Aktuális, folyamatban lévő kutatási-fejlesztési feladatok

Pályázaton nyert támogatásból finanszírozott K+F feladatok

1. A projekt megnevezése:

"Ipari és mezőgazdasági melléktermékekből előállított brikett tüzelésére alkalmas kazáncsalád kifejlesztése lakosssági felhasználás, valamint ipari fűtési rendszerekhez történő illeszthetőség céljából primer energiamegtakarítás érdekében"

Kedvezményezett: TÜKI Tüzeléstechnikai Kutató és Fejlesztő Zrt.

A támogatás összege: 16.000.000 Ft

Az Új Széchenyi Terv Gazdaságfejlesztési Operatív Program keretében támogatást nyert GOP-1.3.1-11/A-2011-0074 jelű projekt a tüzifának, faipari, papíripari és mezőgazdasági hulladékoknak elgázosító eljárás alkalmazásával történő termikus hasznosítását tűzi ki célul. Az innovációs munka az elgázosítás elvén működő termogenerátor család fejlesztésére irányul. A megvalósítási fázisban 25 kW teljesítményű vizes és 100 kW-os levegős berendezés kerül előállításra. A kísérleti vizsgálati szakasz feladata a berendezésnek tüzifával és brikettált ipari hulladékkal történő próba üzemeltetése, az üzemi tapasztalatok értékelése és a fejlesztési folyamatba történő visszacsatolása.

A termogenerátor család a 25 -150 kW teljesítmény tartományban teszi lehetővé a cellulóz alapú szilárd tüzelőanyagok tökéletes elégetését. A tüzelés során képződőtt hőenergia hasznosítása a berendezésbe integráltan kialakított hőcserélő egységekben történik. A hőhasznosítás jellegét tekintve a fejlesztés két alaptípusra különíthető. A forró víz előállítására alkalmas kivitel a kommunális célú felhasználás igényeinek megfelelően nyer kialakítást. A K+F+I tevékenység másik feladata ipari felhasználás céljaira alkalmas forró levegőt előállító generátor kialakítása. A berendezés kialakítása azonos alapegység alkalmazását teszi lehetővé, biztosítva az aktuális hőcserélő egység beillesztésének feltételeit. A projekt keretében megvalósított prototípus berendezés a hő hasznosításának ez utóbbi változatával rendelkezik.

2. A projekt megnevezése:

Nagy hatékonyságú, alternatív gázok tüzelésénél is jól alkalmazható rekuperátor vizsgálata, fejlesztési javaslatok kidolgozása.

Kedvezményezett: TÜKI Tüzeléstechnikai Kutató és Fejlesztő Zrt.

A Kutatási és Technológiai Innovációs Alapból nyújtott támogatás összege: 39.104.268 Ft

A K+F feladatot a TÜKI Zrt. a brüsszeli EUREKA fórum által 2011. júniusában befogadott „REPLACENG” projekt részeként a kievi Gas Institute of NASU ukrán partnerrel történő nemzetközi együttműködés keretében dolgozta ki. A projekt támogatása az EUREKA Programban való magyar részvétel támogatása pályázati program EUREKA_HU_12-1-2012-0003 azonosító számú szerződésének keretében történt. A nemzetközi projekt a gáznemű alternatív tüzelőanyagok előállításánál alkalmazott speciális hőcserélő és tüzelőberendezések, és az alacsony fűtőértékű gázok (LCV gázok) magas hőmérsékletű technológiákban történő alkalmazásához szükséges hőhasznosító egységek fejlesztésére irányul. A megvalósítás földgáznak LCV gáz általi kiváltásához, a környezeti terhelés csökkentéséhez járul hozzá.

A TÜKI Zrt. feladata a projekten belül a nem hagyományos tüzelőanyagok hasznosítási lehetőségeinek bővítése az ukrán partner által kifejlesztett rekuperátoroknak LCV gázok felhasználásával végrehajtott vizsgálatára összpontosult.
A K+F projekt kidolgozása során a TÜKI elkészített az ukrán partner tervei alapján két db max. 100 kW hőteljesítmény átadására alkalmas rekuperátort. Megtervezte és elkészítette a vizsgálatokhoz szükséges 200 kW tüzelési teljesítményű kísérleti kemencét a hozzá tartozó energia ellátó és működtető egységekkel. A berendezés a 700-1000 C° füstgáz belépési hőmérséklet tartományban tette lehetővé a hőcserélő jellemző tulajdonságainak elemzését.

A vizsgálatok három szakaszban kerültek elvégzésre az ISD DUNAFERR Hideghengermű Kft. hőkezelő üzemében.


1. A berendezés áramlási ellenállásának mérése hideg vizsgáló berendezésen ill. harangkemencére történő felszerelést követően üzemi viszonyok mellett
2. A TÜKI Zrt 5,8 MJ/m3 fűtőértékű kohógáz – kamragáz keverék tüzelőanyag alkalmazásával (LCV gáz) félüzemi kísérleteket végzett a kísérleti kemencén.
3. A rekuperátorok harangkemencén, égéslevegő előmelegítése céljából melegüzemi viszonyok mellett is kipróbálásra kerültek.

A mérések alapján megállapítható volt, hogy a berendezések az új konstrukció előnyös tulajdonságaiból adódóan kedvező hőátadási paraméterekkel
üzemeltethetők - alacsony áramlási ellenállás mellett.

A mért adatok konkrét beépítési feladat esetére lehetővé teszik a rekuperátor nyomásveszteségeinek ill. a maximális hőátadási tényező és minimális hőátadó felületi hőmérséklet optimum konstrukciós kialakítási szempontjainak meghatározását a földgáz tüzelésétől eltérő füstgáz összetétel és térfogatáram arányok esetén. A projekt keretében kidolgozott, az LCV gázok adottságait figyelembe vevő új típusú hőcserélők kialakítása biztosítja, hogy ipari hulladékgázok, biogázok és gáznemű szekunder energiahordozók eltüzelése esetén a képződött hőenergia a melegtechnológiai folyamatok szélesebb körében nyerhessen alkalmazást nagyobb mértékű földgáz kiváltására adva lehetőséget.

A kísérleti munkát elméleti vizsgálatok egészítették ki. A TÜKI Zrt. kidolgozta a rekuperátor értékeléséhez szükséges számítási eljárást. A modell a ”hagyományos” csőköteges és az új típusú berendezések összehasonlítását teszi lehetővé. Az értékelés az azonos térfogatáramokhoz és belépési hőmérsékletekhez rendelhető átadott hőmennyiségek (levegő előmelegítési hőmérsékletek) egybevetése alapján történik.

A projekt kidolgozás folyamatát bemutató publikációk.


1. Új típusú rekuperátor alkalmazása alacsony fűtőértékű gázok tüzelésénél. (ISD DUNAFERR Műszaki, Gazdasági Közlemények 2013 IV. negyedév)
2. Development of Calculation Technique and of Design Procedure for Advanced Radiative Recuperator in Frame of EUREKA Program. (Ukrán szakfolyóiratban megjelentetés alatt).
3. Application of New Type recuperator for Low Calorific Value Gases (VIII. International Scientific Conference on Refractories, Furnaces and Thermal Insulations, Novy Smokovec, 2014.04.08-10, Szlovákia)
4. Разработка и исследование новой Высокоэффективной конструкции Рекуператора типа ррд для печей Машиностроения (xvii международная конференция Теплотехника и энергетика B металлургии, НМетАУ, г. Днепропетровск, Украина, 7 – 9 октября 2014 г).

3. A projekt megnevezése:

Nagyszilárdságú és jól alakítható acéltermékek kifejlesztése az acéliparban, az autóipari és a környezetvédelmi szempontok figyelembevételével

A projekt kódszáma: GINOP-8.1.1-16

A projekt teljes költsége 899,6 mFt.

Az összeg 90%-t (809 mFt) a ”GINOP Vállalatok K+F+I tevékenységének támogatása Hitelprogram” biztosítja. A TÜKI Tüzeléstechnikai Kutató és Fejlesztő Zrt. saját hozzájárulása 10% (89,9 mFt).

A K+F+I feladat kidolgozása a TÜKI Zrt. és az ISD DUNAFERR Zrt. szoros együttműködésében történik.

A projekt keretében két, elsősorban gépjárműipari termékek alapanyagként is felhasználható acélminőség típus korszerűsítését kívánjuk megvalósítani új gyártási, hengerlési koncepcióval.
A nagyszilárdságú finomszemcsés (HSLA) acéltípuson belül új termékeket hozzunk létre, amelyek termelése a felhasznált alap- és segédanyagok elérhetősége szempontjából tervezhetőbb, valamint javuló terméktulajdonságaik révén új értékesítési területeket nyitnak meg, növelve ezzel a vállalat versenyképességét. A mikroötvözött acélok mechanikai és a mikroszerkezeti tulajdonságokat nagymértékben befolyásoló ötvözőeleme a nióbium. Az ötvözőanyag beszerezhetőség szempontjából fokozottan kritikus elemnek minősül Ezeket a tendenciákat figyelembe véve, a tervezett kutatási programban azt céloztuk meg, hogy négy mikroötvözött acélminőségnél csökkentsük a nióbium mennyiségét a vonatkozó szabványban előírt mechanikai tulajdonságok biztosítása mellett.
A projekt másik célkitűzéseként komplex hidegalakításra alkalmas lágyacél széles szalagok kerülnek kifejlesztésre. Az alakíthatóság növelésére a titán vagy bór mikroötvözők alkalmasak, de a fémtani folyamatok minden fázisa, azok hatás mechanizmusa, ill. a technológiának az ISD DUNAFERR gyártósorainál történő optimalizált alkalmazási feltételek még nem ismertek. A kísérleti vizsgálatok során alakítási határdiagramok kerülnek felvételre. Ezek segítségével meghatározhatóvá válik a törés, repedés veszélye nélkül biztonsággal elvégezhető alakíthatóság tartománya. Az adatok birtokában a felhasználói igényekhez igazodó új minőségek, ill. gyártástechnológiák valósulnak meg.
A K+F+I feladatsor kiterjed az új acéltípusok gyártástechnológiájának korszerűsítésére. Ez a minőség javulása mellett az energetikai hatékonyság növelését és a káros anyag kibocsátás csökkentését is eredményezi.
Az acélgyártási fázisban a metallurgiai kezelések, a termelésszervezési adottságok és az öntőüst hőállapota miatt az olvadék a konverterből történő csapolást követően folyamatosan hűl. Ennek mértéke változó, ugyanakkor nincs lehetőség pozitív hőmérsékleti korrekcióra, az olvadékkal történő hőközlésre. Az acéladag konverterben történő gyártása a szükségesnél nagyobb mértékű túlhevítéssel történik. A magasabb csapolási hőmérséklet kisebb termelékenységet, nagyobb energiafelhasználást eredményez.
Az eltérő üst-hőállapot bizonytalanság matematikai modell segítségével kezelhető. Ennek alapját a falazati hőmérséklet mező folyamatos mérése jelenti, melynek segítségével az akkumulálódott hőmennyiség számítható. A hőátadási modell alapján csökken a változó hőállapotra visszavezethető bizonytalanság, amely az acéladag túlhevítésének mértékét tette szükségessé. A modell alkalmazásának eredményeként az olvadék hőmérséklete csökkenthető, bizonyítottan javítva az acél tisztaságát, ezen keresztül annak mechanikai tulajdonságait.

Az öntött acél brammákat folyamatos üzemű toló, ill. léptetőgerendás kemencékben hevítik fel a meleghengerléshez szükséges hőmérsékletre. A kemencék tüzelési paramétereit a tűztér és az acélbetét hőmérséklet állapota határozzák meg. A projekt keretében egy új tüzeléstechnikai modell kerül kialakításra, amely a szűkített funkcionalitású hőátadáson alapuló jelenlegi hevítési modellel szemben a zónánkénti hőmérlegen alapuló új számítási algoritmuson alapul. A tűztéri lokális hőmérséklet és füstgáz komponens adatokat egy lézer felhasználásával működő mérő- és elemző készülék szolgáltatja biztosítva a bramma hőmérséklet számítás pontosságának növekedését. Az új tüzelésvezérlési technológia jelentősen javítja a késztermék mechanikai tulajdonságainak egyenletességét és csökkenti a reve képződést.
A komplex K+F+I program megvalósítása a késztermék minőség és a gyártástechnológia hatékonyság javulása mellett fajlagos energiafogyasztás csökkenés és alacsonyabb káros anyag kibocsátás prognosztizálható.