KATLAD 2 (0)

1 Hindamata
Punktid
 
Säutsu twitteris
LAEVA KATLAD III
I Põhimõisted ja liigitamine otstarbe , soojusallika, konstruktsiooni ja auruparameetrite järgi. Leektoru - ja veetorukatlad, nende tööpõhimõte, ehitus, küttepindade liigitamine ja paigutus , võrdlus, kasutusalad.
Aurukatla otstarve on pidevalt toota auru mingi energialiigi muundamise teel soojusenergiaks, kus juures vajalik energiat saadakse orgaanilise kütuse põletamise või sisepõlemismootorite väljalaskegaasidelt. Soojusenergiaga aurustatakse suletud anumanas vett, millest saadaksegi auru ettenähtud rõhul. Kokkuvõttes võiks laeva aurukatelt seega määratleda kui soojusvahetit, mille ülesandeks on auru tootmine laeva vajadusteks ettenähtud, atmosfäärirõhust kõrgemal rõhul soojusenergia sisestamise teel.
Katelseade on seadmete ja süsteemide kompleks ettenähtud parameetritega kuuma vee või auru tootmiseks. Katelseadme koosseisu kuulub katelagregaat, kütuse-, toitevee-, auru-, põlemisõhu-, gaaside- jt süsteemid koos neid teenindavate abimehhanismide, kontroll-mõõteriistade, automaatika- ja kaitseseadmete ning -süsteemidega.
Katelagregaat e katel on katelseadme tähtsaim osa, kus toimub soojusvahetus ning kuuma vee ja auru tootmine. Katelagregaat on ühtne tervikseade, mis üldjuhul koosneb põletitega varustatud koldest, kus toimub kütuse põletamine, ja mitut liiki kütte-pindadest kus toimub vee aurustamine, toitevee eelsoojendamine, auru ülekuumen-damine jne, ning agregaadile vahetult monteeritud süsteemidest, kontroll- mõõte -riistadest, sulg - ja kaitsearmatuurist. Sõltuvalt katelseadme otstarbest, tüübist, suurusest jne võib katelagregaadi komplektsus olla erinev.
Otstarbe järgi liigitatakse laeva aurukatlaid pea- ja abikateldeks.
Peakatelde otstarve on laeva peaaurujõuseadmete – peaturbiinide või peaaurumasinate tööks vajaliku auru tootmine käikuvuse tagamiseks. Seega on peakatlad ainult aurulaevadel.
Abikatlad on ette nähtud laeva soojatarbijate ja auruga töötavate abimehhanismide varustamiseks auruga. Aurulaevadel abikatlad tavaliselt puuduvad, kuid mootorlaevadel saavad olla ainult abikatlad. Teatud laevatüüpidel, kus auruvajadus on eriti suur nagu nt. naftatankerid, kus auru kasutatakse lasti soojendamiseks, lastitankide pesuks ja aurutamiseks, suure võimsusega turbopumpade ja turbogeneraatorite käitamiseks, ei erine abikatlad oluliselt auruturbiinlaevade peakateldest.
Konstruktsiooni järgi on katlad väga erineva ehitusega, kuid kõige põhilisema tunnuse alusel võib aurukatlaid liigitada leektoru- (gaastoru-), veetoru - ja kombineeritud kateldeks.
Leektorukateldes liiguvad gaasid torudes, mida ümbritseb vesi. Need katlad on silindrilise kerega, mis on osaliselt täidetud veega ja kuhu on paigutatud kolle ning torudest koosnevad küttepinnad nii, et need on üleni vee all. Leektorukatlad võivad olla horisontaalsed või vertikaalsed .
Konfiguratsioonilt võivad leektorukatlad olla pöörd- või ühe gaasikäiguga.
Veetorukateldes liigub vesi ja aur torudes, mida väljastpoolt uhuvad kuumad gaasid. Torude kimbud on ühendatud erinevatel tasapindadel asetsevate kollektoritega, millest ülemine on osaliselt vee, osaliselt auruga täidetud vee-aurukollektor, üks või rohkem alumist kollektorit e. veekollektorit aga täidetud veega.
Konfiguratsioonilt, sõltuvalt kollektorite, aurutus- ja langetorude ning lisaküttepindade paigaldusest, eristatakse sümmeetrilisi, asümmeetrilisi ja sektsioon veetorukatlaid. Sümmeetrilistes ja asümmeetrilistes kateldes on kollektoreid ühendavad aurustus - ja langetorukimbud paigaldatud horisontaaltasapinna suhtes 30-90º alla ja seetõttu nimetatakse neid ka vertikaalveetorukateldeks. Sektsioonkateldes on kollektoreid ühendavad torukimbud paigaldatud horisontaaltasapinna suhtes 15-22º alla ja seetõttu nimetatakse neid ka horisontaalveetorukateldeks.
Veetorukatlaid on mitme pöördgaasikäiguga või ühe gaasikäiguga.
Kombineeritud kateldes on osa küttepindu leektoru, osa veetoru tüüpi. Enamasti on need leektorukatlad, kus aurustusprotsesside intensiivistamiseks kasutatakse ka veetorusid.
Soojusallika järgi liigitatakse laevakatlaid kütuste põletamisel eralduva soojusenergia arvel töötavateks koldega aurukateldeks, heitsoojust (heigaaside soojust) kasutavateks utilisatsioonikateldeks ja segatüüpi kateldeks.
Koldega aurukatlad töötavad orgaanilistel kütustel (raskekütused, masuudid või diislikütused; LNG tankerite kateldes maagaas), mida põletatakse kolderuumis.
Utilisatsioonikateldes kasutatakse soojusallikana peadiiselmootorite või gaasiturbiinide väljalaskegaaside soojusenergiat auru tootmiseks laeva käigu ajal. Utilisatsioonikateldes kolle puudub. Väljalaskegaasid temperatuuriga 250…600 0C suunatakse küttepindadele, kus nad annavad osa oma soojusest vee aurustamiseks ja ülekuumendamiseks. Kuna mootorite väljalaskegaaside temperatuur on tunduvalt madalam kütuse põlemisgaaside temperatuuridest, peavad sama aurutootlikkuse korral utilisatsioonikatelde küttepinnad olema vastavalt suuremad.
Segatüüpi katlad on varustatud koldega ja on ühendatavad peamasinate väljalaske-gaaside süsteemiga. Need katlad töötavad seisu ajal tavaliste abikateldena vedelkütusel, sõidu ajal utilisatsioonikateldena. Ehkki aurusüsteem on nende katelde puhul oluliselt lihtsam, kasutatakse seda katlatüüpi suhteliselt harva.
Auruparameetrite järgi võib laevakatlaid liigitada madalrõhu-, keskrõhu- ja kõrgrõhukateldeks. Täpseid piire pole ja erinevad allikad võivad pakkuda üksteisest pisut erinevaid numbreid.
Madalrõhukatlad on aurukatlad töörõhuga kuni 2 MPa. Mootorlaevade abikateldest ja utilisatsioonikateldest enamik ning eranditult kõik leektorukatlad on madalrõhukatlad.
Keskrõhukatlad on katlad töörõhuga 2…3,5 MPa. Mootorlaevadest võivad keskrõhu- katlad olla kasutusel abikateldena suurtel diiseltankeritel.
Kõrgsurvekatlad on katlad töörõhuga üle 3,5 MPa. Kõrgrõhukatlaid kasutatakse ainult auruturbiinlaevadel peakateldena.
Kõik kesk- ja kõrgrõhukatlad on veetorukatlad.
II Katlakütused
Kütused on põhikoostisosana süsinikku sisaldavad põlevained, mida laevadel kasutatakse soojusenergia saamiseks. Agregaatoleku järgi eristatakse tahke-, vedel- ja gaaskütuseid, päritolu järgi looduslikke ja tehiskütuseid. Looduslikud kütused on maasüsi (antratsiit, kivi- ja pruunsüsi), nafta , maagaas, põlevkivi, turvas, puit ja taimsed jäätmed. Tehiskütuste hulka kuuluvad kõrgahjukoks, mootorikütused, koksi - ja generaatorgaas jt.
Kaasaegsetes laevades töötavad peamasinad ja abikatlad reeglina samadel vedelkütustel, milleks põhirežiimil on tavaliselt raskekütus ning erirežiimidel diislikütus . Küttesüsteem on seega lihtsam, sest katla tööks vajalik kütus võetakse peamasinate kulupaakidest ning katelseadmele omaette kütuse põhivaru- ja kulutanke ning ümberpumpamissüsteeme ei vajata. Kui katel on ette nähtud tööks põhiliselt eelsoojendamist vajaval masuudil või raskekütusel, peab laeval olema võimalus kütta katelt ka eelsoojendamist mittevajava diislikütusega, milleks nähakse ette lisasüsteem oma pumpade , torustike ja filtritega diislikütuse kulupaagist põletiteni, millega saab külma katla üles kütta kuni põhikütuse soojendamiseks vajaliku auru saamiseni . Kateldes on võimalik kasutada kehvema kvaliteediga raskekütuseid.
Kütuse elementaarne koostis. Kütus koosneb järgnevatest põhielementidest: süsinik C 82-85 %; vesinik H 10-14 %;
hapnik O2 ja lämmastik N2 väävel S 0-5 %; tuhk A 0,1-1 %; lahustunud vesi W veesisaldus kütuses oleneb kütuse margist).
Süsinik, vesinik ja orgaaniline lenduv ( põlev ) väävel moodustavad kütuse põleva osa. Lenduva väävli kõrval sisaldub kütuses ka mineraalsetesse lisanditesse kuuluv mittepõlev väävel ( sulfaat ), mis tekitab põlemisel tuhka. Väävli sisaldumine kütuses on ebasoovitav, kuna põlemisel tekkib vääveldioksiid SO2 ( terava lõhnaga värvuseta gaas ). Vääveldioksiidi reageerides heitgaasides sisalduva veega (niiskusega) ja hapnikuga tekib väävelhape H2SO4 mis suhteliselt madala temperatuuri juures (40-60 oC) põhjustab ökonomaiseri ja väljalasketrakti intensiivse korrosiooni.
Tuhk ja vesi kütuses moodustavad ballasti, mis vähendavad kütuse kütteväärtust.
Kütuse põhiomadused.
Kütuse tihedus (ρ) on– kütuse füüsiline karakteristik, näitab kütuse massi ruumala ühikus. Tiheduse ühik SI süsteemis on kilogramm kuupmeetri kohta (kg/m3). Kütuse tihedus kasvab rõhu suureneρmisel ja väheneb temperatuuri tõustes. Kütuse tihedus määratakse 20 oC juures.
Diiselkütuse tihedused on vahemikus 830-890 kg/m3 (0,83 – 0.89 g/cm3); Masuutide tihedused on vahemikus 900-1000 kg/m3 (0,9 – 1 g/cm3);
Kütuse viskoossus on suurus, mis iseloomustab kütuse sisehõõrdumist. Eristatakse
kinemaatilist viskoossust (ν).
Dünaamilise viskoosuse definitsioon põhineb laminaarse voolamise puhul kehtival Newtoni seadusel. Laminaarsel voolamisel torus kasvab vedeliku voolamiskiirus (v) nullist (toru seina lähedal) suurima väärtuseni (toru teljel), kiiremini liikuvad kihid tõmbavad kaasa aeglasemalt liikuvaid, mis omakorda pidurdavad kiiremini liikuvaid.
Dünaamilise viskoossuse pöördsuurust η-1 nimetatakse voolavuseks. Newtoni seaduse kohaselt mõjub liikuva vedeliku pinna pindalaühikule hõõrdejõud:
τ= η * dv : dn
kus dv/dn on kiiruse gradient (dv on kiiruse muutus eemaldumisel vedeliku kihiga risti olevas suunas kaugusele dn).
Kinemaatiline viskoossus on dünaamilise viskoossuse ja tiheduse jagatis: ν=η : ρ.
Rahvusvahelises mõõtühikute süsteemis SI dünaamilise viskoossuse ühik paskalsekund (Pa * s); kinemaatilise viskoossuse ühikud on meetri ruut sekundi kohta (m2/s) ja stooks (St)/ sentistooks (Cst).
Kütuse passis näidatakse tavaliselt kinemaatilise viskoossuse väärtus. Kütuse viskoossust määratakse kas +20 või +50 kraadi juures (vastav märge tehakse kütuse passis).
Naftaproduktide keemiline koostis on selline, et mida raskem on kütus seda kõrgem on viskoossus.
Näiteid kasutatavate laevakütuste viskoosuste kohta:
IFO- Intermediet Fuel Oil, IFO180 (CSt) – kerge kütus;
HFO- Heavy Fuel Oil, HFO 600 (CSt) – väga raske kütus.
Kütuse kütteväärtus .
Kütteväärtus on kütuse eripõlemissoojus, st. soojushulk , mis eraldub ühe massi- või massiühiku tahke-, vedel- või gaaskütuse täielikul põlemisel. Eristatakse ülemist (Qü) ja alumist (Qa) kütteväärtust. Alumine kütteväärtus on ülemisest väiksem selle soojushulga võrra, mis kulub kütuses sisalduva vee aurustamiseks. Praktikas kasutatakse kütuse alumist kütteväärtust.
Sõltumata kütuse liigist on nafta baasil toodetud kütused enam-vähem sama soojusväärtusega: Qa=39-44 MJ/kg
Kütuse hangumistemperatuur on temperatuur, mille juures kütus lakkab voolamast raskusjõu mõjul (laevakütused +10oC või alla selle)
Kütuse leektäpp – on temperatuur, mille juures kütuse pinnalt aurustunud kütus süttib õhu ja sädeme olemasolul . Laevakütuste leektäpp ei tohi olla madalam kui 61oC. Kütuse ettesoojendamine kütusetankides ei ole lubatud rohkem kui leektäpp miinus 10oC.
Kütuse väävlisisaldus. Väävlisisaldus kütuses määratakse protsentides. Nagu eespool kirjeldatud (vt. kütuse elementaarne koostis) on väävli sisaldumine kütuses ebasoovitav, kuna põhjustab katelseadme elementide metallkonstruktsioonide korrosiooni. Vähese väävlisisaldusega on diislikütused (DK) kuni 0,5 % S, masuudid ja raskekütused on väävlirikkad 0,5–3,5 % S või kiõrge väävlisisaldusega 3.5 – 5 % S.
III Aurukatla põhiparameetrid.
Aurukatlaid iseloomustavatest parameetritest on tähtsaimad jõudlusnäitajad. Kõigil kateldel antakse see aurutootlikkusena D (kg/h või t/h), tihti selle kõrval ka soojus -võimsuse Pt (kW) järgi nimikoormusel. Kui aurutootlikkus on füüsiliselt mõõdetav suurus, siis soojusvõimsus on arvutuslik suurus – ettenähtud parameetritega auru tootmiseks teoreetiliselt vajaminev soojusenergia hulk sekundis. Kuna soojusvõimsus sõltub peale aurutootlikkuse ka auru parameetritest, ei ole need kaks jõudlust kajastavat näitajat erinevatel kateldel mingis kindlas suhtes. Suurte auruturbiinlaevade peakatelde aurutootlikkus on kuni 100 ja enam t/h, abikatelde aurutootlikkus on tavaliselt 0,5…50 t/h, kuid suurtel diiseltankeritel kuni 120 t/h.
Auru parameetridrõhk ja temperatuur
See on aurutootlikkuse kõrval teised esmatähtsad katla näitajad. Küllastunud auru temperatuur on üheselt määratud katla töörõhuga. Ülekuumendatud auru temperatuur on katla töörõhuga seotud kaudselt ..
Katla soojusbilanss ja soojuskaod. Katla kasutegur.
Soojusvõimsus sõltub auru parameetritest ja on erinevatel kateldel erinevate väärtustega.
• Suurte auruturbiinlaevade peakatelde aurutootlikkus on kuni 100 ja enam t/h.
• Abikatelde aurutootlikkus on tavaliselt 0,5…50 t/h.
• Suurtel diiseltankeritel kuni 120 t/h.
Soojusbilanss on võrdsus, mille ühel pool võrdusmärki on termodünaamilisse süsteemi antav soojus, teisel pool võrdusmärki süsteemis ärakasutatava soojuse ja soojuskadude summa. Kütuse põlemisel aurukatla koldes eraldub soojushulk, mis on võrdne kasutatava kütuse alumise kütteväärtusega
Soojusvõimsuse arvutamiseks peab peale aurutootlikkuse teadma toitevee ja katlast
saadava auru soojussisaldusi (e. entalpiaid).
• Üldjuhul võib aurukatlast tunnis saada teatud koguse küllastunud auru soojatarbijatele Dk kg/h ja ülekuumendatud auru turboajamitele Dük kg/h, seega katla auru kogutootlikkuse D puhul kehtib võrdus D = Dk + Dük.
Toitevee entalpia katla töörõhul ja toitevee temperatuuril on
– htv [kJ/kg]
– küllastunud auru entalpia hk [kJ/kg]
– ülekuumendatud auru entalpia hük [kJ/kg]
siis auru tootmiseks vajalik soojusvõimsus Pt on lihtsalt arvutatav:
Pt = Dk(hk – htv) +Dük(hük – htv) [KW]
3600
Kui katel toodab ainult küllastunud või ülekuumendatud auru, lihtsustub avaldis lugejas
ühe liidetava puudumise arvel.
Katla kasutegur on soojuvõimsuse suhe sellel võimsusel ajaühikus kulutatud kütuse
põletamisel eralduva soojusenergiaga kus
- Bh on katla kütusekulu tunnis nimikoormusel
- kg/h ja Qa kütuse alumine soojus-väärtus kJ/kg.
- Peakatelde kasutegurid ulatuvad 0,96,
- Abikateldel 0,75…0,86
ηk = Pt3600
BhQa
IV Katla veerežiim
Katlavesi ja selle omadused
Vesi on aurukatla töökeha, mille kvaliteedist sõltub katla ja kogu auruenergeetikasüsteemi efektiivsus ja töökindlus . Vees sisalduvad lisandid põhjustavad katlakivi teket ja korrosiooni. Seetõttu esitatakse katlas kasutatavale veele ranged nõuded, milliste täitmist tuleb katla ekspluateerimisel hoolikalt jälgida.
Katelseadme tööprotsessiga seonduvalt võime vett liigitada järgmiselt:
- katlavesi, milline asub aurustustorudes, kollektorites, ökonomaiseris ja teistes katla veetsirkulatsioonikontuuride elementides; leektorukatelde puhul katla keres ;
- kondensaat , milline saadakse äratöötanud auru kondenseerimisel kondensaatorites või auru kondenseerumisel soojustarbijate. Kondensaat suunatakse tavaliselt peale eeltöötlust toiteveena tagasi katlasse;
- lisavesi, mida lisatakse katlasse vee- ja aurukadude kompenseerimiseks (ülemine ja alumine läbipuhe, tahmapuhurid, auru-mehaanilised pihustid , armatuuri ja torustike lekked, aurumine soojaveekastis jne). Lisaveena kasutatakse tavaliselt veemagestites toodetud destillaati, kuid mõnedel juhtudel võib väikeste abikatelde lisaveena kasutada ka kaldalt võetavat magevett;
- toitevesi, milline antakse katla töö ajal vahetult katlasse. Toitevesi koosneb koosneb puhastatud ning deaereeritud kondensaadist ja lisaveest.
- läbipuhumisvesi, millega eemaldatakse katlast perioodiliselt ülemise ja alumise läbipuhumise abil kõrge vees lahustunud soolade sisaldusega katlavett ja koos sellega ka sinna kogunevaid vees mittelahustuvaid lisaaineid ning soolasid. Seega on katla perioodiline läbipuhumine hädavajalik nõutava soolabilansi tagamiseks, s.o. niipalju, kui toite- ja lisaveega katlasse soolasid viiakse, samapalju peab neid sealt ka eemaldama, et tagada katla normaalne tööreziim ja vältida katla sooladega ummistumist.
Ülaltoodud vee liigid erinevad üksteisest vee kvaliteeti iseloomustavate näitajate poolest. millistest katelde ekspluatatsiooni seisukohalt olulisemateks on kloriidide sisaldus, karedus , leeliselisus (ning seda kaudselt iseloomustavad fosfaat - ja nitraatarvud ning vesinikueksponent pH) ja gaaside sisaldus.
Kloriidide sisaldus näitab vees lahustunud kloori- (soolhappe-)soolade, nagu NaCl, MgCl2 , CaCl2 jt. hulka ning väljendatakse kloor -iooni Cl- koguse kaudu milligrammides 1 liitri vee kohta (mg/l). Vanemates allikmaterjalides võib leida mõistet “vee soolsus”, milline iseloomustab samuti kloriidide sisaldust vees ja mille mõõtühikuna kasutati nn. Brandti kraade (o Br).Vesi soolsusega 1 o Br vastab naatriumkloriidi NaCl sisaldusele vees 10 mg/l ning on ekvivalentne kloor-iooni Cl- kontsentratsioonile 6,06 mg/l.
Kloriidide sisaldus võimaldab hinnata ka vee üldist sooladesisaldust, kuna kõigist merevees lahustunud sooladest moodustavad kloriidid – põhiliselt NaCl – ligi 70%. Laeva mageveemahutites ja –süsteemides oleva vee kloriidide sisalduse suurenemine viitab merevee sattumisele magevette vigastuste või ebatiheduste tõttu.
Vee karedus iseloomustab kaltsiumi- ja magneesiumisoolade sisaldust selles, mis põhjustab katlakivi teke katla küttepindadel ja kollektorites. Kaltsiumi- ja magneesiumisoolade keemilise koostise järgi koosneb vee üldkaredus karbonaatsest ja mittekarbonaatsest karedusest. Karbonaatset karedust põhjustavad vees lahustuvad vesinikkarbonaadid Ca( HCO3 )2 ja Mg(HCO3)2 . Vee keemistemperatuuril lagunevad need vees praktiliselt mittelahustuvateks kaltsiumkarbonaadiks CaCO3 ja magneesiumhüdro-ksiidiks Mg(OH)2, millised langevad suuremalt osalt katlaveest katlamudana välja:
Seetõttu on nimetatakse karbonaatset karedust ka ajutiseks (mööduvaks) ning määravat tähtsust katlakivi tekkeprotsessis ei oma.
Põhiline osa katlakivist moodustub püsivat karedust põhjustavate, vees lahustuvate mittekarbonaatsete kaltsiumi- ja magneesiumisoolade - sulfaatide CaSO4 ja MgSO4 , kloriidide CaCl2 ja MgCl2 ning silikaatide CaSiO3 ja MgSiO3 - väljaladestumise aurustusküttepindadele. Nendest sooladest moodustub küttepindade vee-auru poolele tihe ja kõva kristalse struktuuriga, soojust halvasti juhtiv katlakivikiht, milline seob endaga ka vees leiduvaid naftaprodukte ja põhjustab soojaülekande halvenemise tulemusena kütuse ülekulu ning piisava paksuse korral ka küttepinna metalli ülekuumenemist.
Leeliselisus on tingitud katlavette katlakivi teket takistavate kemikaalide lisamisest, millised dissotsieerumisel või hüdrolüüsil moodustavad OH- (hüdroksüül-) ioone. Tavaliselt kaasneb leeliselisus olenevalt kasutatavatest katlakivi-vastastest preparaatidest CO32 -, HCO3- või PO43 - ioonide sisaldusega katlavees. Vastavalt eelnimetatud vees sisalduvatele ioonidele eristatakse hüdraatset (OH- ), karbonaatset (CO32- ), vesinikkarbonaatset (HCO3- ) ja fosfaatset (PO43- ) leeliselisust. Nendest ioonidest põhjustatud leeliselisuse summa moodustab vee üldleeliselisuse. Üldleeliselisust saab iseloomustada mitmesuguste mõõtühikute kaudu, nagu leeliselisuse kraadide [0H], mg ekv/l või leeliselisusarvu abil, mis näitab ekvivalentset NaOH sisaldust mg/l. Leeliselisust saab hinnata ka fosfaatarvu (PO43- sisaldus mg/l) ja nitraatarvu ( NaNO3 sisaldus mg/l) järgi. Tuleb märkida, et naatriumnitraat NaNO3 on happelise reaktsiooniga ja seega vähendab katlavee üldleeliselisust. NaNO3 kuulub tavaliselt ühe komponendina kesksurvekatelde katlakivivastaste preparaatide koostisesse teraste suhtes agressiivse vaba leelise neutraliseerimiseks, et vältida katlaelementidele eriti ohtlikku kristallidevahelist korrosiooni.
Vee reaktsiooni, s.h. ka leeliselisust iseloomustab ka nn. vesinikueksponent pH. Puhtal neutraalsel veel temperatuuril 220 C pH = 7.
Leeliseliseline reaktsioon : pH ≤7;
Happeline reaktsioon: pH ≥ 7
Skeem illustreerib erineva reaktsiooniga vesilahuste asukohti pH skaalal.
Gaaside sisaldus on katlavee tähts omadus. Gaasid satuvad vette nende kokkupuutel veega, milline lahustab neid teatud hulgal. Gaaside allikaks atmosfääriõhk, mis puutub kondensaadiga kokku soojaveekastis, lisaveetsisternides (tankides) ning kondensaatori ebatiheduste korral ka kondensaatoris. Kuid ka katla töö ajal võivad vees toimuvad keemilised reaktsioonid kaasneda gaaside eraldumisega, nagu näiteks CO2 eelpoolkäsitletud kaltsium - ja magneesiumvesinikkarbonaatide lagunemisel. Vees sisalduvatest (lahustunud) gaasidest tulevad arvesse vaid hapnik O2, lämmastik N2 ja süsinikdioksiid CO2, kõiki teisi on tähtsusetutes kogustes. Neist hapnik on peamine katla vee-aurutrakti, s.h. küttepindade keemilist korrosiooni põhjustav aine. Hapniku aktiivsus kasvab koos katla töörõhu ja auru temperatuuri suurenemisega, mistõttu kesk- ja eriti kõrgrõhukatelde toitevee maksimaalsele lubatud gaasidesisaldusele esitatakse palju rangemad nõuded võrreldes madalrõhu- (eriti leektoru-) kateldega. Süsinikdioksiid mõjutab katla veetöötlemisprotsesse ning kõrgematel parameetritel soodustab korrosiooni teket.
Lämmastik on keemiliselt inertne ja mõju katla tööle ning tehnilisele seisukorrale praktiliselt ei oma.
Gaaside sisaldus vees sõltub rõhust ja temperatuurist. Mida kõrgem on rõhk ja madalam temperatuur, seda suurem on gaaside lahustuvus vees. Vee keemistemperatuuril gaaside lahustuvus ligineb 0-le ning need eralduvad veest.
Katlas kasutatava vee töötlemine
Veetöötlemise põhieesmärk auruenergeetikaseadme tööprotsessis on katla normaalse ja ohutu töö tagamine vee nõutava kvaliteedi kindlustamise teel.
Sõltuvalt töötlemiskohast ja –viisist võib eristada katlavälist ja katlasisest veetöötlemist.
Katlaväline veetöötlemine toimub väljaspool katelt, tavaliselt katelseadme toitevee-süsteemis ja seisneb toitevee ettevalmistamises katlasse andmiseks . Eelkõige tuleb kondensaat puhastada kõrvalistest lisanditest ja naftaproduktidest. Mootorlaevade abi-katelde toiteveesüsteemides kasutatakse tavaliselt soojaveekasti (“hot well”, “тёплый ящик”).
Soojaveekast on kondensaadi kogumistsistern, mis tavaliselt jagatakse horisontaalse vaheseinaga ülemiseks ja alumiseks osaks. Tarbijatelt tagasitulev kondensaat suunatakse ülemisse ossa , kus see läbib esmalt kaskaadsektsioonid, millistes toimub suuremate vees mittelahustunud raskemate ja kergemate osiste väljasettimine. Ülemise osa viimased sektsioonid on koksitäidisega filtrid , millised on pealt kaetud saepuru, tekstiilist või poroloonist filtreeriva kihiga. Neis filtrites eraldatakse kondensaadist suurem osa naftast, v.a. emulgeerunud osa. Ülemistes sektsioonides puhastunud kondensaat koguneb alumisse ossa, kust suunatakse kondensaadipumba (või toitepumba) abil edasi toitevee-süsteemi järgmistesse osadesse või vahetult katlasse. Soojaveekast täidab selliselt kahte funktsiooni olles samaaegselt filter esmaseks puhastamiseks ja toitevee akumulaator.
V Kateldes töö ajal toimuvad protsessid
Aurukatla nõuetekohase töö tingimuseks on järgmiste protsesside katkematu kulgemine
Kolde protsessid – kütuse ja õhu vajalikus vahekorras etteandmine ja kütuse põlemine
– Aerodünaamilised protsessid
– Vee- ja aurutraktis toimuvad hüdraulilised protsessid
– Soojuse ülekande protsess (soojusvahetus)
Soojusvahetus protsesside koostisosad
• Kiirgussoojusvahetuse teel
• Konvektiivse soojusvahetuse teel
Soojusülekanne soojusjuhtivuse teel
Soojusvahetusprotsess
Soojusvahetusprotsessides toimub soojusenergia ülekanne kõrge temperatuuriga soojuskandjalt veele ja aurule küttepindade kaudu.
• Kui soojusülekande teguri väärtus gaasidelt küttepinna seintele on kuni 120W/m 2K, siis küttepinna seintelt veele on see 5800…11 600 W/m2K ehk 50…100 korda suurem.
• Metallküttepinnad on hea soojusjuhtivusega ja kuna soojusülekanne küttepinnalt veele on mitu suurusjärku suurem soojusülekandest gaasidelt küttepinnnale, on puhta küttepinna temperatuur vaid mõnekümne kraadi võrra kõrgem vee temperatuurist ning see on katla töökindluse ja ohutuse seisukohalt väga oluline, sest gaaside temperatuur koldes võib ületada metalli sulamistemperatuuri.
Hüdrauliliste protsesside olemus seisneb pidevas katlasiseses veeringluses. Laeva-katlad võivad olla kas loomuliku ringlusega või sundringlusega ringluspumpade abil. Et soojusülekanne küttepinnalt aurule on mitu korda väiksem kui veele, on veeringlus vajalik veeauru või vee-aurusegu pidevaks ärajuhtimiseks küttepindadelt et vältida nende ülekuumenemist ja tagada värske vee katkematu juurdepääs neile.
tsirkulatsiooni puudumine on väga ohtlik nähtus, mis põhjustada torude sissepõlemist. Tsirkulatsiooni intensiivsuse hindamiseks kasutatakse mõistet mis on kindla veekoguse tsirkulatsiooniarv ringluskontuuris kuni täieliku aurustumiseni. Suhteliselt madalatel gaaside temperatuuridel töötavad utilisatsioonikatlad on tavaliselt sundringlusega, tsirkulatsiooni - teguriga 6-10.
• Üle-kuumenemise oht on kõige suurem kõrge temperatuuriga gaaside piirkondades asuvatel aurustus-küttepindadel, eeskätt ekraanpindadel.
• Orgaanilistel kütustel töötavates pea- ja abikateldes kasutatakse reeglina loomulikku ringlust, mis hakkab toimima automaatselt vee ja vee-auru segu tiheduste erinevuse tõttu katla töötamisel.bNende eeliseks on, et vee tsirkulatsioon toimub automaatselt.
• Soojusülekanne gaasidelt küttepindadele võib toimuda kahel viisil: kiirguse (radiatsiooni) või konvektsiooni teel
Kiirgussoojusvahetus protsess
• Kiirgussoojusülekande puhul ei ole vajalik küttepindade soojuskandja kokkupuude , sest soojusenergia levib erineva lainepikkusega elektromagnetkiirgusena, mis osaliselt neeldub küttepindades, osaliselt aga peegeldub neilt. Kiirguse teel ülekantav soojushulk sõltub soojuskandja temperatuurist ja küttepindade mustsusest. Mustsus iseloomustab kiirgussoojuse neelduvust küttepinnas. Mida väiksem on küttepinna
80% sisust ei kuvatud. Kogu dokumendi sisu näed kui laed faili alla
Vasakule Paremale
KATLAD 2 #1 KATLAD 2 #2 KATLAD 2 #3 KATLAD 2 #4 KATLAD 2 #5 KATLAD 2 #6 KATLAD 2 #7 KATLAD 2 #8 KATLAD 2 #9 KATLAD 2 #10 KATLAD 2 #11 KATLAD 2 #12 KATLAD 2 #13 KATLAD 2 #14 KATLAD 2 #15 KATLAD 2 #16 KATLAD 2 #17 KATLAD 2 #18 KATLAD 2 #19 KATLAD 2 #20 KATLAD 2 #21 KATLAD 2 #22 KATLAD 2 #23 KATLAD 2 #24 KATLAD 2 #25 KATLAD 2 #26 KATLAD 2 #27 KATLAD 2 #28 KATLAD 2 #29 KATLAD 2 #30 KATLAD 2 #31 KATLAD 2 #32 KATLAD 2 #33 KATLAD 2 #34 KATLAD 2 #35 KATLAD 2 #36 KATLAD 2 #37 KATLAD 2 #38 KATLAD 2 #39 KATLAD 2 #40 KATLAD 2 #41 KATLAD 2 #42
Punktid 50 punkti Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 50 punkti.
Leheküljed ~ 42 lehte Lehekülgede arv dokumendis
Aeg2015-02-17 Kuupäev, millal dokument üles laeti
Allalaadimisi 23 laadimist Kokku alla laetud
Kommentaarid 0 arvamust Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid
Autor Karlapabos Õppematerjali autor

Meedia

Mõisted

leektoru, aurukatla otstarve, katelseade, põlemisõhu, katelagregaat, peakatelde otstarve, abikatlad, konstruktsiooni järgi, kimbud, sektsioonkateldes, kombineeritud kateldes, väljalaskegaaside temperatuur, segatüüpi katlad, madalrõhukatlad, keskrõhukatlad, kõrgsurvekatlad, kütused, looduslikud kütused, milleks põhirežiimil, diiselkütuse tihedused, kinemaatiline viskoossus, kütteväärtus, alumine kütteväärtus, väävlisisaldusega, abikatelde aurutootlikkus, soojusbilanss, katla kasutegur, leeliselisus, gaaside sisaldus, lämmastik, mootorlaevade abi, sektsioonid, tsirkulatsiooni puudumine, teguriga 6, aurustus, soojusvahetus, gaaside liikumiskiirusest, kõigis aurukateldes, katla metallkonstrukt, katla kere, kuumade kolde, markeeritud, paljudes veetorukateldes, skeemil, neid küttepindu, veetoru, läbimõõduga aurustustorudes, muutustele, auru eritootlus, veetorukateldel, utilisatsioonikatlad möödavoolu, katel, mineraal, töötavas katlas, termoõlikatelde, oksüdeerumis, tuleohu vältimiseks, töötemperatuuride vahemikus, ühtse agregaadi, vii kolde, suurtes kateldes, abikateldes, põlemisprotsess katlas, katlaventilaatorite abil, põletite ülesanne, võimalik 1, mahuga koldes, laiema reguleerimisdiapasooniga, kaasaegsed katlad, põletis, juhtploki programm, pihustis 9, nippelühendused, erandina, toodud armatuurielemendid, auruventiil 5, õhuventiil või, näidikuga, kaane ülaosas, kaitseklapi sundavamiseks, sulguri spindlile, servomootori silinder, auru niiskus, auruülekuumendi, vastuvoolu, ökonomaiser, keev, põlemisõhu eelsoojendi, kütusemahutid masina, filtritest, kütuse eelsoojendid, soojusvahetid, xi 1, kategooriliselt, küttepindade kontrollimiseks, eeldusteks, leegi värvus, normaalne rõhulang, katla automaatikaseadmete, tsirkulatsioonipumbad, süttimine, automaatreguleerimis, nähtavate defektide, äärmiselt tähtis, tahmapuhuri põhiosa, küttepindade puhastamine, signalisatsiooni, proovisurve, õhutemperatuur katla

Sisukord

  • LAEVA KATLAD III
  • I Põhimõisted ja liigitamine otstarbe, soojusallika, konstruktsiooni ja
  • Katelseade
  • Katelagregaat
  • Otstarbe
  • Peakatelde
  • Abikatlad
  • Joonis 3.B
  • Toitevesi
  • Joonis 1.C
  • Joonis 6.A
  • Joonis 7.A
  • 7
  • Joonis 8.4
  • 3
  • Joonis 9.4
  • Joonis 10.4
  • 2 3
  • Põleti
  • Konstruktsiooni järgi
  • Leektorukateldes
  • Konfiguratsioonilt
  • Veetorukateldes
  • Kombineeritud kateldes
  • Soojusallika järgi
  • Utilisatsioonikateldes
  • Segatüüpi katlad
  • Auruparameetrite
  • Madalrõhukatlad
  • Keskrõhukatlad
  • Kõrgsurvekatlad
  • II Katlakütused
  • Kütuse elementaarne koostis
  • Kütuse põhiomadused
  • Kütuse tihedus
  • Kütuse viskoossus
  • Dünaamilise viskoosuse
  • Kinemaatiline viskoossus
  • Kütuse kütteväärtus
  • Kütuse hangumistemperatuur
  • Kütuse leektäpp
  • Kütuse väävlisisaldus
  • III Aurukatla põhiparameetrid
  • Auru parameetrid – rõhk ja temperatuur
  • Katla soojusbilanss ja soojuskaod. Katla kasutegur
  • Katla kasutegur
  • IV Katla veerežiim
  • katlavesi
  • kondensaat
  • lisavesi
  • toitevesi
  • läbipuhumisvesi
  • Kloriidide sisaldus
  • Vee karedus
  • Leeliselisus
  • Gaaside sisaldus
  • Katlas kasutatava vee töötlemine
  • Katlaväline veetöötlemine
  • V Kateldes töö ajal toimuvad protsessid
  • Soojusvahetus protsesside koostisosad
  • Soojusvahetusprotsess
  • Kiirgussoojusvahetus protsess
  • Konvektiivne soojusvahetusprotsess
  • VI Katlad
  • VI – 1 Leektorukatlad
  • VI – 2 Veetorukatlad
  • Joonisel
  • VI – 3 Leek- ja veetorukatelde võrdlus - eelised ja puudused
  • Leektorukatlad
  • Eelised
  • Puudused
  • Veetorukatlad
  • VI – 4 Utilisatsioonikatlad
  • VI – 5 kombineeritud küttega katelseade
  • VI – 6 Kombineeritud katlad
  • VI – 7 Termoõli katlad
  • VI – 8 Kahekontuurilised katlad
  • Koldeprotsesside
  • Aerodünaamilised protsessid
  • VIII Laeva katelseadmed
  • VIII – 3 Katlaarmatuur
  • VIII – 4 Aururuumi armatuuri
  • VIII – 5 Katla veeruumi armatuuri

Teemad

  • auruparameetrite järgi. Leektoru- ja veetorukatlad, nende tööpõhimõte, ehitus
  • küttepindade liigitamine ja paigutus, võrdlus, kasutusalad
  • soojusvahetit, mille ülesandeks on auru tootmine laeva vajadusteks ettenähtud
  • atmosfäärirõhust kõrgemal rõhul soojusenergia sisestamise teel
  • katelagregaat
  • katel
  • abikateldeks
  • kombineeritud kateldeks
  • koldega aurukateldeks
  • segatüüpi kateldeks
  • aurukatlad
  • keskrõhu
  • kõrgrõhukateldeks
  • dünaamilist viskoossust
  • kinemaatilist viskoossust
  • voolavuseks
  • aurutootlikkusena
  • Soojusvõimsuse
  • katlavesi
  • kondensaat
  • lisavesi
  • toitevesi
  • läbipuhumisvesi
  • katlasisest
  • Soojusvahetusprotsessides
  • Hüdrauliliste protsesside
  • tsirkulatsiooni puudumine
  • utilisatsioonikatlad
  • mustsusest
  • õhu-gaasitrakt
  • küttepindade
  • kerest
  • tulekambrisse
  • aurustustorudeks
  • langetorude
  • aurustustorudes
  • toitevee eelsoojendi
  • õhu eelsoojendiga
  • järelküttepindadeks
  • Eelised
  • Puudused
  • segatüüpi abi
  • utilisatsioonikatlaid
  • tuletoru
  • ülemise
  • läbipuhumise
  • Alumise läbipuhumise
  • Kolde - ja aero - dünaamilised protsessid
  • tõmbe
  • Põletid
  • suundaparaadi
  • pihustipumpadega
  • pihusti töösserakendamist
  • Automatiseeritud programm-juhtimisega põletid“Monarch
  • sulg- ja kaitsearmatuuriks
  • kontroll-mõõtearmatuuriks
  • auruventiil
  • kaitseklapid
  • kraan
  • kraanid
  • automaatikasüsteemide ventiilid
  • toiteklapid
  • kraan
  • kraan
  • katlamuda
  • veeproovide võtmiseks
  • kuivendusventiil

Kommentaarid (0)

Kommentaarid sellele materjalile puuduvad. Ole esimene ja kommenteeri


Sarnased materjalid

113
doc
Energia ja keskkond konspekt
937
pdf
Erakorralise meditsiini tehniku käsiraamat
73
doc
Konteinerveod
56
doc
JÕUSEADMETE TÜÜBID 2
1072
pdf
Logistika õpik
70
doc
Exami küsimused ja vastused laevaehituses
75
doc
Eksamipiletite küsimused ja vastused
75
doc
Laevade ehitus





Faili allalaadimiseks, pead sisse logima
Kasutajanimi / Email
Parool

Unustasid parooli?

Pole kasutajat?

Tee tasuta konto

UUTELE LIITUJATELE KONTO MOBIILIGA AKTIVEERIMISEL +50 PUNKTI !