LTO tehostettuna palamisilman kostutuksella

Mitä enemmän kosteutta savukaasu sisältää, sitä enemmän se sitoo itseensä energiaa. Kostuttimessa palamisilma lämpiää ja siihen höyrystyy vettä. Höyrystykseen tarvittava energia otetaan savukaasusta lämmön talteenottovaiheen jälkeen. Kostuttimessa jäähtynyt pesurivesi palautetaan pesurille, jolloin savukaasujen lämpötilaa saadaan laskettua enemmän kuin pelkällä pesurikierrolla.

Palamisilman kostutuksella voidaan vaikuttaa palamisprosessin hallittavuuteen ja käyttövarmuuteen, sekä nostaa polttolaitoksen hyötysuhdetta.

Oheiseen kuvaajaan on vertailtu tapaukset, joissa puupolttoainekattilan savukaasuja lauhdutetaan pelkällä savukaasupesurilla tai tehostamalla lämmön talteenottoa palamisilman kostutuksella. Kuvan tapauksessa voidaan energiaa vastaanottavan ainevirran, esimerkiksi kaukolämmön paluuveden, avulla savukaasu jäähdyttää 55 °C lämpötilaan.

Alemmalla käyrällä on suora lauhdutus, jolla esimerkkitapauksessa saavutetaan noin 17 %:n lämmön talteenottoteho kattilatehoon suhteutettuna. Savukaasuihin 55 °C lämpötilatason alapuolelle jäävää energiaa voidaan käyttää palamisilman kostutuksessa. Tässä tapauksessa kostutuksella saavutetaan palamisilman kastepiste 48 °C.

Koska kattilaan syötetään enemmän vesihöyryä, kohoaa savukaasujen kastepiste vastaavasti. Lopputuloksena on, että kostutuksessa palamisilmaan siirretty energia on talteen otettavissa korkeammalla lämpötilatasolla ja näin siirrettävissä kaukolämmön paluuveteen. Numeroina talteen otettu lämpöteho on noin 27 %:a kattilatehosta ja vastaavasti savukaasujen poistumislämpötila piippuun on alle 40 °C.

Kostutuksen sivutuotteena palamisilma esilämmitetään savukaasujen matalalämpötilaisella energialla, mikä kohottaa polttolaitoksen hyötysuhdetta entisestään, vaikka palamisilmaan höyrystetty vesi ajetaankin kattilan palovyöhykkeen läpi.

Palamisilman kostutuksella tehostettu lämmön talteenotto voidaan toteuttaa käytännössä kaikilla polttoaineilla. Esimerkiksi maakaasulla se on yksinkertaisuutensa ja maakaasun korkean hinnan takia peruskuormakattiloissa erityisen kannattavaa.