Lämmönsiirto tulitorvi-tuliputkikattilassa

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.