Merülő égős melegvízkazán. Az 1960-as években kifejlesztett eljárásnál, az ausztenites acélból készített, a földgáz nyomásának megfelelően méretezett csövekből álló fűtőfelületet merülő égővel fűtött víztérben helyezik el (2.205. ábra). A merülő égő víz alatti égőtérben, az égőtér fenekére van beépítve. Üzemeltetéséhez célszerűen a folyékony állapotban tárolt földgáz hőfelvétele miatt elpárolgó gázt használják fel. Az égésterméket az égőtér tetején perdületesen bevezetett szekunder levegővel visszafordítják, és a fűtőfelület alatt elhelyezett, perforált buborékoltató csövekbe terelik. A buborékoltató csövekből kilépő füstgáz vízgőztartalma lekondenzálódik, a buborékok a víz 12–20 °C hőmérsékletére hűlnek, a víz felmelegszik. Az elkeveredő buborékok csökkentik a keverék sűrűségét, a keverék a fűtőfelületet alkotó csőkígyók között felfelé irányuló mozgásba jön, a vízszint a fűtőfelületet körbevevő gátak magasságáig emelkedik. A felszínen a buborékok kiválnak, és a füstgázelvezetésen keresztül távoznak, a visszamaradó víz a gát peremén átbukik, és visszaesik a tartály vízszintjére. Ugyanakkor az égéstermékek egy része elnyelődik a vízben, így az savassá válik. Emiatt a megfelelő pH-érték beállítására lúgos kémhatású adalékokat kell adagolni. A fűtőfelületeken átáramló buborékos víz a fagyásveszélyt is csökkenti. Az égőteret egy lemezből készült cső veszi körül, amelyben az égőtér hőleadása a vizet részben elgőzölögteti, így az a gáttal körülvett víztömeghez hasonlóan felfelé irányuló mozgásba jön, hűtve ezzel az égőtér burkolatát. A cső felső peremén a víz visszabukik, és a tartály vizével keveredik. Megfelelően nagy tömegű víztér esetén a működés változó gázigény esetén is stabil marad. Merülő égő helyett a víztér hőmérsékletének állandó értéken tartására hulladékhővel melegített, keringtetett víz is felhasználható. A berendezés hatásfoka – az ausztenites anyagból készült tartály hőveszteségét is figyelembe véve – 99%-nál jobb, az égő gázfogyasztása a felmelegített gáz mennyiségének mintegy 1,3%-a.

Nagy vízterű kazán. A visszamelegítő fűtőfelület elhelyezhető a kazán víz- (gőz-) terében. Fázisváltással járó visszamelegítés esetén célszerű a 2.206. ábrán látható megoldás alkalmazása, amikor a folyadék- és a párolgáshő közlése a kazán gőzterében elhelyezett hőcserélőben, a túlhevítési hő közlése a kazánra ráépített, több csővel csatlakozó kisdobban történik. A nagy vízterű kazánban a két áramkörös kazánhoz hasonlóan nincs vagy alig van folyadékveszteség. A visszamelegítendő gázáram nagyságához illeszkedő teljesítményszabályozás a kazán nyomásának (a hőcserélők logaritmikus középhőmérsékletének) változtatásával történik.

Közvetítő közeg alkalmazása, kettős hőcserélő. Az előbbi megoldásoknál fennáll a veszély, hogy a nagyon hideg visszamelegítő fűtőfelületre a víz ráfagy, ezzel teljesítménycsökkenést, üzemzavart okozva. Ezt a falhőmérséklet megfelelő értékre történő beállításával igyekeznek megelőzni, ennek ellenére nem lehet kizárni. A megoldást a hűtőtechnikából ismert (például propán, izobután, ammónia) közvetítő közeg, kettős hőcserélő alkalmazása jelenti. A berendezés a földgáz visszamelegítését végző, a közvetítő folyadékkal fűtött (felső) hőcserélőből és a lehűlt közvetítő közeget fűtő (alsó) hőcserélőből áll. Utóbbi hőcserélő fűtésére glikolos vizet használnak. A glikolos víz melegítésére nagy vízterű kazán, gázturbina-kipufogógáz, más hulladékhő is felhasználható.

Kétdobos (a 2.44. ábra és a 2.45. ábra szerinti) természetes keringésű gőzkazán azzal, hogy a nagy (max. 100 bar) nyomás miatt a kellő cirkuláció biztosítására csak fűtetlen, nagy átmérőjű ejtőcsöveket alkalmaznak. A tápvíz-előmelegítő utáni füstgázhőmérséklet általában nem lehet kisebb 150 °C-nál.

Egycsöves, kényszerátáramlású gőzkazán (2.207. ábra), amely – a több párhuzamosan kapcsolt csövet tartalmazó tápvíz-előmelegítőt kivéve – egyetlen sorba kapcsolt szakaszokból álló fűtőfelületet tartalmaz. Fő méretei úgy kerülnek megválasztásra, hogy közúti űrszelvényben szállítható legyen. A vízszintesen vezetett, fűtött csőszakaszok a besugárzott felületeknél fűtetlen ívekkel fordulnak vissza. A fűtőfelületet úgy kell kialakítani, hogy a fagyásveszély elkerülésére teljesen leüríthető legyen. A kialakításnál figyelembe kell venni, hogy a teljesítmény, elpiszkolódás, gőznyomás stb. függvényében az elgőzölgés végpontja vándorol. A kritikus hőterhelés kialakulásának megelőzésére ügyelni kell, hogy a végpont semmiképpen se kerülhessen a nagyobb hőterhelésű besugárzott csőszakaszokra. Így az utóelgőzölögtetés célszerűen a konvektív elgőzölögtető felületen történik. Az irodalom [2.155] szerint 10 t/h kazánteljesítménynél Φ 60,3

search

5 mm-es, 30 t/h kazánteljesítménynél Φ 88,9

search

6,3 mm-es, 13CrMo44 minőségű anyagból készített csövek alkalmazása célszerű. A nagy nyomáshoz szükséges nagyobb falvastagságok miatt a fűtőfelületek a hagyományos kazánokhoz viszonyítva nagyobb tömegűek, de a kazán csak két, a tápvíz-előmelegítőhöz tartozó kamrát tartalmaz. Másrészt a nagyobb átmérőjű csövekből készített membránfal gyártási igénye kisebb, így összességében versenyképes konstrukció.

Nagyobb teljesítményeknél többcsöves, kényszerátáramlású gőzkazán. Kialakításánál, az áramlás stabilitása érdekében, ügyelni kell az egyes párhuzamosan kapcsolt csövek keveredésmentes végigvezetésére, lehetőleg azonos csőhosszára, minél kisebb csőátmérő alkalmazására, lehetőség szerinti azonos fűtésére, ezzel az egyes csövekben azonos közegáramra. A csőellenállások esetleges kiválások miatti jelentős eltérésének megelőzésére az elgőzölgés megengedett mértéke <80%. A szállítható méretekre, az elgőzölgés különböző szakaszainak terhelés, nyomás függvényében történő vándorlására, az utóelgőzölgés helyének megválasztására vonatkozó korábbi megfontolások e berendezésekre is érvényesek. Olyan konstrukció is ismert, amelynél az utóelgőzölögtető, tápvíz-előmelegítő nem a 2.207. ábrán vázolt megoldás szerint, hanem a 2.208. ábra (b) szerinti vízszintes elrendezésű, kényszerített átáramlású kazán második huzamában, a két csősor között, ugyancsak csavarmenetszerűen elrendezett csövekből kerül kialakításra azzal, hogy a kéménycsonk a kazán elejére kerül (miután az ekó a füstgázokat már kellően lehűtötte, így nincs szükség harmadik huzamra).

Kétkörös kazán a 2.201. ábrához (a) hasonlóan azzal, hogy a szekunder körben nincs túlhevítő, a tápvíz- előmelegítés pedig a primer kör kazándobjában történik, így a kazánban csak a primer kör fűtőfelületei érintkeznek a lánggal, füstgázokkal. A megoldás hátránya az igényelt gőznyomáshoz (például: 150 bar) viszonyítva nagyobb (~190 bar) primer köri gőznyomás, nagyobb szerkezetianyag-igény, a primer köri keringtetőszivattyú szükségessége és a füstgázokkal fűtött tápvíz-előmelegítő fűtőfelület elmaradásából adódó, rosszabb hatásfok (bár ezt léghevítő beépítésével részben kompenzálják), így a nagyobb beruházási és üzemeltetési költség.

Kőolajlepárlásból származó, ásványi olajtermék (–50–310 °C alkalmazási hőmérséklet-tartomány), amely a kenőolaj-frakcióból további finomítással, a viszkozitás, illetve a stabilitás alapján kerül kiválasztásra.

Szerves és szervetlen alkotókból álló szintetikus olaj (nyomásmentesen –50–340 °C, nyomás alatt 10–410 °C alkalmazási hőmérséklet), amelyet hőcserélőkben történő alkalmazásokra állítottak elő.

Egyéb olajok, a szilikonokat is beleértve, speciális alkalmazásokra.