports
Number546
ISSN0358-5077

Fingerprint

heat transfer
boilers

Keywords

  • heat transfer
  • boilers
  • measurement
  • mathematical models
  • testing

Cite this

Uuttu, T., Orjala, M., & Heiskanen, V-P. (1988). Lämmönsiirto tulitorvi-tuliputkikattilassa. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports, No. 546
Uuttu, Tero ; Orjala, Markku ; Heiskanen, Veli-Pekka. / Lämmönsiirto tulitorvi-tuliputkikattilassa. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1988. 56 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 546).
@book{c6e70fca0d0e40dbac755c55802fa051,
title = "L{\"a}mm{\"o}nsiirto tulitorvi-tuliputkikattilassa",
abstract = "Tutkimuksessa on selostettu tulitorvi-tuliputkikattiloiden l{\"a}mm{\"o}nsiirtomittauksia, joita suoritettiin Valtion teknillisen tutkimuskeskuksen kotimaisten polttoaineiden laboratorion 300 kW:n koekattilalla sek{\"a} nelj{\"a}ll{\"a} normaalissa k{\"a}yt{\"o}ss{\"a} olevalla kattilalla. Laitoksissa suoritetuissa mittauksissa havaittiin kattiloiden hy{\"o}tysuhteiden vaihtelevan 88 ja 93 prosentin v{\"a}lill{\"a} kattilan ja k{\"a}ytetyn tehon mukaan. Hy{\"o}tysuhteen muodostumisen kaikilla kattiloilla m{\"a}{\"a}r{\"a}si l{\"a}hes taysin savukaasun tuntuvan entalpian aiheuttama h{\"a}vi{\"o}. Muut h{\"a}vi{\"o}t olivat l{\"a}hes minimiss{\"a}{\"a}n tai ainakin niin pieni{\"a}, ett{\"a} niit{\"a} v{\"a}hent{\"a}m{\"a}ll{\"a} ei kattiloiden hy{\"o}tysuhde en{\"a}{\"a} merkitt{\"a}v{\"a}sti parane. Savukaasun tuntuvan entalpian aiheuttaman h{\"a}vi{\"o}n minimoimisen kannalta havaittiin hyv{\"a}ksi kattilatyyppi, jossa ekonomaiserin veden l{\"a}mp{\"o}tilaa voidaan s{\"a}{\"a}t{\"a}{\"a} ja saada savukaasun l{\"a}mp{\"o}tila siten halutun alhaiseksi koko tehoalueella. Mainitulla s{\"a}{\"a}d{\"o}ll{\"a} voidaan toisaalta my{\"o}s varmistaa, ettei savukaasun l{\"a}mp{\"o}tila osatehoillakaan alita rikkihapon kastepistett{\"a}. Kiintoainepitoisuuksia mitattiin yhden kattilan tulipes{\"a}st{\"a}. Pitoisuudet vaihtelivat v{\"a}lill{\"a} noin 1- 20 g/m3. Teholla havaittiin olevan selv{\"a} vaikutus kiintoainepitoisuuteen, samoin kuin {\"o}ljylaadulla ja polttimen drallilla. Tulipes{\"a}n l{\"a}mm{\"o}nsiirtoa tutkittiin yksityiskohtaisemmin koekattilalla. Kokonaiss{\"a}teilypyrometrill{\"a} mitattiin s{\"a}teilyn voimakkuutta eri kohdista tulipes{\"a}n sein{\"a}m{\"a}{\"a}. Kokonaisl{\"a}mm{\"o}nsiirron jakauma mitattiin m{\"a}{\"a}ritt{\"a}m{\"a}ll{\"a} tulipes{\"a}n kuhunkin kuuteen osaan siirtynyt teho. Liekin emissiivisyyksi{\"a} mitattiin kapeas{\"a}teisell{\"a} osittaiss{\"a}teilypyrometrill{\"a}, jolla saatiin 0,5 - 0,8 suuruisia arvoja. Saatuja mittaustuloksia k{\"a}ytettiin tutkimuksen yhteydess{\"a} ohjelmoidun l{\"a}mm{\"o}nsiirtomallin parametrien asettamiseen ja testaamiseen. Ohjelmalla saavutettiin melko hyv{\"a} tarkkuus. Saavutettava tarkkuus riippuu p{\"a}{\"a}asiassa siit{\"a}, kuinka hyvin osataan valita sellaiset parametrit, jotka joudutaan arvioimaan ep{\"a}tarkasti. T{\"a}llaisia parametrej{\"a} ovat tulipes{\"a}n kaasun kiintoainepitoisuus, likaantumisen vaikutus sek{\"a} l{\"a}mp{\"o}pinnan emissiivisyys. N{\"a}iden parametrien valinnan merkityst{\"a} arvioitiin laaditulla ohjelmalla.",
keywords = "heat transfer, boilers, measurement, mathematical models, testing",
author = "Tero Uuttu and Markku Orjala and Veli-Pekka Heiskanen",
year = "1988",
language = "Finnish",
isbn = "951-38-3204-X",
series = "Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
number = "546",
address = "Finland",

}

Uuttu, T, Orjala, M & Heiskanen, V-P 1988, Lämmönsiirto tulitorvi-tuliputkikattilassa. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports, no. 546, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

Lämmönsiirto tulitorvi-tuliputkikattilassa. / Uuttu, Tero; Orjala, Markku; Heiskanen, Veli-Pekka.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1988. 56 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 546).

Research output: Book/ReportReport

TY - BOOK

T1 - Lämmönsiirto tulitorvi-tuliputkikattilassa

AU - Uuttu, Tero

AU - Orjala, Markku

AU - Heiskanen, Veli-Pekka

PY - 1988

Y1 - 1988

N2 - Tutkimuksessa on selostettu tulitorvi-tuliputkikattiloiden lämmönsiirtomittauksia, joita suoritettiin Valtion teknillisen tutkimuskeskuksen kotimaisten polttoaineiden laboratorion 300 kW:n koekattilalla sekä neljällä normaalissa käytössä olevalla kattilalla. Laitoksissa suoritetuissa mittauksissa havaittiin kattiloiden hyötysuhteiden vaihtelevan 88 ja 93 prosentin välillä kattilan ja käytetyn tehon mukaan. Hyötysuhteen muodostumisen kaikilla kattiloilla määräsi lähes taysin savukaasun tuntuvan entalpian aiheuttama häviö. Muut häviöt olivat lähes minimissään tai ainakin niin pieniä, että niitä vähentämällä ei kattiloiden hyötysuhde enää merkittävästi parane. Savukaasun tuntuvan entalpian aiheuttaman häviön minimoimisen kannalta havaittiin hyväksi kattilatyyppi, jossa ekonomaiserin veden lämpötilaa voidaan säätää ja saada savukaasun lämpötila siten halutun alhaiseksi koko tehoalueella. Mainitulla säädöllä voidaan toisaalta myös varmistaa, ettei savukaasun lämpötila osatehoillakaan alita rikkihapon kastepistettä. Kiintoainepitoisuuksia mitattiin yhden kattilan tulipesästä. Pitoisuudet vaihtelivat välillä noin 1- 20 g/m3. Teholla havaittiin olevan selvä vaikutus kiintoainepitoisuuteen, samoin kuin öljylaadulla ja polttimen drallilla. Tulipesän lämmönsiirtoa tutkittiin yksityiskohtaisemmin koekattilalla. Kokonaissäteilypyrometrillä mitattiin säteilyn voimakkuutta eri kohdista tulipesän seinämää. Kokonaislämmönsiirron jakauma mitattiin määrittämällä tulipesän kuhunkin kuuteen osaan siirtynyt teho. Liekin emissiivisyyksiä mitattiin kapeasäteisellä osittaissäteilypyrometrillä, jolla saatiin 0,5 - 0,8 suuruisia arvoja. Saatuja mittaustuloksia käytettiin tutkimuksen yhteydessä ohjelmoidun lämmönsiirtomallin parametrien asettamiseen ja testaamiseen. Ohjelmalla saavutettiin melko hyvä tarkkuus. Saavutettava tarkkuus riippuu pääasiassa siitä, kuinka hyvin osataan valita sellaiset parametrit, jotka joudutaan arvioimaan epätarkasti. Tällaisia parametrejä ovat tulipesän kaasun kiintoainepitoisuus, likaantumisen vaikutus sekä lämpöpinnan emissiivisyys. Näiden parametrien valinnan merkitystä arvioitiin laaditulla ohjelmalla.

AB - Tutkimuksessa on selostettu tulitorvi-tuliputkikattiloiden lämmönsiirtomittauksia, joita suoritettiin Valtion teknillisen tutkimuskeskuksen kotimaisten polttoaineiden laboratorion 300 kW:n koekattilalla sekä neljällä normaalissa käytössä olevalla kattilalla. Laitoksissa suoritetuissa mittauksissa havaittiin kattiloiden hyötysuhteiden vaihtelevan 88 ja 93 prosentin välillä kattilan ja käytetyn tehon mukaan. Hyötysuhteen muodostumisen kaikilla kattiloilla määräsi lähes taysin savukaasun tuntuvan entalpian aiheuttama häviö. Muut häviöt olivat lähes minimissään tai ainakin niin pieniä, että niitä vähentämällä ei kattiloiden hyötysuhde enää merkittävästi parane. Savukaasun tuntuvan entalpian aiheuttaman häviön minimoimisen kannalta havaittiin hyväksi kattilatyyppi, jossa ekonomaiserin veden lämpötilaa voidaan säätää ja saada savukaasun lämpötila siten halutun alhaiseksi koko tehoalueella. Mainitulla säädöllä voidaan toisaalta myös varmistaa, ettei savukaasun lämpötila osatehoillakaan alita rikkihapon kastepistettä. Kiintoainepitoisuuksia mitattiin yhden kattilan tulipesästä. Pitoisuudet vaihtelivat välillä noin 1- 20 g/m3. Teholla havaittiin olevan selvä vaikutus kiintoainepitoisuuteen, samoin kuin öljylaadulla ja polttimen drallilla. Tulipesän lämmönsiirtoa tutkittiin yksityiskohtaisemmin koekattilalla. Kokonaissäteilypyrometrillä mitattiin säteilyn voimakkuutta eri kohdista tulipesän seinämää. Kokonaislämmönsiirron jakauma mitattiin määrittämällä tulipesän kuhunkin kuuteen osaan siirtynyt teho. Liekin emissiivisyyksiä mitattiin kapeasäteisellä osittaissäteilypyrometrillä, jolla saatiin 0,5 - 0,8 suuruisia arvoja. Saatuja mittaustuloksia käytettiin tutkimuksen yhteydessä ohjelmoidun lämmönsiirtomallin parametrien asettamiseen ja testaamiseen. Ohjelmalla saavutettiin melko hyvä tarkkuus. Saavutettava tarkkuus riippuu pääasiassa siitä, kuinka hyvin osataan valita sellaiset parametrit, jotka joudutaan arvioimaan epätarkasti. Tällaisia parametrejä ovat tulipesän kaasun kiintoainepitoisuus, likaantumisen vaikutus sekä lämpöpinnan emissiivisyys. Näiden parametrien valinnan merkitystä arvioitiin laaditulla ohjelmalla.

KW - heat transfer

KW - boilers

KW - measurement

KW - mathematical models

KW - testing

M3 - Report

SN - 951-38-3204-X

T3 - Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports

BT - Lämmönsiirto tulitorvi-tuliputkikattilassa

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Uuttu T, Orjala M, Heiskanen V-P. Lämmönsiirto tulitorvi-tuliputkikattilassa. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 1988. 56 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 546).