Otsi
Vajad kellegagi rääkida?
Küsi julgelt abi LasteAbi
Logi sisse ☰

Katlatehnika eksami vastused (0)

Tallinna Tehnikaülikool - Ehitus - Katlatehnika
1 Hindamata
Punktid

KORDAMISKÜSIMUSED EKSAMIKS


KATLATEHNIKA


BOILER ENGINEERING
Sügis 2007
  • Tahkete kütuste põletamise tehnoloogiad
    Tahkekütuse latentse energia elektrienergiaks muundamise kohta kehtivad samad üldised seaduspärasused, mis gaasja vedelkütuste korralgi. Määravaks on ringprotsessi parameetrid .
    Tahkete kütuste põletustehnoloogiad võib jagada nelja rühma:
    • kihtpõletus ( restkolded ),
    • tolmpõletus (tolmküttekolded ehk kamberkolded),
    • keevkihtpõletus (keevkihtkolded) ja
    • keeris - ja tsüklonpõletus (keeris- ja tsüklonkolded).

    Omaette rühma moodustavad tahkekütuse gaasistusega jõuseadmed. Selliseks soojusjõuseadme näiteks on integreeritud gaasistusseadmega kombitsükkel.
  • Põlevkivi põletustehnoloogiad
    Praegu on põlevkivielektrijaamades kasutusel tolmpõletustehnoloogia. Esimesteks tolmpõlevkivi põletavateks elektrijaamadeks olid Kohtla-Järve (1949) ja Ahtme (1951) auru keskparameetritega koostootmisjaamad. Nendes elektrijaamades kasutati kivi- ja pruunsöe põletamise kogemustele tuginevaid katla konstruktsioone. Katlad olid suutelised töötama ainult osalisel koormusel . Katelde ekspluatatsioon kujunes tsükliliseks küttepindade sagedase tuhasadestustest puhastamise vajaduse tõttu. Sai selgeks, et kivi- ja pruunsöe põletamiseks ettenähtud seadmed ei ole suutelised rahuldavalt töötama põlevkivil. Käivitusid intensiivsed teadus- ja rakendusuuringud, mille tulemusel töötati välja uue põlvkonna tolmpõletustehnoloogiat kasutavad põlevkivikatlad järgnevatele elektrijaamadele.
    Põlevkivienergeetika uueks arenguetapiks oli aasta 1959, millal käivitati kõrgrõhuseadmed Balti elektrijaamas . Jaam valmis lõplikult 1965.a. Eesti elektrijaam anti käiku aastatel 1969-1973.
    Põlevkivi tolmküttekatelde konstruktsiooni omapära ja ekspluatatsioonilised raskused on seotud eelkõige põlevkivi koostise ja struktuursete omadustega. Põhiprobleemideks on katla soojusvahetuspindade tugev tuhasadestustega saastumine ja intensiivne kõrgtemperatuurne korrosioon ning erivõtete kasutamine pindade tuhasadestustest puhastamisel. Sellest johtuvalt jäävad põhi- ja vaheltauru temperatuurid madalaks, mis kajastub eelkõige elektrijaama madalas kasuteguris. Viimane on auru topeltülekuumendusega energiaplokkidel vahemikus 28,5–30%.
    Keskkonnakaitselisest seisukohast on põlevkivi tolmpõletuse korral põhiprobleemiks vääveldioksiidi emissioon . Vaatamata suurele Ca/S moolsuhtele lähtepõlevkivis on SO2 kontsentratsioon põlemisgaasis kõrge, asetsedes 1,5–2,0 g/nm3 vahemikus 6%-lise hapnikusisalduse korral. Põhjuseks on tolmpõlevkivi kõrgest põlemistemperatuurist (>14500C) tingitud vääveldioksiidi suhtes väheaktiivsete kaltsiumisisaldavate klinkermineraalide teke. Vääveldioksiidi kontsentratsiooni viimine normi piiridesse 0,4 g/nm3 on võimalik väävlipüüdeseadmete kasutamisel . Põlevkivi korral väävelpuhastusseade mõningal määral lihtsustub, kuna on võimalik kasutada külluses olevat aluselist põlevkivituhaärastuse süsteemi selginenud vett. Sellise väävelpuhastusseadme maksumus on suurusjärgus 110–140 EUR/kWe. Küsitavusi võib tekkida uute suure tööeaga väävelpuhastusseadme otstarbekusest tugevalt amortiseerunud olemasolevatele kateldele. Teatud probleemiks võib kujuneda ka väävelpuhastusseadmetele vajaliku katelde ja korstnate vahelise pinna puudumine.
    Lämmastikoksiidide kontsentratsioon põlevkivi tolmpõletamisel on vahemikus 0,20–0,25 g/nm3 ning jääb normiga määratud piiridesse (0,4 g/nm3). Madala NOx kontsentratsiooni põhjuseks on väike orgaanilise lämmastiku sisaldus põlevkivis.
    Põlevkivi põletamisel, erinevana paljudest kivisütest, orgaanilisest süsinikust moodustuvale süsihappegaasile lisandub ka karbonaatide lagunemisest tekkiv CO2. Põlevkivi CO2 emissiooni potentsiaal, sõltuvana kütteväärtusest, karbonaatide täieliku lagunemise korral energeetilisele põlevkivile on 100 gCO2/MJ. Sama arvväärtus kivisöele on ligikaudu 90 gCO2/MJ. Karbonaatsete mineraalide lagunemisaste põlevkivi tolmpõletamisel on lähedane ühele. Süsihappegaasi emissioon on vahemikus 1,35–1,45 kg/(kWe·h).
  • Katla mõiste ja põhitüübid
    Katelseade ehk katel on kompleksne seadmestik auru (harilikult veeauru) või kuuma vedeliku tootmiseks ja tarbijale edastamiseks.
    Katlas toimub mingi energialiigi muundamine soojuseks ning vee (või ka termoõli) kuumutamine ja vee aurustamine selle soojuse arvel.
    Soojuse saamiseks võib kasutada kütuse keemilist energiat, elektrienergiat, otsest päikese energiat jne.
    Tänapäeval kasutatakse siiski kõige rohkem orgaanilise kütuse energiat. Seepärast vaadeldakse käesolevas konspektis katlaid, kus soojus saadakse orgaanilise kütuse põlemisel.
    Katel koosneb koldest ja erinevat liiki küttepindadest, mis võivad olla paigutatud ühte või mitmesse korpusesse.
    Kolle on ettenähtud kütuse põletamiseks ja küttepinnad vabanenud soojuse ülekandmiseks põlemisproduktidelt vedelikule , aurule või põlemisõhule.
    Aurutootva katla ehk aurukatla küttepinnad ja nende otstarve on järgmised:
    • toitevee eelsoojendis ehk ökonomaiseris tõstetakse katlasse antud vee temperatuuri ning samaaegselt alandatakse lahkuvate gaaside temperatuuri;
    • aurustusküttepinnas tõstetakse vee temperatuuri keemistemperatuurini ja vesi aurustatakse ;
    • auruülekuumendis kuumutatakse auru keemistemperatuurist (kuiva küllastunud auru temperatuurist) kõrgema temperatuurini;
    • õhueelsoojendis kuumutatakse kütuse põletamiseks kasutatavat õhku.

    Väiksema tootlikkusega aurukateldes võivad osad küttepinnad puududa .
    Aurukatelde iseloomustamisel kasutatakse termineid aurutootlikkus, auru ja toitevee parameetrid:
    • nimitootlikkus on suurim ajaühikus toodetud auru mass, mida katel tagab pikaajalisel tööl auru ja toitevee nimiparameetrite juures,
    • nimirõhk on maksimaalselt lubatav rõhk auruülekuumendi järel või ülekuumendi puudumisel, vahetult aurumagistraali ees,
    • nimitemperatuur on auru temperatuur ülekuumendi järel või aurumagistraali ees nimiaurutootlikkusel auru nimirõhul
    • toitevee nimitemperatuur on toitevee nimitemperatuur ökonomaiseri ees, ökonomaiseri puudumisel trumlisse sisenemisel, mis on võetud katla projekteerimise aluseks.

    Tinglikult võib katlaid liigitada aurutootlikkuse järgi:
    • väikese võimsuse - kuni 6,95 kg/s,
    • keskmise 9,7 – 21 kg/s,
    • suure võimsusega üle 25 kg/s,

    töörõhu järgi aga:
    • madalrõhu kuni 1,4 MPa,
    • keskrõhu 2,4 - 3,9 MPa
    • kõrgrõhu 9,8 – 25MPa

    Töökeskkonna liikumisskeemi järgi küttepindades on:
      • vabaringlusega ehk tsirkulatsiooniga
      • mitmekordse sundringlusega
      • otsevoolu katlad

    Aurukatelde tüübid


    Kahe trumliga püstveetorukatlad
    DKVR- universaalsed katlad kõikidele kütustele ( 1970ndad )
    Puudused:
  • Kolde ekraanid on hõredad ( puiduhakke puhul hea, sest tuhk ei ummista)
  • Raske müüritis – sissekütmise aeg väga pikk, ca 8 tundi (kiiresti küttes müüritis praguneb)
  • Nõuab vundamenti
  • qv – on madalad
    DE – gaas -masuutkatlad ( 1980ndad ) – hea, ka tänapäeval kasutatav, aga tööstuslik valmidus madal (üles pannes tuleb kohapeal isoleerida ), raudteegabariitides, kõik torud diameetriga 51mm, seinapaksusega 2,54mm, ülemisest trumlist tehakse pidevat läbipuhet ehk veevahetus
    KE – tahkekütusekatlad (1980ndad) – kasutatakse kõikjal maailmas, head, loomuliku ringlusega katel (nagu ka eelmine ja järgmine)
    E-1/9 tahke, vedel ja gaaskütus (toodud raamatus Katelseadmed ) – kasutati farmides ja masuudi ettesoojendamiseks, loomatoidu tootmiseks, andis 1t auru tunnis, 9bar rõhk, transporditav, 2-trumliline, iga toru peal on kork , tänu millele seda saab seestpoolt puhastada (vaja, kui veepuhastussüsteem puudub), kasutati kivisöe, õli ja gaasiga . Väga madal kasutegur, sest järelküttepind (ökonomaiser) puudub.
    Püstkatlad (toodud raamatus Katelseadmed) – vana tüüp, enam ei kasutata
    MZK-tüüpi katlad (toodud raamatus Katelseadmed) – vana tüüp, enam ei kasutata
    Spiraalse torusüsteemiga katlad – otsevoolukatlad, saab kiiresti auru (poole tunniga), 100kW-5MW, kasutegur 0,85-0,95, kasutatav gaasi, kerg- ja raskekütteõli peal
    PPK tüüpi katlad
    Claytoni katlad – ka Clayton toodab MZK-tüüpi
    Leek -suitsutorukatlad
    Kiviõli (toodud raamatus Katelseadmed) – 1960ndad , täidetud üleni veega, vee nivoo ei tohi langeda alla kriitilise piiri ( torusid ei ole), muidu plahvatab, lendab minema või sulab ära, ohtlik tüüp, võimsuse kohta 3 korda suurem võrreldes tänapäevastega, soojusülekandetegurid väiksed, sest suitsu imejad puuduvad (töötab loomuliku tõmbe peal).
    KT- 500, KB-300
    Witermo
    Noviter
    Foster Weeler – keskel leegitoru, ümber suitsutoru, olemas nii auru- kui kuumavee katlad.

    Kuumaveekatelde tüübid


    Kuumavee katelde puhul võib rääkida järgmistest tüüpidest:
    • KB tüüpi katlad
    • Spiraalse torusüsteemiga katlad
    • Leek-suitsutoru katlad (näiteks Kiviõli, KB-1-M, Witermo 3V, KACB-1,86, Foster Wheeler jne)
    • Malm sektsioonkatlad (näiteks Minsk 1,Bratsk,Universal, KBm jne) – võib kasutada ka aurukateldena, kui auru rõhk ei ületa 0,17MPa=1,7bar
    • Väikekatlad (nii malm kui ka teras)

    Kuuma vee tootmiseks saab kohaldada praktiliselt kõiki aurukatlaid. Kuna kuumavee katlad töötavad otsevoolu režiimis jäävad mõned loomuliku ringlusega aurukatla ringluskontuuri elemendid nagu trummel ja laskuvtorud sooja vee tootmisel ülearuseks. Seetõttu on loodud spetsiaalsed kuumaveekatlad, mille metallimahukus tuleb oluliselt väiksem kui ümberkohandatud aurukatlal. Kuumaveekatelde areng sai alguse malmist sektsioonkatlast ja jätkus sektsioonkatelde täiustamise kaudu. Ka esimesed teraskatlad koosnesid sektsioonidest. Paralleelset terasest sektsioonkatelde arenguga toimus horisontaalsete leek-suitsutorukatelde kasutuselevõtt.
    Spetsiaalsete soojavee katelde võimsus ulatub 200 MW ja üle selle. Uue põlvkonna leek-suitsutorukatelde võimsus ulatub 10 MW.
    Soojaveekatlad töötavad otsevooluseadmetena. Vaatamata sellele on soojavee katelde põhiprobleemiks soojuskandja ühtlane jaotamine torupaneelides. Torude otsad on kollektorite külge keevitatud, ühe kollektori küljes on terve hulk torusid. Ühe kollektori külge ühendatud torude arv valitakse nii, et need torud laseksid läbi kogu tootlikkuse ja seejuures kujuneks neis välja sobiv keskmine kiirus. Torude paralleelse lülitamise korral tuleb hoolitseda selle eest, et soojuskandja kulu võimalikult ühtlaselt torude vahel ära jaguneks. Vastasel juhul võib esineda väga väikese soojuskandja kuluga torude ülekuumenemine. Ebaühtlase kulu kujunemise mehhanism paralleelsetes torudes ja selle tagajärjed on eriti otsevooluseadmete juures erisugused. Soojaveekateldes võib ülalt alla liikumisega torupaneelides väikese keskmise kiiruse ja kollektorite suure takistuse ja ebaühtlase soojuskoormuse korral paneeli laiuses vesi mõnes totus seiskuda või liikumine vastupidiseks muutuda. Kuigi keskmine vee temperatuur hoitakse keemistemperatuurist 30- 40 ºC madalamal, võib vesi niisuguses torus siiski keema minna ning sellega kaasneb soolade väljasadenemine veest, torude kohalik ülekuumenemine ja hüdraulilised löögid. Vee stabiilse liikumise tagamiseks paralleelsetes torudes on vaja tagada minimaalsed keskmised kiirused torudes., mis sõltuvad pinnaühiku poolt vastuvõetavast soojushulgast q.
    Joonis 15‑1. Veesoojenduskatel PTVM-30
    Suhteliselt peenikeste kollektorite korral, kus töökeskkonna kiirus kollektoris on kiirusest torus palju suurem, mõjutab staatilise rõhu muutus piki kollektoreid töökeskkonna kulu läbi paralleelsete torude. Vee ja auru juurde ja ärajuhtimiseks kasutatakse erinevaid skeeme. /2/
  • Kollete tööd iseloomustavad näitajad
    Kolle on see katla (katelseadme) osa kus toimub kütuse põlemine. Kütuse põlemisel vabanev soojus kandub põlemisproduktidelt läbi metallist küttepindade veele . Küttepinnad valmistatakse harilikult terasest või malmist. Soojusvahetus väljas ja seespool küttepinda paiknevate keskkondade vahel toimub kiirguse, konvektsiooni ja soojusjuhtivuse teel. Põlemisproduktidelt kandub soojus küttepinna välispinnale kiirguse ja konvektsiooni teel Koldes on kiirguse osa üle 90%. Läbi küttepinna materjali, aga ka küttepindu katva välise ja sisemise sadestuste kihi kulgeb soojus soojusjuhtivuse teel.
    Kollete töö iseloomustamiseks kasutatakse mitmesuguseid näitajaid :
    Kolde soojuskoormus (soojusvõimsus)- kütuse põlemisel ajaühikus eralduv soojushulk kW,
    6-1
    kus, B - kütuse kulu kg/s, Qta- tarbimisaine alumine kütteväärtus kJ/kg,
    Kolde forsseeritus –kolde ristlõikepinna ühiku kohta ajaühikus eralduv soojushulk kW/m2
    6-2
    kus A on kolde ristlõikepind m2.
    Kolde mahuline erikoormus –kolde mahuühiku kohta ajaühikus eralduv soojushulk kW/m3
    6-3
    kus V on kolde maht m3.
    Kolde restipinna soojuslik erikoormus- resti pinnalt ajaühikus eralduv soojushulk
    6-4
    kus R on kolderesti pind
    V – koldekambri maht m3.
    Katla kasutegur otsese bilansi järgi on leitav ajaühikus kasulikult kasutatava soojushulga Qkas
    ja kütusega koldesse antud soojushulga suhe
    6-5
    6-6
    kus D - veekulu läbi katla kg/s; h1 - katlasse siseneva vee entalpia kJ/kg; h2 - katlast väljuva vee entalpia
    Katla kasutegur (brutokasutegur – ei arvesta energiakulu omatarbeks) kaudse bilansi järgi aga:
    6-7
    • q2 - soojuskadu katlast lahkuva põlemisgaasiga; %,
    • q3 - soojuskadu keemiliselt mittetäielikust põlemisest; %,
    • q4 - soojuskadu mehhaaniliselt mittetäielikust põlemisest, %,
    • q5 - soojuskadu katla välisjahtumisest; %,
    • q6 - soojuskadu räbu füüsikalise soojusega ; %.

    Katla netokasuteguri leidmiseks tuleb brutokasutegurist maha võtta katla soojusliku qots ja elektrilise qote omatarbe osad.
    6-8
    Harilikult ei ületa omatarbe (õhu ventilaatori, pumpade jne) osa gaasi ja õlikatelde puhul 0,3-1%, mida suurem katel seda väiksem protsent.
    Katla kasutegur osalisel koormusel erineb tema kasutegurist nominaal koormusel. Katla koormuse vähenemisel alla nominaalkoormuse väheneb teataval määral kadu katlast lahkuvate suitsugaasidega ja mittetäielikust põlemisest. Kaod katla välisjahtumisest jäävad aga oma suuruselt muutumatuks ja nende protsentuaalne osatähtsus tõuseb tunduvalt. See on põhjuseks miks koormuse vähenedes väheneb ka kasutegur.
    Katla koormuse suurenemisel üle nominaalse- nn katla forsseerimisel - halveneb samuti kasutegur. Põhjuseks on forsseerimisel järsult suurenevad kaod katlast väljuva suitsugaasiga ja kütuse keemiliselt mittetäielikust põlemisest.
    Omaette küsimuseks on aga soojuskaod katla perioodilisel töötamisel (katseliselt määratavad), mis üldjuhul on põhjustatud:
    • soojuskaost katla välisjahtumisel,
    • soojuskadudest sisemise jahtumise tõttu, mis on tingitud ebatihedatest siibritest
    • soojuskaod katla sissekütmisel, kuna sissekütmine toimub kolde normaalsetest töötingimustest soojustehniliselt märksa halvemates tingimustes.
    • soojuskaod katla seiskamisel, mis on seotud tule summutamisega koldes.

    Selliste kadude arvutamine on praktiliselt teostamatu. Seisakukadude määramist perioodilisel töötavatel kateldel saab teostada ainult katseliselt.
  • Katla soojusbilanss

    Soojusbilansi võrrand


    Katelseadmete soojusbilanss näitab, kuidas jaguneb katelseadmesse sisenev soojus. Soojusbilansi alusel määratakse katelseadme kasutegur. Katelseadme ekspluatatsioonil koostatakse soojusbilanss katsetulemuste põhjal, projekteerimisel aga lähtutakse vastavast arvutusmeetodist.
    Soojusbilanss koostatakse harilikult 1kg põletatava tahke ja vedelkütuse või 1m3 küttegaasi kohta. Kütuse mahu või massiühikuga koldesse antavat soojushulka nimetatakse kasutatavaks soojuseks ja tähistatakse Qtk. Tahke ja vedelkütuste põletamisel:
    7-1
    ja küttegaaside põletamisel
    7-2
    Kus Qta - kütuse tarbimisaine alumine kütteväärtus;
    Qv.õ. – õhuga katelseadmesse sisenev soojus, mis on kuumutatud väljaspool katelseadet;
    Qk.f. – kütuse füüsikaline soojus (kui kütust on vaja eelnevalt soojendada );
    Qp – vedelkütuse pihustamiseks kasutatav või resti alla antav auru soojus;
    Qak – gaaskütuse kütteväärtus.
    Põlevkivi puhul arvutatakse kütuse kasutatav soojus valemiga
    7-3
    Valemis 7 –3 ΔQka tähistab karbonaatide mittetäielikust lagunemisest põhjustatud endotermilise efekti soojust
    7-4
    Karbonaatide täielikul lagunemisel kco2 = 1 ja ΔQka = 0
    Karbonaatide täielikul lagunemisel tekib CO, seetõttu on mittetäielik lagunemine hea.
    Katelseadmesse antav soojus jaguneb kasulikult kasutatavaks soojuseks (Q1) ja soojuskadudeks:
    Q2 - soojuskadu katlast lahkuva põlemisgaasiga,
    Q3 - soojuskadu keemiliselt mittetäielikust põlemisest,
    Q4 - soojuskadu mehhaaniliselt mittetäielikust põlemisest,
    Q5 - soojuskadu katla välisjahtumisest,
    Q6 - soojuskadu räbu füüsikalise soojusega.
    Võrdsustades omavahel kütuse kasutatava soojuse kuludega , saame:
    7-5
    Viimast võrrandit nimetatakse katelseadme soojusbilansi võrrandiks
    Sama võrrand protsentides oleks selline
    7-6
    Kus q1=100Q1/Qkt, q2=100Q2/ Qkt,q3=100Q3/ Qkt jne
  • Soojuskadu katlast väljuvate gaasidega

    Soojuskadu katlast väljuva põlemisgaasiga


    8-1
    Kus Hv.g ja αv.g on katlast väljuva põlemisgaasi entalpia kJ/kg või kJ/m3 (põletatava kütuse 1 kg või 1 m3) ja liigõhutegur,
    H0k.õ 1 kg või 1 m3 kütuse põletamiseks teoreetiliselt vajaliku õhukoguse entalpia kJ/kg või kJ/m3 (enne õhueelsoojendit)
    8-2
    Kus Vi on põlemisgaasi komponentide mahud (VRO2, VN2 , VO2, VH2O kütuse 1 massi või mahuühiku kohta m3/kg, m3/m3,
    ci’ vastava gaasikomponendi erisoojus (isobaarne mahterisoojus ) kJ/(m3·K)
    ΰv.g katlast väljuva põlemisgaasi temperatuur
    Soojuskadu mõjutab eriti tugevalt katlast lahkuva põlemisgaasi temperatuur ΰv.g aga ka liigõhutegur αv.g. Katlast lahkuvate põlemisgaaside temperatuur suureneb küttepindade saastumise tagajärjel, liigõhutegur aga hõrenduse all töötava katla ebatiheduste suurenemisel. Soojuskadu q2 mis on normaalselt 3-10% võib sellisel juhul suureneda veelgi.
    Soojuskao q2 praktiliseks määramiseks katla soojustehnilistel katsetustel tuleb määrata katlast lahkuvate põlemisgaaside temperatuur ja teha kindlaks liigõhutegur lahkuvas põlemisgaasis. Liigõhu teguri määramiseks tuleb mõõta RO2, O2 ja CO protsent katlast lahkuvas põlemisgaasis. Gaasikomponentide sisaldus määratakse kuivas põlemisgaasis.
    8-3
  • Soojuskadu keemiliselt mittetäielikust põlemisest
    Soojuskadu keemiliselt mittetäielikust põlemisest on tingitud sellest et osa kütuse põlevainest jääb koldes kasutamata ja väljub katlast gaasiliste komponentidena (CO, H2, CH4, CmHn….). Nende põlevgaaside täielik põlemine on praktiliselt võimatu tingituna madalast temperatuurist väljaspool kollet. Keemiliselt mittetäielikust põlemise peamisteks põhjusteks on:
    • koldesse antava õhu vähene kogus,
    • õhu halb segunemine kütusega,
    • kolde väikene maht, mis määrab ära kütuse koldes viibimise aja millest ei piisa kütuse täielikuks põlemiseks,
    • madal temperatuur koldes, mis viib alla põlemiskiiruse,
    • liialt kõrge temperatuur koldes mis võib kaasa tuua põlemisproduktide dissotsiatsiooni

    Õige õhukoguse ja hea segunemise korral q3 sõltub kolde mahulisest erikoormusest. Optimaalne kolde mahuline erikoormus, kus q3 on minimaalne sõltub kasutatavast kütusest, põletustehnoloogiast ja kolde konstruktsioonist. Soojuskadu keemiliselt mittetäielikust põlemisest moodustab 0-2% mahulisel erikoormusel qv = 0,1 - 0,3 MW/m3. Kolletes, kus leiab aset intensiivne kütuse põlemine qv = 3 – 10 MW/m3 ja soojuskadu keemiliselt mittetäielikust põlemisest puudub.
    8-4
  • Soojuskadu mehaaniliselt mittetäielikust põlemisest
    Mehaaniline põlemiskadu q4 on tingitud põlevaine sisaldusest koldest väljuvas tahkes põlemisjäägis. Osa tahkest põlevainest, mis sisaldab süsinikku, vesinikku ja väävlit, väljub koos põlemisgaasidega kolde ülaosast (lendtuhana), osa tahkset põlemisjäägist eemaldatakse resti pealt või koos räbu (šlakiga) kolde alt. Kihispõletamisel võib esineda kütuse osaline varisemine läbi resti.
    Soojuskadu q4 vedel -ja gaaskütuste põletamisel puudub, väljaarvatud juhtudel, kui tekib tahm, mis põlemisgaasidega koldest välja kantakse.
    Soojuskadu mehaaniliselt mittetäielikust põlemisest q4 on avaldatav järgmise valemiga.
    8-5
    Kus - αr, αv, αlt - on tahke põlemisjäägi suhtelised kogused, mis on eemaldatud restilt või eraldatud kolde alt, mis on varisenud läbi rest ja mis on koos põlemisgaasidega koldest väljunud;
    Pr , Pv , Plt - põlevaine sisaldus kolmes tahke põlemisjäägi osas %;
    Qk- kasutatav soojus kJ/kg ja kütuse tarbimisaine tuhasisaldus At %.
    Vedel- ja gaaskütustel soojuskadu mehaanilisest mittetäielikust põlemisest on 0.
  • Soojuskadu katla välisjahtumisest ja šlaki füüsikalise soojusega.

    Soojuskadu katla välisjahtumisest


    Soojuskadu katla välisjahtumisest on tingitud soojuse levikust läbi müüritise ja soojusisolatsiooni. Soojuskadu q5 on sõltuv katla müüritise ja selle detailide isolatsiooni paksusest. Suuremate katelde puhul on katla välispinna suurus katla mahuga võrreldes väike ja q5 ei ületa 2%. Alla 1 MW-iste katelde korral on see suurem ja määratakse soojuskadu q5 katsetuste teel.
    Joonis 8‑2. Soojuskadu aurukatla välisjahtumisest
    Selleks jaotatakse katla välispind väikesteks osadeks Ai, mille keskel mõõdetakse soojusvoo mõõturiga soojuskadu qi W/m2.
    8-6
    Soojusmõõturi puudumisel mõõdetakse iga osa keskel katla välispinna temperatuur ja soojuskadu arvutatakse seosest
    8-7
    Kus α ,W/m2 K on keskmine soojusülekandetegur katla välispinnalt ümbritsevale õhule, Δt = tF – tõ, K katla välispinna ja katlaruumi õhu keskmine temperatuuride vahe ja Fi katla välispinna suurus m2.
    8-8

    Soojuskadu räbu füüsikalise soojusega


    8-9
    Kus ar koldest eemaldatava räbu suhteline kogus, tr räbu temperatuur ºC, cr räbu erisoojus kJ/(kg K) ja At kütuse tarbimisaine tuhasisaldus %.
  • Tahkekütuse kolded ja nende liigitus
    Tahkekütuse kolded jagunevad kiht– ehk restkolleteks ja kamberkolleteks. Kihtkolded jagunevad omakorda tiheda kihiga kolleteks ja keevkihtkolleteks. Kihtkollete tähtsaimaks elemendiks on kolderest, millele toetub kütusekiht ja läbi mille antakse kütusekihti põlemisõhku. Kütusekihi kohal või kõrval paikneb kolderuum.
    Kamberkoldes toimub põlemine kolde mahus - kolderest ja kütusekiht puuduvad. Kamberkoldes saab põletada nii gaasilisi, vedelaid kui ka peenendatud tahkeid kütuseid. Viimased kantakse koldekambrisse õhujoa poolt. Kamberkolded jagunevad otsevoolu-ja keeriskolleteks.

    Kamberkolded


    Kamberkolded on vedelike ja gaaside põletamiseks. Tahkekütuseid saab nendes põletada peenestatud kujul (tolmpõletus, vt. pt. 3.1.1).
    Väiksemad kamberkolded on Viessmanni katlad. Keevkihtkoldeid võib lugeda nii kihtkolleteks kui kamberkolleteks. Tegelikult on nad kahe koldetüübi vahepeal , nö nende sümbioos.

    Restkolded


    Vajadus põletada erinevaid kütuseid, milledel on erinev mineraalosa sisaldus, niiskus, lendosade sisaldus, samuti mehhaniseerimistase ning põletusmoodus on põhjustanud paljude eri tüüpi restkollete kasutamise. Kolderesti konstruktsiooni ja paigutuse järgi võime rääkida rõhtrestkolletest, kaldrestkolletest, kettrestkolletest (nagu tanki roomikud, suur müra, palju parandada vaja), süvikkolletest jne.
    Põhilised operatsioonid restkollete teenindamisel oleks järgmised:
    • Kütuse restile suunamine ehk kütuse pealeandmine
    • Põleva kihi kobestamine või kohendamine
    • Tuha ja räbu eemaldamine koldest.

    Sõltuvalt nende operatsioonide mehhaniseerimise tasemest eristatakse käsitsiteenindavaid, poolmehaanilisi ja mehhaanilisi koldeid.
  • Kihtkolded
    Vajadus põletada erinevaid kütuseid, milledel on erinev mineraalosa sisaldus, niiskus, lendosade sisaldus, samuti mehhaniseerimistase ning põletusmoodus on põhjustanud paljude eri tüüpi restkollete kasutamise. Kolderesti konstruktsiooni ja paigutuse järgi võime rääkida rõhtrestkolletest, kaldrestkolletest, kettrestkolletest (nagu tanki roomikud, suur müra, palju parandada vaja), süvikkolletest jne.
    Põhilised operatsioonid restkollete teenindamisel oleks järgmised:
    • Kütuse restile suunamine ehk kütuse pealeandmine
    • Põleva kihi kobestamine või kohendamine
    • Tuha ja räbu eemaldamine koldest.

    Sõltuvalt nende operatsioonide mehhaniseerimise tasemest eristatakse käsitsiteenindavaid, poolmehaanilisi ja mehhaanilisi koldeid.

    Kolderestid


    Kolderesti põhiülesanneteks on toetada põlevat kütusekihti ja suunata sinna põlemisõhku. Resti konstruktsioon sõltub kasutatavast kütusest (tuhasisaldus, niiskus, lendosade sisaldus) ja katla konstruktsioonist. Enamasti lebab kütus restil vabalt. Õhku antakse kütusekihti altpoolt resti. Õhu kiiruse liigsel tõusul tekib oht, et kütusetükke võidakse põlemisõhuga restilt ärakanda. Seetõttu annab kihispõlemise puhul paremaid tulemusi sorteeritud kütuse kasutamine.
    Joonis 9‑3. Liikuvrest
    Joonis 9‑4. Rest liigutatavate ja liikumatute restilülidega
    Poolmehaanilises (poolautomatiseeritud) koldes põlevkivi põletada ei tasu, tuhk ummistab.
  • Keevkihtkolded

    Mulliline ehk traditsiooniline keevkiht


    Keevkiht on võimalikult ühtlase tüki suurusega peeneteralise materjali kiht, milles materjaliosakesed hõljuvad kihist läbijuhitava keskkonna (katla puhul õhu) kineetilise energia mõjul. Kõige suurem keevkihi pluss on võimalus põletada aeglaselt, 800-900˚C juures, tänu millele tekib palju vähem NOx-e. Põlevkivi puhul aitab aeglane põletamine kustutama lubjal (absorbendil, mis juba põlevkivi sees olemas) väävlit siduda, nii et ka väävliheitmed on pea olematud. Veel on keevkihil kõrged soojusülekandetegurid, tänu millele on soojusülekandeks vajalik väiksem pind. Keevkiht on hea turba, biokütuste ja puidu põletamisel.
    Keevkiht ja selle takistus on püsivad voolava keskkonna kahe piirkiiruse vahemikus, millest esimene muudab seisva materjalikihi keevaks, teisel piirkiirusel kanduvad materjali osakesed kihist välja ning algab pneumotransport.
    Keevkiht tehnoloogiat kasutati algselt keemiatööstuses, metallurgias enne kui ta jõudis energeetikasse. Keevkiht meetodi tööstusliku rakendamist alustas saksa keemik Fritz Winkler , kes 1920 töötas välja nn Winkleri gasifikaatori söele kasutades keevkiht tehnoloogiat. Tõuke keevkiht tehnoloogia rakendamiseks energeetikas andsid mitmed olulised tegurid, ilmnes , et keevkihis saab edukalt põletada vähevääruslikke kütused, madalad kolde temperatuurid ja absorbendi lisamine kütusesse võimaldab oluliselt vähendada kahjulikke heitmeid, ilma, et rakendataks keerukaid ja kalleid gaasipuhastusseadmeid.
    Keevkiht seadme oluliseks elemendiks on rest, mille kaudu antakse keevkihi tekitamiseks ja kütuse põletamiseks õhku.
    Resti konstruktsioon erineb tavalisest kolderestist nii konstruktsioonilt kui ka tunduvalt väiksema vaba ristlõike poolest. Keevkihtrest moodustab seda läbivale õhule eeltakistuse, mis on vajalik õhu ühtlaseks jagunemiseks kogu restipinna ulatuses. Keevkihis põletamiseks ettevalmistatud kütus sisaldab osakesi, mille läbimõõt on mõnest mikromeetrist kuni 10 mm-ni. Enamiku kütuste põletamiseks on vaja kandvat kihti, milleks lisatakse koldesse peeneteralist inertset materjali, mis keeb koos kütuseosakestega. Mullilise ehk klassikalise keevkihi puhul peenemad ja kergemad osakesed kanduvad kihist välja ja võivad kolderuumist lahkuda lõpuni põlemata. Olukord on parem kui kandva kihi (liiva) erikaal on suurem kütuse erikaalust. Sel juhul on piisav kui keeb kandevkiht ja suuremad kütuseosakesed põlevad kandevkihi pinnal.
    Mullivas keevkihis on osakeste kiirus 2-3m/s.
    Joonis 10‑5. Mullilise keevkihtkoldega 3 MW aurukatel
    Mullilise keevkihi üldisemad puudused:
    • mulliline keevkiht vajab sellist kütuse ettevalmistamist, mis väldiks väikeste osakest tekke;
    • kihi temperatuuri hoidmiseks on enamikel juhtudel vaja soojusvahetuspinnad asetada otse kihti, et hoida kihi temperatuuri 800 - 900ºC piirides;
    • kihi pinnaühiku soojustootlikkus sõltub seda läbiva õhu kiirusest mida oluliselt tõsta pole võimalik ning suure võimsusega seadmete katelde resti pind kujuneb väga suureks;

    mullilise keevkihi puudused on tinginud selle, et kasutusse on tulnud ringlev ehk tsirkuleeriv keevkiht;
    Joonis 10‑6. Mullilise keevkihtkoldega aurukatel

    Ringlev ehk tsirkuleeriv (tagasitoitega) keevkiht


    Tsirkuleeriva keevkihi puhul on resti läbiva õhu kiirus kaks ja enam korda suurem kui mullilise keevkihi puhul. Vajalik resti pind aga sama arv kordi väiksem. Tsirkuleeriva keevkihi puhul on gaaside kiirus kihis ja kolde ristlõikes enamiku kütuseosakest puhul suurem kui teine kriitiline kiirus, osakesed kanduvad kihist välja ja täidavad kogu kolde mahu. Neile lisanduvad ka tuha ja koksi osakesed mis uuesti koldesse satuvad. Tsirkuleeriva keevkihi puhul kasutatakse paremini ära kogu kolde mahtu kütuse osakeste põletamiseks ja väävliühendite sidumiseks kütusele lisatud või
    kütuse mineraalosas leiduvate karbonaatsete ühenditega.
    Tsirkuleeriva keevkihi puuduseks loetakse tuhaosakeste ülemäärast peenenemist, mis suurendab elektri või kottfiltrite koormust lendtuha püüdmisel.
    Tsirkuleerivas keevkihis on osakeste kiirus 3-8m/s.
    Joonis 10‑7. Tsirkuleeriva keevkiht koldega katelseade
    Joonis 10‑8. Tsirkuleeriva keevkihiga kaasaegne katelseade

    Rõhu all keevkiht


    Kütuse ülerõhul põletamise tehnoloogia kasutamine võimaldab märgatavalt suurendada soojusjõuseadme kasutegurit võrreldes tavalise atmosfääri rõhul töötava jõuseadmega. Selle põhjuseks on kombineeritud gaasi-auru ringprotsessi kasutamine.
    Selline süsteem sisaldab kahte soojusjõumasinat: gaasturbiinseadet (Brayton´i ringprotsessi) ja aurujõuseadet ( Rankine ´i ringprotsess). Sellises süsteemis töötab gaasiturbiin avatud tsüklis, auru pool aga kinnises tsüklis. Väljastatavast võimsusest sõltuvana töö parameetritest langeb ligikaudu 20 – 25% gaasiturbiintsüklile, 75 – 80% aurutsüklile
    Katla konstruktsiooni seisukohast jagunevad kütuse ülerõhul põletamisega soojusjõuseadmed kaheks: mullilise keevkihi ja tsirkuleeriva keevkihtkoldega seadmed.
    Rõhu all keevkihtkoldega katel paikneb teraskorpuses joonis 8. Kütuse söötmine koldesse toimub kas pneumaatiliselt st kuivalt või segatuna veega pastana spetsiaalsete märgpumpade abil. Kütus söödetakse koldesse segatuna absorbendiga, milleks on lubjakivi või dolomiit . Kütuse ja absorbendi osakese läbimõõt on tavaliselt all 5 mm. Kütuse põlemistemperatuuriks koldes on 860ºC ning rõhuks seadmes 1,2 –1,6 MPa. Mullilise keevkihtkatla iseärasuseks on aurutus küttepindade paiknemine keevkihis. Tingituna ülerõhust on gaaside maht väike ja gaaside kiirus kihis jääb alla 1 m/s, mis tagab küttepinna torude tagasihoidlikuma kulumise. Seega rõhu all põletades on mulliline keevkiht etem kui tsirkuleeriv.
    Kihi kõrgus koldes on 3,5 - 4 m. Kolde soojuskoormust reguleeritakse kihi massi ning kõrgusega. Katlast väljuv suitsugaas suundub kaheastmelisse tsüklonite plokki ja edasi keraamilisse filtrisse lendtuhast puhastamiseks . Tsüklonite puhastusaste lendtuhast on 98 – 99 %, keraamiliste filtrite kasutamisel on tahkete kontsentratsioon suurusjärgus 10 mg/m3.
    Nii kolde põhjast kui ka tsüklonitest eralduva tuha soojuse utiliseerimiseks kasutatakse tuha soojusvaheteid.
    Probleemideks on rõhu all keevkihtkateldes suur tuhasisaldus ja keraamilised filtrid . Kui need probleemid lahendatakse, võib tegu olla tulevikutehnoloogiaga.
    Joonis 10‑9.Rõhu all keevkiht katelseade
  • Kamberkolded
    Kamberkolded on vedelike ja gaaside põletamiseks. Tahkekütuseid saab nendes põletada peenestatud kujul ehk tolmpõletusega.
    Väiksemad kamberkolded on Viessmanni katlad. Keevkihtkoldeid võib lugeda nii kihtkolleteks kui kamberkolleteks. Tegelikult on nad kahe koldetüübi vahepeal, nö nende sümbioos.
    Tolmpõletus:
    Tolmpõletustehnoloogia on tänapäeval enamlevinumaks tahketel kütustel töötavates elektrijaamades. Tolmpõletuse aluseks on kütuse eelnev jahvatamine ning selle põletamine koldekambris. Tolmuvalmistamise süsteeme käsitletakse põhjalikult õppeaines “Kütusemajandus”. Tolmkütuse põlemise stabiilsus tagatakse põleti konstruktsiooniga ja koldesisese aerodünaamikaga. Tolmpõletust kasutavate seadmete võimsus on määratud kolde mahuga, mis annab võimaluse kolde võimsuse kasvuga seda arendada kõrgusesse.
    Tolmküttekolded jagunevad tahke- ja vedelšlakk ärastusega seadmeteks. Enamlevinuks on tahkešlaki ärastusega kolded. Vedelšlakk ärastusega kollete korral seatakse eesmärgiks lendtuha kontsentratsiooni vähendamine põlemisgaasis ning aktiveeruva mineraalosaga kütuste põletamisel ka keemiliselt inertsema tuha saamine. Puuduseks on kõrge põlemistemperatuuri vajadus, mis teeb seadme konstruktsiooni keerukaks, piirab kasutatava kütuse omadusi ning intensiivistab lämmastikoksiidide teket. Tahkešlaki ärastuse korral on temperatuur koldes madalam ning šlakk eraldub tahkel kujul.
    Kaasaegne tolmküttekolle ei ole mitte ainult põletustehniline seade, vaid ka soojusvaheti selleks vajalike soojusvahetuspindadega. Tolmkütekolle koos selles ja selle järel paiknevate soojusvahetuspindadega on ühtne tervik, mida tuntakse aurukatlana. Tolmu valmistamise süsteem ja aurukatla konstruktsioon sõltuvad tugevalt põletatava kütuse omadustest.
    Tolmpõletustehnoloogia kasutamisel, ülekriitiliste parameetritega auru korral ning auru mitmekordse vaheülekuumendamise puhul võib kondensatsioonelektrijaama kasutegur küündida 40–43%-ni. Piiravateks teguriteks on peamiselt auru temperatuuri ja kütuse põlemisgaasi koostisega määratud auruülekuumendi materjali korrosioonikindlus.
    Tolmpõletustehnoloogia kasutusel on oluliseks küsimuseks vääveloksiidide ja lämmastikoksiidide emissioon atmosfääri. Vääveloksiidide kontsentratsiooni vähendamiseks põlemisgaasis paigaldatakse kateldele väävlipüüdeseadmed. Enamlevinud on märgpuhastus. Väävlipüüde seadmete kasutamisel lisaenergia vajaduse suurenemise tõttu langeb soojusjõuseadme kasutegur 3–4% võrra. Kapitali vajadus väävlipüüde seadmele, olenevana skeemist ja väävli hulgast kütuses, küündib 20–30 %-ni katla hinnast .
    Lämmastikoksiidide kontsentratsioon põlemisgaasis sõltub suurel määral lämmastiku hulgast kütuses, põlemisrežiimist ja temperatuurist koldes. Lämmastikoksiidide emissiooni vähendamiseks kasutatakse kütuse mitmeastmelist põletamist (madala NOx põletid) või ammoniaagi suunamist põlemisgaasi sobiva temperatuuripiirkonnaga gaasikäiku (selektiivne mittekatalüütiline NOx taandamine ).
    Kasvuhoonegaaside emissiooni seisukohast on olulisem süsihappegaasi kontsentratsioon põlemisgaasis. Süsihappegaasi emissiooni määravad süsiniku hulk kütuses ning elektrienergia genereerimiseks vajalik kütuse erikulu. Tolmpõletustehnoloogiat kasutatavates ülekriitiliste auru parameetritega kivisöe elektrijaamas on CO2 emissioon vahemikus 0,80–0,95 kg/(kWe·h).
    Põhimõtteliselt tuntakse keemilisi meetodeid süsihappegaasi ärastamiseks põlemisgaasist, võimaldades viia CO2 emissiooni tasemele 0,15 kg/(kWe·h). Seejuures langeb elektrijaama kasutegur eespool toodud väärtustest 32-34% ning tõuseb märgatavalt elektritootmise hind.
    Tolmpõletustehnoloogiat kasutava uue kivisöe elektrijaama installeeritud võimsuse maksumus on 800–850 EUR/kWe.
  • Ekraanküttepinnad
    Erineva konfiguratsiooniga aurustusküttepinnad paigutatakse põhiliselt ekraanküttepindadena kolde seintele või torukimbuna (aurustuskimp) katla konvektiivgaasikäiku. Kolde seintele paigutatud küttepinnad on kiirgusküttepinnad, mis võtavad vastu (sõltuvalt soojuskandja parameetritest) 35 - 60 % koldes vabanenud soojusest. See asjaolu mõjutab soojusvastuvõttu ka teistes küttepindades.
    Näiteks madalatel rõhkudel keskmiselt 4 MPa kolde kiirgussoojusest ei piisa vee täielikuks aurustamiseks ja seepärast osa vee aurustamiseks vajaminevast soojusest antakse üle ökonomaiseris. Seepärast ongi keskrõhu trummelkateldes kasutusel keevad ökonomaiserid. Toitevee temperatuur tõuseb üle küllastuspiiri ning toimub vee osaline aurustumine . Kõrgrõhu trummelkateldes soojuse osa mis on vajalik vee aurustamiseks tunduvalt väheneb ja koldes ülekantud soojusest piisab vajaliku koguse auru saamiseks.
    Torud aurustus küttepinnas on püsti või väikese kaldega püstloodi suhtes, mitmekordse sundringlusega kateldes ka horisontaalselt . Gaas väljub koldest läbi hõrendatud ekraanpinna 1-4 realise festooni. Festoon on hõre torude kimp katlas. Laskuvad torud on suurema läbimõõduga kui tõusutorud, aga neid on vähem.
    Loomuliku ringlusega katlas on aurustusküttepinna torud üleval ühendatud põhitrumliga, all alumiste kollektorite või alumise trumliga. Aurustusküttepinna torusid toidavad veega põhitrumli veeruumi ja alumisi kollektoreid ühendavad mittekuumutatavad laskuvtorud. Mitmekordse sundringlusega kateldes rakendatakse tavaliselt ühte suure läbimõõduga laskuvtoru.
    Kaasaegsetes kateldes kasutatakse koldeseinte täielikku ekraneerimist. Ringluse stabiilsuse suurendamiseks jagatakse ekraanpinnad mitmeks tsirkulatsioonikontuuriks ehk paneeliks, paneelide arv igal koldeseinal (1 ..5) ning neid toitvate laskuvtorude ristlõige määratakse kindlaks ringlusarvutusega. Laskuvtorude ristlõike pind on 20 – 30 % kontuuri ekraantorude ristlõike pinnast madalrõhu, 30 – 40 % keskrõhu ja 40 –50 % kõrgrõhukateldes.
    Aurustusküttepinnas tekkivat aurukogust iseloomustab ringlusarv.
    11-1
    kus Dv on kontuurisisenenud vee kogus, kg/s,
    Da kontuuris tekkinud auru kogus, kg/s,
    x auru kuivusaste, kg/kg.
    Küttepindades kasutatakse süsinikteraseid.
  • Auruülekuumendid
    Ülekuumendid on aurülekuumendid või regeneratiivsed ülekuumendid. Regeneratiivse ehk Junkers tüüpi ülekuumendi täidis on metall või keraamiline , seal toimub pöörlemine.
    Kesk ja kõrgrõhu kateldes võib auruülekuumendi paikneda kolde ülaosas ka kolde laes ( radiatsioon ülekuumendi).Madalrõhu kateldes paikneb ülekuumendi kolde järel konvektiivses gaasikäigus (konvektiivülekuumendi). Konvektiivülekuumendi koosneb
    kollektoritega ühendatud vertikaalsetest siugtorudest või sirmidest. Radiatsioon ülekuumendi sarnaneb konstruktsioonilt kolde ekraanpinnaga.
    Aur ja põlemisgaasid liiguvad ülekuumendites päri-, vastu- ja segavooluskeemi järgi. Gaaside temperatuur valitakse 950 – 1100 C kesk ja kõrgrõhu kateldele ja 850 C keskrõhukateldele. Kesk- ja kõrgrõhu katelde konvektiivülekuumendid kujundatakse enamasti mitmeastmelistena, madalama temperatuuriga astmed vastuvoolu, kõrgtemperatuuriga aste pärivoolu. Auru ülekuumendites temperatuuriga üle 450 C toimub auru segamine ja auru juhtimine ülekuumendi gaasikäigu ühelt küljelt teisele. Auruülekuumendid jagatakse vahekollektoritega pakettideks. Pakettide paksus 1-1,5 m, pakettide vahekaugus peab olema vähemalt 0,5 m.
    Ülekuumendi aurutemperatuuri reguleerimiseks kasutatakse pindjahuteid (jahutavaks keskkonnaks katla toitevesi) või pritsjahuteid (aurusse pritsitakse peente jugadena sooladevaba jahutusvett). Suuremates kateldes kasutatakse pritsjahuteid. Temperatuuriregulaator paikneb tavaliselt ülekuumendi pakettidevahelises kollektoris, mitte ülekuumendi järel, sest muidu võivad veepiisad turbiini sattuda ja seda lõhkuda. Temperatuuriregulaatori reguleerimisvahemik auru entalpia järgi valitakse 40-105 kJ/k, millele vastab aurutemperatuuri muutus 15-40C.
    Festoonis, aurutuskimbus, auruülekuumendis või ökonomaiseris kuumutatava keskkonna poolt vastuvõetud soojushulk:
    13-11
    Kus:
    Q- kuumutatava keskkonna pool vastuvõetud soojushulk kJ/kg või kJ/m3,
    D on küttepinda läbiva auru (vee) kogus kg/s,
    h' ja h" - auru (vee) entalpia küttepinda sisenemisel ja sellest väljumisel kJ/kg
    Qr.k - küttepinna poolt kiirgusega koldest vastuvõetud soojushulk, kJ/kg või kJ/m3.
    Ba - arvutuslik kütuse kulu, kg/s või m3/s.
  • Ökonomaiserid
    Toitevee eelsoojendi ehk ökonomaiser paigaldatakse harilikult gaasikäigus ülekuumendi astmete järel. Trummelkatla puhul juhitakse vesi ökonomaiserist katla trummlisse. Sõltuvalt väljuva toitevee temperatuurist liigitatakse ökonomaiserid keevateks ja mittekeevateks. Keevökonomaiserist väljub vesi trumlirõhule vastaval küllastustemperatuuril ja sisaldab auru kuni 30%. Keevökonomaiser koosneb keevast ja mittekeevast osast, millede vahel on vahekollektor. Mittekeevast ökonomaiserist väljuva vee temperatuur peab olema vähemalt 30….40C võrra madalam küllastustemperatuurist. Vee keskmine kiirus mittekeevas ökonomaiseris peaks olema 0,3…0,4 m/s, keevas ökonomaiseris 0,8 – 1,0 m/s.
    Ökonomaiserid valmistatakse ribitatud malmtorudest või siledatest terastorudest.
    Malmökonomaisereid kasutatakse madal ja keskrõhu kateldes töörõhuga kuni 2,4 MPa. Malmökonomaiserid on mittekeevad ja põlemisgaaside temperatuur ei tohiks tõusta üle 420C. Malmökonomaiserid valmistatakse plokkökonomaiseritena ja võivad töötada rõhu all töötava koldega.
    Kesk- ja kõrgrõhukateldel on siledatest terastorudest ökonomaiserid. Rõhtsad torud on paigaldatud kas malekorras või koridoorselt. Terastoru ökonomaiser jagatakse põlemisgaasi voolu suunas 1-1,5 m kõrgusteks pakettideks. Pakettide vahekaugus on tavaliselt 550 – 600 mm.
    Terastoru ökonomaiser valmistatakse süsinikterasest torudest välisläbimõõduga 28 – 38 mm
    Ökonomaiseri hüdrauliline takistus trummelkatelde puhul ei tohi keskrõhukateldes ületada 8% ja kõrgrõhu kateldes 5% .
  • Õhueelsoojendid
    „ Soojustehnika käsiraamat“ lk. 259-262
    • õhueelsoojendis kuumutatakse kütuse põletamiseks kasutatavat õhku .

    On toru ja regeneratiivsed õhuellskoojendid.
    Kõrgete temperatuuride saamiseks tuleb paigutada õhueelsoojendid astmeliselt.
    Toruõhueelsoojendi küttepinna suuruseks on torude välis- ja sisepindala aritmeetiline keskmine ning regeneratiivsel õhueelsoojendil täidise lehtede mõlemapoolne pindala.
    Toruõhueelsoojendis (selle astmes ) on väärõhu temperatuur võrdne siseneva ja väljuva õhu aritmeetilise keskmise temperatuuriga. Regeneratiivses õhueelsoojendis jaguneb väärõhutegur võrdselt õhueelsoojendi külma ja kuuma osa vahel. Väärõhu temperatuur külmas osas on võrdne õhu sisenemistemperatuuriga, kuumas osas aga õhu väljumistemperatuuriga õhueelsoojendist.
    Õhueelsoojendis õhu poolt vastuvõetud soojushulk:
    13-12
    Q – vastuvõetud soojushulk, kJ/kg või kJ/m3,
    kus β″õ.e on õhueelsoojendist väljuva õhukoguse suhe põlemiseks teoreetiliselt vajaliku õhukogusega,
    β″õ.e = αk–∆αk–∆αõ.e, ∆αõ.e - väärõhutegur õhueelsoojendis,
    βr.õ - retsirkuleeriva õhu suhteline kogus,
    I0′õ.e ja I0″õ.e - põlemiseks teoreetiliselt vajaliku õhukoguse entalpia õhueelsoojendisse sisenemisel ja sellest väljumisel, kJ/kg või kJ/m3.
  • Tolmkütuste ettevalmistamine, karakteristikad
  • Voolamise režiimid ja karakteristikad
    Aurukatelde töökindluse tagamiseks on vajalik pidev soojuse äravool küttepindadelt vastavalt nende kuumenemisele. Ökonomaiserites ja ülekuumendites läbi millede voolab vastavalt vesi ning ülekuumendatud aur tagatakse soojuse äravool vooluse pideva vastava kiirusega liikumisega. Kriitilisest rõhust madalamatel rõhkudel tagatakse küttepindade jahutus pidevalt märgava veevooluse või auru-veesegu piisava kiiruse hoidmisega.
    Vee-aurusegu voolamise režiimid. Soojuse ärajuhtimise intensiivsusele küttepindadelt avaldavad tugevat mõju auru-vee segu struktuurid . Teisest küljest vee-auru segu voolamise režiimid (struktuurid) muude võrdsete tingimuste juures sõltuvad ka küttepindade orientatsioonist ruumis: vertikaalsed, horisontaalsed ja torupõlved.
    Vertikaalsed torud. Aurustumisel vertikaalses torus, kus leiab aset keskkonna tõusev liikumine, soodustab mullide pinnalt lahtirebimist vooluse poolt aurumullile mõjuv dünaamiline rõhk. Ülespoole tõustes liiguvad mullid ühtlasi toru telje poole.
    Toru keskosas võib kujuneda välja ketitaoline liikumine.
    Väikesel aurusisaldustel ja väikeste masskiiruste juures adiabaatsetes tingimustes liiguvad üksikud väikeste mõõtmetega aurumullid (läbimõõduga ühest kuni mõne millimeetrini), ning selline struktuuri on saanud nimetuse väikeste aurumullidega struktuur. (joonis 12-1 a).
    Aurusisalduse suurenedes küllalt suurte masskiiruste (wρ) juures sisaldab töökeskkond suurel hulgal suhteliselt väikeseid aurumulle ning kujuneb välja nn emulsiooniline struktuur (joonis 12-1 b).
    a) b) c) d) e)
    Joonis 12‑10. Vertikaalsetes aurustustorudes liikuva vee-auru segu struktuurid (režiimid)
    Väikeste masskiiruste juures viib aurusisalduse suurenemine selleni , et väikesed aurumullid sulavad kokku suuremateks, millede läbimõõt on võrreldav toru diameetriga, pikkus aga on mitu korda suurem. Väliselt meenutab selline struktuur mürsku ja seepärast kasutatakse kirjanduses ka nimetust mürsukujuline struktuur või lihtsalt suurte aurumullidega struktuur. Suurte aurumullide sabas on vedeliku osa, mis on täidetud väikeste aurumullidega (joonis 12-1 c).
    Edasisel aurusisalduse suurenemisel suurte aurumullide vahelised veega täidetud osad kaovad, moodustades pideva vardalise auruvooluse milles esineb peenikesi veetilku. Auruvoolus on seinaäärest ümbritsetud rõngataolise ristlõikega veekilega. Selline küllaldase paksusega sisepinda kattev veekile kindlustab veel toru sisepinna vajaliku jahutuse . Sellist struktuuri võime nimetada vardaliseks struktuuriks (joonis 12-1 d). Veekile paksus on määratud vee-ja aurukulu suhtega
    Suurte auru kiiruste ja kõrgete rõhkude juures suur osa veekilest rebitakse pinnalt lahti ja liigub piiskadena auruvooluses, pinnale jääb väga õhuke veekile. Sellist struktuuri kus üle 90% veest on aurustunud nimetatakse emulsiooniliseks (joonis 12-1 e).
    Praktikas ei esine selgeid piire ühelt struktuurilt üleminekul teisele ning seepärast on nende struktuuride järjestamine küllaltki tinglik .
    Horisontaalsed torud. Auruveesegu voolamise eripäraks horisontaalsetes torudes on vooluse kihistumine . Tänu väiksemale tihedusele voolab aur ülemise moodustaja lähedal, põhiline osa veest aga toru alumises osas. Vooluse assümeetria horisontaal tasapinna suhtes sõltub töökeskkonna voolamise kiirusest ja toru diameetrist. Mida suurem kiirus seda väiksem on assümeetria auru ja vee suhtes. Torudele sisediameetriga 30 – 40 mm ja suhteliselt suurtel vee sisenemiskiirustel w > 1 m/s aurustustoru algosas tekkivad aurumullid, mis rebides end lahti toru pinnalt liiguvad koos veega ( joonis 12-2 a). Liikumise suunas aurumullide hulk kasvab, aurumullide ühinedes tekivad suured aurumullid, suurtel aurukogustel voolus muutub sümmeetriliseks ja võrreldavaks vardalise režiimiga vertikaalsetes torudes.
    Väikestel vee sisenemiskiirustel w Piirkonnast millest algab suure koguse auru liikumine, kahefaasiline voolus kihistub. Kihistunud voolus režiim on ebastabiilne. Vooluse kiiruse muutumisel tekivad lained mille ülemised osad perioodiliselt jahutavad ülekuumenenud toruseina.
    Joonis 12‑11. Horisontaalsetes aurustustorudes liikuva vee-auru segu struktuurid
    Torupõlvedes on jahutus halvem kui sirgetes torudes. Toru sisepinna jahutuse halvenemine on seotud tsenrifugaal efektiga , mis vee ja aurusegu liikumisel läbi torupõlve surub vee torupõlve välimise moodustaja suunas ning torusein torupõlve sisemise moodustaja juures võib jääda piisava jahutuseta.
  • Küttepinna metalli jahutustingimused

    Kuumutatavate ja jahutatavate küttepindade klassifikatsioon


    Aurukatla töökindluse seisukohast on oluline teada küttepindade metalli temperatuure, mis töötavad kõrgete suitsugaaside temperatuuride piirkonnas kõrgete töökeskkonna parameetritega (kõrge soojuskandja temperatuur ja rõhk).
    Fossiilsetel kütustel töötavates kateldes võib tinglikult vaadelda kolme soojusvahetus piirkonda:
    esimene piirkond haarab kiirgus ehk radiatsioon küttepindu, mis paiknevad otse koldes ja kus soojusvahetus toimub põhiliselt kiirguse teel ( erand on keevkihtkolle). Eriti tähtis on kuidas soojusvoog jaotub kolde kõrguse ulatuses ja mööda perimeetrit.
    teine piirkond haarab kiirgus-konvektiivseid ehk poolradiatsioon küttepindu, mis paiknevad küllaltki kõrgete gaasitemperatuuride piirkonnas 800 –1200 ºC ja kus soojusülekanne toimub nii kiirguse kui ka konvektsiooni teel. Nende küttepindade hulka kuuluvad koldes paiknevad sirmküttepinnad ja pöördkambri seinu katvad ekraanid.
    kolmanda piirkonna iseloomulikuks tunnuseks on see, et nendes küttepindades toimub soojusülekanne peamiselt konvektsiooni teel, gaaside temperatuur konvektiivsesse gaasikäiku sisenemisel on 700 - 800 ˚C sealt väljumisel aga 100 – 150 ºC. Nende küttepindade hulka kuuluvad ülekuumendi teatud paketid , ökonomaiseri ja õhueesoojendi küttepinnad.
    Tänapäeva tehnika tase võimaldab koldekambris eraldada hästi suuri soojushulki aga see suur vabanenud soojushulk tuleb küttepindade kaudu vastu võtta ja ära juhtida.
    Vee-aurusegu liikumine ja järelikult küttepinna metalli jahutus on erinevate töökeskkonna liikumisskeemide puhul organiseeritakse erinevalt.
    Loomuliku ringlusega kateldes vee ja aurusegu liigub vee-auruseguga täidetud samba ning sama kõrge veesamba rõhkude erinevusest tingitud liikumapaneva rõhu mõjul.
    Madalrõhukateldes katla aurutootlikkuse suurenedes (kõver 1 joonis 12-3) masskiirus aurustustorudesse (tõusutorudesse) sisenemisel suureneb esialgu järsult, saavutanud aga teatud maksimaalse taseme masskiirus stabiliseerub ning aurutootlikkuse edasisel suurenemisel isegi väheneb tingituna hüdraulilisest takistusest tõusutorudes.
    Loomuliku ringlusega kõrgrõhu kateldes masskiirus kasvab aeglasemalt ja madalatel koormustel ei taga see küttepindade vajalikku jahutust. Kõrgrõhu katelde sissekütmine toimub libisevatel parameetritel kuni nominaalseni, mis selle puuduse kõrvaldab ning sellisel juhul on ka madalatel koormustel masskiirus piisavalt kõrge.
    Mitmekordse sundringlusega kateldes (kõver 2 joonis 12-3) kus vee- ja aurusegu ringlus tagatakse ringluspumba abil on sõltumata katla aurutootlikkusest töökeskkonna masskiirus suhteliselt püsiv või tingituna hüdraulilisest takistusest isegi langeb.
    Otsevoolukateldes (kõver 3 joonis 12-3) kus masskiirus on proportsionaalne aurutootlikkusega võib madalatel aurutootlikkustel masskiirus jääda liialt madalaks, mis võib kaasa tuua metalli purunemise ülekuumenemise tõttu. Seega tuleks otsevoolukatelde puhul vältida aurutootlikkusi alla 30 % nominaalsest.
    Joonis 12‑12.Katla aurutootlikkuse mõju masskiirusele
    Kõver 4 joonis 12-3) vastab katelseadmele karakteristikale kus vee-aurusegu liikumine madalatel aurutootlikkustel on organiseeritud mitmekordse sundtsirkulatsiooni, suurtel aurutootlikkustel aga otsevoolu printsiibil. Mitmekordse sundtsirkulatsiooni tingimustes avaldub masskiirus summana, kus lõik aб - vastab töökeskkonna masskiirusele mis ringleb läbi aurustusküttepindade ja lõik бв- masskiirusele ökonomaiseris ja ülekuumendis. Üleminekul otsevoolu režiimile on aga masskiirus (a´-в´) ühesugune kõigis vee-aurutrakti küttepindades. Seega tagab kombineeritud töökeskkonna liikumisskeem küttepindade jahutuse sõltumata katla aurutootlikkusest.

    Vee-aurutrakti temperatuurirežiimist trummel ja otsevoolu kateldes


    Trummel (a) ja otsevoolu (b) katelde töökeskkonna A, metallipinna Б ja lubatavad metallipinna temperatuurid В vee-aurutrakti erinevates osades on toodud joonisel 11-4. Sõltumata aurukatla ringlussüsteemist toitevee temperatuur tп.в (ttv) tõstetakse ökonomaiseris küllastustemperatuurini t´ või selle lähedale, aurustusküttepindades vastuvõtud soojushulk kasutatakse vee täielikuks aurustamiseks säilitades praktilisest konstantse küllastustemperatuuri t´, ülekuumendis auru temperatuur tõstetakse arvutusliku ülekuumendustemperatuurini tп.п (tük).
    Joonis 12‑13. Temperatuuri muutused vee-aurutraktis: a - trummel, б – otsevoolu aurukatla puhul.
    Ökonomaiseri osas I (joonis 12-4) töökeskkonna temperatuur (tähistatud punktiirjoonega A) ja küttepinna metallitemperatuur (tähistatud pidevjoonega Б ) on madalamad küllastustemperatuuris t´; ttk Soojusvahetus allub konvektiivse soojusülekande seaduspärasustele
    12-1
    Indeks “tk” tähendab, et määravaks temperatuuriks on töökeskkonna temperatuur ja c = 0,023. Soojusvahetus toimub temperatuuride vahe Δt juures.
    12-2
    Ökonomaiseri piirkonnas soojusvahetus töökeskkonna (vee) ja toruseina vahel toimub suhteliselt nõrga soojusvoo (q ≈ 5- 10 kW/ m2) ja kõrgete soojusülekande tegurite juures α = 2 – 5 kW/ (m2 K) ja seepärast küttepinna temperatuur ületab töökeskkonna temperatuuri mõne kraadi võrra.
    Teises osas II töökeskkonna temperatuur on madalam küllastustemperatuurist ttk t´. Sisuliselt tähendab see seda, et metallipinnal algas aurustumine - pindmine keemine . Tekkinud aurumullid lähevad voolusesse ja kondenseeruvad. Siin töökeskkond kuumeneb küllastustemperatuurini t´. Ka see on osa ökonomaiseri piirkonnast kuid soojusvahetus on siin märksa intensiivsem kui osas I.
    Edasine soojuse ärajuhtimine töökeskkonnale kutsub esile püsiva mullilise keemise (tsoon III) : ttk = t´ ja tp > t´. Soojusvahetus toimub sõltumata töökeskkonna kiirusest (masskiirustel mis on iseloomulikud aurukateldele) kuid sõltub kuumutamise intensiivsusest q ja vee ja auru soojusfüüsikalistest omadustest küllastuspiiril. Viimased on otseselt seotud rõhuga ja rõhkude vahemikus 0,4 – 16 MPa saab soojusülekandeteguri määrata empiirilisest valemist .
    12-3
    Soojusvahetus toimub suurte soojusülekandetegurite juures α2 ≈ 50 – 100 kW/ (m2 K) ja seepärast isegi väga intensiivsel kuumutamisel, kõrgelt forsseeritud kateldes kus küttepinna sadestised puuduvad, metallipinna temperatuur ei ületa oluliselt töökeskkonna temperatuuri. Sellised tingimused leiavad aset trummelkatelde tõusutorudes kogu pikkuse ulatuses kus tänu suurele tsirkulatsiooni kordarvule mass aurusisaldus väljumisristlõikes x on väiksem kui 20 %.
    Kardinaalselt on erinev olukord otsevoolu katelde korral kus kuivusaste muutub 0 kuni 1. Aurustusküttepinna osas, kus kuivusastme x väärtus on veel suhteliselt madal tänu arenenud keemisele on α2 väärtus küllalt suur ja arvutatav valemi 12 – 3 abil ning sellistes tingimustes on metallipinna temperatuur tp lähedane küllastustemperatuurile t´. Alates aga teatud xkr väärtusest, mis sõltub rõhust ja soojusvoo intensiivsusest q-st, leiab aset järsk metallipinna temperatuuri tõus (jahutava veekile kärbumine tingituna keemise kriisist) mis näitab et soojusvahetus töökeskkonna ja torumetalli sisepinna vahel on oluliselt halvenenud. (osa IV). Soojusülekande arvutamiseks piirkonnas x > xkr (piirkonnas pärast keemiskriisi), võib teatud lähendusena eeldada et soojusülekandetegur αkk muutub proportsionaalselt töökeskkonna kiirusega wtk astmes 0,8.
    Selline on seaduspärasus kehtib ka kuiva küllastunud auru soojusülekande tegurile α´´ ning seega:
    12-4
    Kus ws auru-veesegu kiirus, w” küllstunud auru kiirus.
    Esimeses lähenduses saab soojusülekandeteguri arvutada samuti kui kuivale küllastunud aurule.
    12-5
    Valem soojusülekandeteguri arvutamiseks halvenenud soojusvahetuse tingimustes
    12-6
    Keskkonna mittehomogeensust arvestab siin tegur y, mis määratakse valemist
    12-7
    Halvenenud soojusvahetus režiimidel on soojusülekande teguri α2 väärtused oluliselt väiksemad kui arenenud mullilisel keemisel kuid piisavad et õieti valitud masskiiruste korral tagada küttepinna metalli töökindlus. Rõhu tõusuga väheneb pindpinevus ja soojusvahetus halveneb juba väiksemate xkr väärtuste puhul. Analoogne mõju xkr väärtustele on ka soojuskoormuste tõstmisel. Sõltuvalt katelde töörežiimist võib selline halvenenud soojusvahetuspiirkond liikuda mööda aurustusküttepinda. Piirkonna piiril , kus toimub üleminek halvenenud temperatuuri režiimidele kahjustavad metalli pidevad temperatuuri muutused, mis toovad kaasa metalli soojuslik väsimuse. Kõikumiste amplituudi vähendamiseks valitakse masskiirused sellised ,et Δt ≤ 80 ºC.
    Pärast maksimaalse temperatuuri saavutamist metallipinna temperatuur alaneb , mis on tingitud soojusvahetuse intensiivistumisest seoses auru kiiruse suurenemisega vedelfaasi lõplikust aurustumisest (piirkond V). Piirkondade III-IV piiril trummelkatla ja V – VI piirkonna piiril otsevoolu katla puhul kuivusaste x =1 ning kuiva küllastunud auru entalpia h”. Edasine soojuse juurdeviimine viib auru ülekuumenemisele.
    Ülekuumendatud auru piirkonnas VI soojusülekanne toru sisepinnalt ülekuumendatud aurule jällegi väheneb ja sõltumata katla töökeskkonna liikumisskeemist metallipinnatemperatuur tõuseb. Selles piirkonnas on meil jällegi tegemist konvektiivse soojusülekande seaduspärasustega ühefaasilisele keskkonnale –ülekuumendatud aurule ja arvutustes kasutataks valemit:
    12-8
    Küttepinna metalli töö seisukohast on tähtis, et soojuse ärajuhtimine toimuks vastuvõetava pinnatemperatuuri ts juures, mis sadestuste puudumisel ja paralleelsete torude ühtlasel kuumutamisel määratakse valemiga:
    12-9
    kus: tt.k. – töökeskkonna temperatuur mis läbib antud küttepinda;
    q – soojusvoog, W/m2;
    s – toru seinapaksus, m
    s – seinamaterjali soojusjuhtivustegur , W/ m K;
    2 – soojusülekandetegur toruseinalt töökeskkonnale (voolusele), W/m2 K;
     - ebaühtlustegur, arvestab soojusvastuvõtu ebaühtlust toru perimeetri ulatuses,
     - diameetrite suhe, välisdiameetri suhe sisediameetrisse.
    Valemist järeldub, et vastuvõetavat pinnatemperatuuri tagamiseks etteantud tingimuste juures (q, σs, λs, β) on vajalikud võimalikult suured 2 väärtused. Auruülekuumendites, eriti nende viimastes astmetes, mis töötavad piirilistel temperatuuri tingimustel, saavutatakse see suure auru kiirusega. Ökonomaiserites kus töökeskkonna temperatuur on madalam küllastustemperatuurist t´ ja 2 on suur isegi väikestel vee kiirustel ning seepärast on seinatemperatuur peaaegu võrdne töökeskkonna temperatuuriga ts ≈ tt.k..
    Trummelkatelde aurustusküttepindades tänu kõrgetele tsirkulatsiooni kordarvudele
  • Temperatuurirežiim toru perimeetri ulatuses
    Joonisel 12-5 on näidatud soojusvastuvõtu jaotumine ühepoolsel kuumutamisel, mis vastab sisuliselt ekraantorude töötingimustele kahel juhul: siletoru ja membraantoru sümmeetriliste ribidega. Jooniselt selgub et vaatamata erinevustele soojuse jaotumises sile ja membraan puhul on soojusvoog toru laupinnal või selle lähedal mõlematel juhtudel üsnagi võrdne. Pealelangeva soojusvoo erinevus perimeetri ulatuses tingib mõlemate torude korral soojusliku ebaühtluse kus soojuskoormus laupinnal on oluliselt suurem kui toru tagaküljel.
    Joonis 12‑14. Soojusvastuvõtt ekraantorus: paremal –membraantoru, vasakul - siletoru
    Membraan torude korral liigub soojus piki rib; tipust aluse poole. Seega soojuskoormus ribi aluse piirkonnas kasvab ja teatud tingimustes võib see isegi olla suurem kui membraantoru lauppinnal.
    Metalli töökindluse seisukohast on tähtis, et soojuse äravool küttepinnalt toimuks vastvõetava metallitemperatuuri tingimustes, mis võimaldaks toru metalli pikaajalist normaalset tööd.
    Arvutusliku toru metallitemperatuuri ts all mõistetakse suurimat kohalikku metallipinna temperatuuri, mis arvutatakse võttes arvesse vastuvõetava soojusvastuvõtu ebaühtlust gaasikäigu ja toru perimeetri ulatuses, soojuse hajumist toru seinas, hüdraulilist ebaühtlust ja siugtorude konstruktsioonilisi erinevusi.

    Siletorud


    Ühtlase temperatuuri välja korral, temperatuur toru sisepinnal sõltub töökeskkonna temperatuurist ttk, kuumutamise intensiivsusest q (sisepinnal qsp), ja soojusülekandetegurist toru sisepinnalt töökeskkonnale ning sisemiste sadestuste puudumisel arvutatakse järgmise valemiga.
    12-9
    Kestvustugevuse arvutamisel võetakse aluseks toruseina keskmine metalli temperatuur
    12-10
    Toru välispinna temperatuur on keskmisest kõrgem ning on aluseks oksiidikihi tekkimise hindamisel. Arvestades toruseina termilist takistust ning seda, et kogu perimeetri ulatuses temperatuuri on ühtlane temperatuuriväli saame toru välispinnatemperatuuri määrata järgmise valemiga.
    12-11
    Kus δs –on toruseinapaksus, λs – toru metalli soojusjuhtivustegur W/(m K), β = dv/ds
    Tegelikes töötingimustes temperatuuriväli toru perimeetri ulatuses on ebaühtlane, tegemist võib olla kas ekraantorudega nende ühepoolsel kuumutamisel aga ka ristivoolus paiknevad konvektiivsete küttepindadega. Ebaühtlane temperatuuriväli toob kaasa soojuse hajumise toru seinas kõrgema temperatuuriga tsoonist madalama temperatuuriga toru ossa . Arvestades temperatuuri hajumist valem saab järgmise kuju.
    12-11
    Kus qmax – maksimaalne soojuskoormus toru lauppinnal, μ –soojuse hajumisetegur
    Hajumisteguri all toru mingis punktis mõistetakse suhet tegeliku temperatuuri ja temperatuuri vahel milline oleks toru ühtlasel kuumutamisel soojusvooga qmax. Temperatuurivälja suurim ebaühtlus on alakriitiliste parameetritega trummelkatla horisontaalsetes torudes.
    Joonis 12‑15. Horisontaalse toru ülemiseosa ülekuumenemine vooluse kihistumisel
    Horisontaalsetes torudes läbimõõduga üle 15mm isegi ühtlase kuumutamise korral kogu perimeetri ulatuses, sisemine soojusülekanne toru ülemises osas oluliselt halvem kui alaosas tingituna gravitatsioonijõududest. Seega on halvenenud soojusvahetusega piirkond horisontaalsetes torudes suurem kui vertikaalsetes. Kaldtorudes on halvenenud soojusvahetusega piirkond suurem kui vertikaalsetes kui väiksem kui horisontaalsetes torudes.
    Alakriitiliste parameetritega trummelkateldes ja kihistunud voolamise režiimi korral on soojusvahetus asümmeetriline ja temperatuurid ülemisel ning alumisel toru moodustajal erinevad. Ülemisel toru moodustajal on soojusvahetus oluliselt halvem kui alumisel, kus seinatemperatuur on lähedane küllastustemperatuurile. Nimetatud asjaolu on otseselt seotud kahefaasilise voolamisrežiimiga horisontaalsetes, kus tingituna gravitatsioonijõududest voolus kihistub. Kihistumisel tekkinud lained uhuvad perioodiliselt ülekuumenenud ülemisi torupindu neid järsult jahutades. Sellised järsud temperatuurimuutused kahjustavad oluliselt metalli, seepärast loomuliku ringlusega kateldes, kus harilikult on vooluse kiirused madalad välditakse horisontaalsete torude kuumutamist. Otsevoolu kateldes, kus vooluse kiirused on oluliselt suuremad laias koormuste vahemikus sellist kihistumist ei toimu. Temperatuuride vahe erinevust saab mingil määral kompenseerida toruseinapaksuse suurendamisega suureneb soojusjuhtivus ja paraneb soojuse hajumine.

    Membraantorud


    Nagu varem märgitud on samasugustes tingimustes töötavatel sile- ja membraantorudel maksimaalsed soojusvood lauppinnas võrdsed. See võimaldab torupinna temperatuuride arvutamisel kasutada sama metoodikat kui siletorude korral.
    Töökindluse seisukohast on tähtis teada metalli temperatuuri ribi keskpunki harjal kui temperatuuriväli on sümmeetriline-keevitatud torude võrdsed läbimõõdud, töökeskkonna temperatuurid ja sisemised soojusülekandetegurid.
    12-12
    12-13
    Ribialuspinna temperatuur ühepoolse ekraani korral
    12-14
    Ribialuspinna temperatuur kahepoolsepoolse ekraani korral
    12-15
  • Vabaringlus , vabaringluse kontuur , ringlusarv.
    A
    B
    Joonis 5‑16. Katla töökeskkonna liikumise skeemid vabaringlusega A ja mitmekordse sundringlusega B katlas
    Vabaringlusega kateldes ringleb töökeskkond veeaurusegu ja vee tiheduste erinevuse tõttu langev ja tõusutorudes. Mitmekordse sundringlusega kateldes ringluspumba toimel. Otsevoolu kateldes pumpab vee ja auru läbi katla küttepindade toitepump.
    Ringluse stabiilsuse suurendamiseks jagatakse ekraanpinnad mitmeks tsirkulatsioonikontuuriks ehk paneeliks, paneelide arv igal koldeseinal (1 ..5) ning neid toitvate laskuvtorude ristlõige määratakse kindlaks ringlusarvutusega. Laskuvtorude ristlõike pind on 20 – 30 % kontuuri ekraantorude ristlõike pinnast madalrõhu, 30 – 40 % keskrõhu ja 40 –50 % kõrgrõhukateldes.
    Aurustusküttepinnas tekkivat aurukogust iseloomustab ringlusarv.
    11-1
    kus Dv on kontuurisisenenud vee kogus, kg/s,
    Da kontuuris tekkinud auru kogus, kg/s,
    x auru kuivusaste, kg/kg.
  • Soojusvahetus katlas, soojusülekande intensiivistamine.
    Küttepindade soojusvahetus (13.)
    Kütuse põlemisel vabanev soojus kandub põlemisproduktidelt läbi metallipinna töökeskkonnale (veele, vee-ja aurusegule, aurule ja põlemisõhule).Soojusvahetus väljas- ja seespool küttepinda paiknevate keskkondade vahel toimub soojusjuhtivuse, konvektsiooni ja kiirguse teel.
    Põlemisproduktidelt saadud soojus kantakse küttepinna välispinnale (või seda katvatele sadestustele) kiirguse ja konvektsiooni teel; läbi küttepinna materjali ning välimiste ja sisemiste sadestuste soojusjuhtivuse teel; küttepinna sisepinnalt aga veele niiskele aurule, aurule või õhule konvektsiooni teel. Põlemisgaaside liikumisel koldest korstna poole kiirguse ja konvektsiooni vahekord välise soojus ülekandes muutub . Tavaliste kollete puhul on kiirguse osa üle 90%. Keeris ja keevkiht kolletes on aga konvektiivse soojusülekande osa suurem. Kiht- ja otsevoolukamberkolletes on konvektsiooni osa nii väike et ta jäetakse soojusülekande arvutustes arvestamata. Konvektiivse soojushulga suure osatähtsuse tõttu nimetatakse gaasikäikudes paiknevaid küttepindu auruülekuumendi, vaheülekuumendi, ökonomaiseri ja õhueelsoojendi konvektiivseteks küttepindadeks.

    Soojusvahetus koldes


    Traditsioonilistes kolletes toimub soojusvahetus koos kütuse põlemisega. Kiirguse allikateks koldes on:
    • põlevad süsivesinikud,
    • gaasilised kolmeaatomilised põlemisproduktid (CO2, SO2, H2O),
    • hõõguvad koksi-, tuha- ja tahmaosakesed
    • hõõguv koksikiht restpõletamise korral

    Kaheaatomilised gaasid praktiliselt soojust ei kiirga.
    Kolde soojusvahetuse arvutuse võib jagada kontrollarvutuseks ja konstruktorarvutuseks.
    Kontrollarvutusel leitakse põlemisgaasi temperatuur koldest väljumisel. Konstruktorarvutuse korral määratakse soojust vastuvõtvate pindade suurus koldes, mis tagab etteantud temperatuuri koldest väljumisel. Stefan -Boltsmani seaduse otsene rakendamine nendel eesmärkidel ei ole võimalik tingituna teatud raskustest kiirgava gaasimahu, küttepinna temperatuuride ning efektiivse mustsusastme määramisel. Raskused on tingitud asjaoludest, et koldes paiknev keskkond on väga ebaühtlaste omadustega: osaliselt täidab kollet leek osaliselt põlemisproduktid ning nii mustsusaste kui ka temperatuur muutuvad nii kolde pikkuses kui ka laiuses.
    Tingituna eeltoodust baseerub koldearvutus sarnasusteooriale, kus sõltuvused mitmesuguste suuruste vahel on määratud eksperimentaalselt. Nii saadud kolde soojusarvutuse metoodika on esitatud katlaarvutusnormides ja normide alusel koostatud käsiraamatutes.
    Üldisel kujul küttepindade soojusvastuvõtt koldes määratakse kolde soojusvahetuse võrrandist, mis Stefan-Boltsmani seaduse alusel võib esitada kujul:
    13-1
    Kus Qkolle - küttepindade soojusvastuvõtt, kW, ak – kolde integraalne kiirgustegur, c0 –absoluutselt mustakeha kiirgustegur W/(m2 K4), ψeff – kolde ekraanipinna soojusliku efektiivsusetegur, T –keskmine gaaside temperatuur koldes, Ts – keskmine küttepinna temperatuur.
    Kolde soojuvastuvõtu saab määrata saab määrata soojusbilansi võrrandist
    13-2
    kus φ – kolde välisjahtumistegur tegur,
    Ba – arvutuslik kütuse kulu, kg/s,
    Qk – kasulik soojuseraldus koldes.
    Koldest väljuva gaasitemperatuur:
    13-3
    ja kolde ekraanpinna efektiivsustegur
    13-4
    Koldes eraldunud kasulik soojushulk
    13-5
    Koldesse õhuga antud soojushulk
    13-6

    Kolde mõõtmete valik


    Kolde mõõtmete valik algab kolde ristlõike mõõtmete - kolde laiuse ja sügavuse määramisega.
    Kolde frondi laius L oleneb aurukatla aurutootlikkusest D, kütuse liigist ja põletite paigutusest. Kolde frondi laiuse valikul võib lähtuda nn. frondi laiuse eritootlikkusest D/L, mille orienteeruvad väärtused tahke šlakieemaldamisega kolletele on toodud joonisel 13-1. Vedel- ja gaasküttekolletele võib jooniselt 13-1 leitud frondi laiuse eritootlikkuse väärtust suurendada 25-55 % võrra.
    Põletite tüübi, arvu ja paigutuse valikul lähtutakse kirjanduses toodud soovitustest [4]. Põletite põhimõõtmed - ümarpõletite ambrasuuri läbimõõt da, pilupõletite laius b ja šahtveski ambrasuuri mõõtmed võetakse tüüppõletite tehnilistest andmetest või arvutatakse soovitatava põlemisõhu ja aerosegu kiiruse järgi.([4], tabel II-5 ja II-6).
    Joonis 13‑17. Kolde frondi laiuse eritootlikkus
    Põletite paigutamisel kolde seintele lähtutakse järgmistest põletite vahekaugustest.
    Tahke šlakieemaldamisega koldes võetakse alumise põletite rea telje kaugus külmlehtri servast (2.0-2.5)da äärmise põleti telje kaugus külgseinast ja põletite telgede vaheline kaugus horisontaalreas (3.0-3.5)da; põletite ridade telgede vaheline vertikaalkaugus põletite koridoorse paigutuse korral (3.0-3.5)da; ja tipuga allapoole suunatud kolmnurkse paigutuse korral (2.1-2.5)da. Pilupõletite alumise serva kaugus külmlehtri servast võetakse (4-5)b.
    Šahtveskiga koldes paigutatakse ambrasuurid võimalikult lähedale külmlehtrile. Ambrasuuri külgserva ja kolde külgseina vaheline kaugus peab olema vähemalt 400 mm.
    Gaasi-masuudikoldes võetakse alumise põletite rea telje kaugus kolde põhjast ≥3da põletite telgede vahe horisontaal- ja vertikaalsuunas (2.5-5.0)da; põleti telje kaugus külgseinast (5.0-5.5)da.
    Põletite mõõtmete ja paigutuse järgi täpsustatakse kolde laius, kusjuures ei ole soovitav oluliselt muuta soovitatud kolde frondi laiuse eritootlikkust.
    Kolde sügavuse S valikul juhindutakse järgnevast.
    Tahke šlakieemaldamisega koldes valitakse kolde sügavus (7-8)da ümarpõletite frontaalse või vastastikuse paigutuse korral; (16-18)b pilupõletite tangentsiaalse paigutuse korral ja (5.5-6.0)b horisontaalse hajutuskiiluga ambrasuuride korral.
    Gaasi-masuudikoldes valitakse kolde sügavus ≥7da põletite frontaalse ja ≥6da põletite vastastikuse paigutuse korral.
    Valitud kolde sügavuse sobivust kontrollitakse lubatava kolde ristlõike soojuserikoormuse qF ([4] valem 55, tabel 9) järgi põletite ühele reale. Järgnevalt valitakse ekraanküttepinna torude läbimõõt ja samm, mille järgi arvutatakse ekraantorude arv kolde seintel ning kolde laiuse ja sügavuse täpsed mõõtmed.
    Loomuliku tsirkulatsiooniga aurukatla koldes kasutatakse siledatest torudest ekraane torude läbimõõduga 50-60 mm, suhtelise sammuga s/d  1.1. Levinud on ekraanpinnad, millel d  60 mm ja s  64 mm. Kolde horisontaalne lagi kaetakse enamasti auruülekuumendi torudega d=32-42 mm, s/d1.1.
    Madalareaktsiooniliste kütuste põletamisel kasutatakse põletite piirkonnas tulekindla massiga kaetud ekraanide ala, nn. süütevööd, mis loob kütuse süttimiseks soodsamad tingimused. Süütevöö kõrgus ja paigutus sõltub kütuse liigist ja põletite paigutusest ning määratakse lähtudes konkreetsetest tingimustest.
    Järgnevalt kujundatakse kolde ülaosa ja tahke šlakieemaldamisega koldes ka külmlehter. Kolde väljumisava kõrguse määramisel lähtutakse põlemisgaaside kiirusest sirmküttepinnas 4-6 m/s ja festoonis 6-8 m/s. Kolde minimaalne maht arvutatakse valitud kolde mahu soojuserikoormuse järgi valemist (13-4).
    13-7
    Kolde minimaalse mahu, kolde ülaosa ja külmlehtri mahu ning kolde ristlõike mõõtmete järgi arvutatakse kolde keskosa maht ja kõrgus. Seejuures tuleb arvestada, et kolde kõrgus peab olema küllaldane selleks, et tagada kütuse koksi täielik põlemine koldes. Selleks peab leegi pikkus olema aurukatla tootlikkusel 45 kg/s vähemalt 12-14 m, tootlikkusel 60 kg/s - 15-16 m ja tootlikkusel üle 90 kg/s suurem kui 20 m. Kui kolde ristlõike ja mahu soojuserikoormuste alusel valitud kolde mõõtmed ei taga küllaldast leegi pikkust, tuleb kolde keskosa kõrgust suurendada vaatamata sellele, et kolde maht soojuserikoormus sellega väheneb.
    Kolde mõõtmete järgi arvutatakse kolde osade seinte pindalad , määratakse ekraanpindade nurktegurid saastumistegurid ja efektiivaustegurid ning arvutatakse valemiga (13-5) kolde küttepindade keskmine efektiivsustegur, mis on konstrueeritud kolde kontrollarvutuse aluseks.
    13-8
    Kolde kontrollarvutusega selgitatakse, kas konstrueeritud kolle tagab normaalse koldest väljuvate gaaside temperatuuri. Kui arvutuslik T′′ on suurem maksimaalselt lubatavast tuleb suurendada kolde ekraanküttepindade suurust (kolde mõõtmeid). Suure võimsusega aurukateldes (D > 100 kg/s) kasutatakse kolde ekraanpinna suurendamiseks ka vaheekraane.
    Kui arvutuslik T′′ on tunduvalt väiksem lubatavast, tuleb ekraanküttepindu koldes vähendada. Selleks suurendatakse tavaliselt mõnel või kõigil kolde seintel ekraantorude samme (suurendatakse süütevöö pindala).

    Kolde kontrollarvutus


    Kolde kontrollarvutusel määratakse kolde jooniste järgi kolde konstruktiivsed näitajad ja kolde küttepindade keskmine efektiivsustegur. Arvutatakse koldes kasulikult eraldunud soojushulk, mille järgi leitakse kütuse adiabaatiline põlemistemperatuur.
    Järgnevalt hinnatakse koldest väljuvate gaaside temperatuur ja leitakse koldest väljuvate gaaside entalpia. Leegi mustvärvusaste arvutatakse kütusele vastava valemiga, määratakse kolde mustvärvusaste ja koldegaaside keskmine erisoojus. Leitakse Boltzmanni arv, leegi asendi teguri ja kütuse adiabaatilise põlemistemperatuuri järgi arvutatakse koldest väljuvate gaaside temperatuur.
    Kui arvutusel saadud koldest väljuvate gaaside temperatuur erineb hinnatust enam kui ±100°C võrra, tuleb arvutust korrata . Väiksema erinevuse korral võetakse edasise arvutuse aluseks arvutatud koldest väljuvate gaaside temperatuur, mille järgi leitakse koldest väljuvate gaaside entalpia ja arvutatakse valemiga kolde soojusvastuvõtt.
  • Küttepindade väline saastumine
    Katla töötamisel kattuvad küttepinnad põlemisgaasi poolt sadestuste, tuha, räbu ja tuhaga. Tahke põlemisjäägi sadenemist küttepindadele nimetatakse väliseks saastumiseks ja küttepindadele kogunevaid sadestusi välisteks sadestisteks.
    (Auru- ja veepoolsest küljest kattuvad küttepinnad katlakivi , katlamuda ja vees lahustuvate sooladega ning sel juhul on tegu sisemise saastumise ja sisemiste sadestistega.)
    Nii välimised kui ka sisemised sadestised vähendavad küttepindade soojusläbikande tegurit. Sadestuste tõttu kujuneb põlemisgaasi jahtumine katlas väiksemaks, kui puhaste küttepindade puhul, väheneb katla kasutegur ja soojusvõimsus (1mm katlakivi suurendab kütusekulu ca 2 %). Välised sadestused ummistavad katla gaasitrakti, suurendavad gaasitrakti aerodünaamilist takistust ning suitsutõmbur elektri kulu.
    Kõige enam saastavad küttepindu tahked kütused, vähem vedelkütused õige põletusrežiimi korral küttegaaside põletamise korral aga väga vähe.
    Välised sadestused võivad olla: pudedad, kõvad, küttepinnaga tugevalt seotud sadestused jne, mis sõltuvad põletatavast kütusest, põletamise moodusest, põlemisgaasi ja küttepinna metalli temperatuurist, põlemisgaaside kiirusest aga ka küttepindade puhastamise meetodist ning sagedusest jne.
  • Küttepindade puhastamine
    Väliste sadestuse teke on teataval määral paratamatu ja kateseadmed tuleb varustada küttepindade puhastamise seadmetega. Levinumad puhastamise meetodid on küttepinna puhumine õhu, auru või veejugadega. Milleks kasutatakse koldesse ja gaasikäikudesse sisenevaid pöörlevaid düüsidega varustatud puhureid.
    Vertikaalsete gaasikäikude puhastamiseks on kasutatud haavelpuhastust. Sadestuste eemaldamiseks kasutatakse teras- ja malmhaavleid.
    Vibropuhastuse korral väristatakse küttepindade torusid vibraatorite abil. Gaasimpulss
    puhastuse korral eemaldab sadestused lööklaine.
    Kaasaegsetest meetoditest on kasutusel akustiline puhastus mille teostamiseks kasutatakse heligeneraatoreid.
  • Küttepindade väline korrosioon
    Küttepindade metalli korrosioon on materjali oksüdatsioon ümbritseva keskkonna keemilisel või elektrokeemilisel toimel, mille tulemusena tekib metalli oksiid . Välimise korrosiooni all käsitletakse katla küttepindade põlemisgaasipoolset korrosiooni, kus küttepindade korrosioonile avaldavad mõju küttepindu uhtuvad põlemisgaasid kui ka torusid katvad sadestised.
    Joonis 11‑18. Terastoru ökonomaiser.
    Küttepindade põlemisgaasipoolse korrosiooni võib jagada kõrg- ja madalatemperatuuriliseks korrosiooniks.
    Kõrgtemperatuuriline korrosioon leiab aset koldes ja gaasikäikude alguses, kus gaaside temperatuur on kõrge. Esineb ülekuumendis ja küttepindadel. Kõrgtemperatuuriline korrosioon on tingitud põlemisgaasis ja lendtuhas sisalduvate agressiivsete komponentide (hapniku, väävli, kloori, leelismetallide Na ja K ning vanaadiumi ühendid jm) mõjust kõrge temperatuuri juures olevale metallile (alates metalli temperatuurist 350-400 ºC). Metalli pind kattub õhukese oksiidikihiga (FeO, Fe2O3 ), mis takistab edasist oksüdeerumist. Kõik tegurid, mis sellele oksiidikihile mõjuvad purustavalt kutsuvad esile intensiivse korrosiooni. Sellisteks teguriteks on: küttepindade metalli liialt kõrge temperatuur, mille mõjul oksiidikiht pinnalt lahti lööb, oksiidikihiga reageerivate agressiivsete ühendite sisaldus põlemisgaasis ja tuhas ning küttepindade puhastamine välistest sadestistest.
    Kõrgtemperatuurilist korrosiooni aitab vähendada õige metallide valik, hoidumine lubatust kõrgematest metallipinna temperatuuridest ja oksiidikihti purustavatest puhastusmeetoditest.
    Madalatemperatuuriline korrosioon leiab aset veeaurude kondenseerumisel küttepinna gaasipoolsele küljele. Metalli pind kattub lisandeid sisaldava veekilega, mis kujutab endast elektrolüüti ja mis kutsub esile intensiivse elektrokeemilise korrosiooni. Veeauru kondenseerumine leiab aset, kui küttepinna temperatuur on alla kastepunkti temperatuuri. Väävliühendite puudumisel põlemisgaasis on kastepunkti temperatuur madal ja ei ületa 60C ka kõige niiskema kütuse korral. Seega on veeaurude kondenseerumine gaasikäikudes väävliühendite puudumisel erandlik , kui aga veekile ikkagi tekib, leiab aset intensiivne korrosioon vees lahustunud hapniku toimel. SO2 ja SO3 sisaldus suitsugaasis tõstab kastepunkti temperatuuri kuni 100 – 120 C. Kondenseerunud veeaurud koos SO3-ga annavad küttepinnale väävelhappe, mis mõjub metallile eriti korrodeeruvalt.
    Madalatemperatuurilist korrosiooni aitab ära hoida kastepunkti tekkimist soodustavade konstruktsioonide ja režiimide vältimine.
    Veeauru kastepunkt normaaltingimustel on 50˚C. Korrosiooni vältimiseks panna kaloriifer, et vee temperatuuri tõsta.
  • Eestis kasutatavad loomuliku ringlusega tööstuskatlad
    Kahe trumliga püstveetorukatlad:
    DKVR- universaalsed katlad kõikidele kütustele (1970ndad)
    Puudused:
  • Kolde ekraanid on hõredad (puiduhakke puhul hea, sest tuhk ei ummista)
  • Raske müüritis – sissekütmise aeg väga pikk, ca 8 tundi (kiiresti küttes müüritis praguneb)
  • Nõuab vundamenti
  • qv – on madalad
    DE – gaas-masuutkatlad (1980ndad) – hea, ka tänapäeval kasutatav, aga tööstuslik valmidus madal (üles pannes tuleb kohapeal isoleerida), raudteegabariitides, kõik torud diameetriga 51mm, seinapaksusega 2,54mm, ülemisest trumlist tehakse pidevat läbipuhet ehk veevahetus. D-kujulised, koosnevad torukimbust ja koldest, Võrus nt. üks alles, eelpõleti juurde pandud.
    E-1/9 tahke, vedel ja gaaskütus (toodud raamatus Katelseadmed) – kasutati farmides ja masuudi ettesoojendamiseks, loomatoidu tootmiseks, andis 1t auru tunnis, 9bar rõhk, transporditav, 2-trumliline, iga toru peal on kork, tänu millele seda saab seestpoolt puhastada (vaja, kui veepuhastussüsteem puudub), kasutati kivisöe, õli ja gaasiga. Väga madal kasutegur, sest järelküttepind (ökonomaiser) puudub.
    Kiviõli (toodud raamatus Katelseadmed) – 1960ndad, täidetud üleni veega, vee nivoo ei tohi langeda alla kriitilise piiri (torusid ei ole), muidu plahvatab, lendab minema või sulab ära, ohtlik tüüp, võimsuse kohta 3 korda suurem võrreldes tänapäevastega, soojusülekandetegurid väiksed, sest suitsu imejad puuduvad (töötab loomuliku tõmbe peal).
    Narva kateldest raamatust „Katelseadmed“.
  • Leek-suitsutorukatlad
    Kiviõli (toodud raamatus Katelseadmed) – 1960ndad, täidetud üleni veega, vee nivoo ei tohi langeda alla kriitilise piiri (torusid ei ole), muidu plahvatab, lendab minema või sulab ära, ohtlik tüüp, võimsuse kohta 3 korda suurem võrreldes tänapäevastega, soojusülekandetegurid väiksed, sest suitsu imejad puuduvad (töötab loomuliku tõmbe peal).
    KT- 500, KB-300, KB-1-M, KACB-1,86
    Witermo 3V „Katelseadmed“ lk 144-149
    Noviter
    Foster Weeler – keskel leegitoru, ümber suitsutoru, olemas nii auru- kui kuumavee katlad. Viessmann
  • Malmkatlad
    Aja jooksul on väljatöötatud suurel hulgal sektsioonide ja vastavalt sellele ka malmkatelde tüüpe. Malmkatlad võib jagada kahte suurde rühma: väliskoldega (joonis 15) ja sisekoldega katlad (joonis 16). Viimasel jääb kolle täielikult veega jahutatavate sektsioonide sisse. Esimesel paikneb vähemalt kolde osa allpoole sektsioone ning sektsioonide vahele ulatub vaid kolde ülaosa.
    Malmist valatud sektsioonidest koostatud katlad on ettenähtud kuuma vee tootmiseks kesküttesüsteemidele. Aurukoguri ja vastava armatuuri ning kontrollmõõteriistadega varustatult võib malmkatlaid kasutada ka küllastunud auru tootmiseks, mille rõhk ei ületa 0,17 MPa. Malmkatla sektsioonide arvu ja seega ka küttepinda ning soojusvõimsust saab katla monteerimisel valida küllaltki täpses vastavuses vajadusega ( sektsiooni küttepind on kindel osa kogu katla küttepinnast). Remondil saab vigastatud seksioone asendad uutega. Malm on suhteliselt vastupidav vee- ja gaasipoolsele korrosioonile. Seetõttu on malmkatlad soovitatavad väävlirikaste kütuste (biokütused, jäätmed) põletamisel.
    Kuid malm on ka habras materjal ning seetõttu on ka lubatavad rõhk ja temperatuurid madalad. (120ºC ja rõhk alla 1,0 MPa, aururõhk kuni 0,17 MPa)
    Joonis 16‑19. Väliskoldega malmsektsioonkatlad
    Malmkatelde võimsused ulatuvad 10 kW – 3 MW ja üle selle. Aegade jooksul on väljatöötatud suurel hulgal malmkatelde tüüpe. Väliskoldega katelde võimsused algavad 100 kW-st.
    .
    Joonis 16‑20. Sisekoldega malmsektsioonkatlad
  • Spiraalse torusüsteemiga katlad
    Spiraalse torusüsteemiga katlad – otsevoolukatlad, saab kiiresti auru (poole tunniga), 100kW-5MW, kasutegur 0,85-0,95, kasutatav gaasi, kerg- ja raskekütteõli peal
    Spiraalse torusüsteemiga väikekatelde torusüsteem koosneb mitmest kontsentriliselt paigutatud silindrilisest toruspiraalist, mis on orienteeritud kas vertikaalselt või horisontaalselt. Keskmise toruspiraali sisse jääb kolle, mis on valmistatud võimalikult tihedana keerd keeru kõrval ilma vahedeta. Kolde otsad on kaetud tasapinnalise või koonilise toruspiraaliga. Ühes otsas on põleti, gaasid väljuvad teisest otsast. Gaasikäigus paikneb üks või mitu välimist toruspiraali, samuti kollet ekraneeriva toruspiraali tagumine külg. Toruspiraale ümbritseb väljastpoolt kontsentrilisest terassilindrist moodustatud kate, silindrite vahelt puhutakse läbi õhku. Võimaldab loobuda välisest isolatsioonist ja soojendada ette põlemisõhku. Katel töötab otsevoolu skeemil. Töötav keha läbib torusüsteemi üks kord. Seejuures on vee ja auru poolt paralleelselt ühendatud enamasti mitu toru. Toru süsteemi ühest otsast sisenenud vesi peab olema teise otsa jõudes suuremalt osalt aurustunud. Täielikku aurustumist ei saa alati lubada, sest täielikul aurustumisel võivad soolad sadeneda toru sisepinnale.
    Joonis 16‑21. Spiraalse torusüsteemiga otsevoolu katel
    Tekkiv sade omab suurt termilist takistust ja viimast toruosa uhutaks siis keeva vee asemel auruga, mille jahutav toime võiv olla kuni 1000 korda väiksem kui keeval veel. Sellistes tingimustes toimuks sadestistega toruosa ülekuumenemine ja purunemine . Seega peaks katlast väljuval aurul olema küllalt suur niiskus. Selle eraldamiseks on katla järel separaator , mis tagab aurule nõutava kuivuse. Väljasepareeritav vesi juhitakse soojusvahetisse, toitevee ettesoojendamiseks ja siis kas täielikult või osaliselt drenaaži. Seega võib aurust väljasepareeritud vett nimetada tinglikult otsevoolu katla läbipuhkeks, selle kogus aga ületab mitmekordselt vabatsirkulatsiooniga katla läbipuhke.
    Kirjeldatud katelde suur eelis on see, et nad võivad toota auru väga lühikese aja jooksul pärast käivitamist.
  • Katelseadme õhu –gaasitrakt
    Katla õhu-gaasitrakti moodustavad kõik katla ja abiseadmete õhu-ja gaasikanalid koos neid ühendatavate torustikega. Põlemisõhu ja gaasi liikuma panemiseks peab trakt sisaldama seadmeid, mis õhu ja gaasi liikuma panevad. Sellisteks seadmeteks on õhuventilaator ja suitsutõmbur, suitsugaase liikumapanevaks ehitiseks on ka korsten .
    Algselt oli korstna põhiülesandeks loomulikku tõmmet tekitada, põlemisgaase katlast eemaldada ja põlemisõhku koldesse imeda. Kaasaja kateldes kasutatakse selleks otstarbeks mehhaanilist tõmmet (ventilaatoreid) ja korstna põhiülesandeks on põlemisgaasi hajutamine atmosfääri. Korstna tõmme, mis võrdub korstna jalas valitseva hõrenduse ja korstna aerodünaamilise takistuse summaga .
    19-1
    Kus:
    H – korstna kõrgus m;
    ρ0,g ja ρ0,õ – põlemisgaasi ja välisõhu tihedus m3/kg 0ºC juures.
    Korstna tõmme on seda suurem, mida kõrgem on korsten ja põlemisgaasi temperatuur ning mida madalam on välisõhu temperatuur. Valemis esitatud rõhkude vahe paneb gaasi läbi katla liikuma või soodustab seda liikumist. Korstnale lisaks on katla puhul kasutusel veel suitsutõmbur ja õhuventilaator. Kui kasutusel on ainult suitsutõmbur on gaasikäigud hõrenduse all. Ning gaasikäigud tuleb valmistada võimalikult gaasitihedatena. Vastasel juhul imetakse gaasikäikudesse väärõhku mis viib alla katla kasuteguri ning suurendab elektri omatarvet gaasi eemaldamiseks. Kui katlal on aga ainult õhuventilaator siis on gaasikäigud ülerõhu all ja gaasikäigud peavad olema gaasitihedad. Kui katlal on nii suitsutõmbur kui ka õhuventilaator on kohaks kui rõhk õhu –gaasitraktis märki muudab enamasti põleti või restkolde puhul kütusekiht, kusjuures koldekamber ja gaasikäigud on hõrenduse all. Hõrendus koldes on tavaliselt minimaalne: 20..40 Pa kolde lõpus. Selliselt kujundatud gaasitrakti nimetatakse tasakaalustatud tõmbega õhu-gaasitraktiks
    „Katelseadmed“ lk. 172-174.
  • Väikekatlad

    Väikekatlad tahkele kütusele


    Tahkel kütusel töötavad väikekatlad varustatakse enamasti kiht ehk restkolletega. Kihtkolde iseloomulikuks jooneks on kütusekihi olemasolu, millesse puhutakse põlemisõhku.
    Restkolletega katlaid võib jagada järgmisteks põhitüüpideks:
    • ülemise põlemisega katlad (joonis 1a)
    • alumise põlemisega katlad (joonis 1b)
    • pöördleegiga katlad jne.

    a
    b
    Joonis 17‑22. a) Ülemise põlemisega katel (1 - primaarõhk, 2 – sekundaarõhk, 3 – põlemisgaasid); b) Alumise põlemisega katel
    Ülemise põlemise korral on tegemist traditsioonilise koldega, mis oli ettenähtud lendosadevaeste kütuste põletamiseks. Kütuse termiline lagunemine ja tekkivate gaasiliste ning tahkete põlemisproduktide (koksi) põlemine toimub samas koldekambris. Suur osa eralduvast soojusest antakse kiirgusega kolde seintele. Lendosade rikaste kütuste (puit, turvas ) põletamisel jäetakse kütuse kohale piisavalt ruumi lendosade põlemiseks, kuhu juhitakse ka sekundaarõhku.
    Alumise põlemisega katel on varustatud kütuse šahtiga, kust pidevalt valgub restile ärapõlenud kütuse asemele uus kütus. Valgudes šahtis allapoole , kütus kuivab ja kuumeneb. Põlemisest võtab osa teatud osa kütusest, suurem osa resti kohal paiknevast kütusest termilisele töötlemisele ei allu ja säilitab oma esialgse lendosade sisalduse. Resti läheduses kütus gaasistub, tekkinud gaasid (lendosad) põlevad lõpuni eraldi paiknevas põlemiskambris kuhu suunatakse sekundaarõhku, et tagada piisavalt kõrge temperatuur. Üks järelpõlemiskambri seintest on tavaliselt keraamiline.
    Pöördleegiga katel alumise põlemisega katla edasiarendamisel on väljatöötatud pöördpõlemisega katel (joonis 2a) , milles kasutatakse põlemist stabiliseerivat keraamilist resti. Väga heade põlemistingimuste tõttu vajatakse väiksema mahuga järelpõlemiskambrit kui alumise põlemisega katlas.
    a
    b
    Joonis 17‑23. a) Pöördleegiga katel (1 – primaarõhk, 2 – sekundaarõhk, 3 – põlemisgaasid); b) kahe koldekambriga universaalkatel
    Eraldi katla tüübiks võiks lugeda kahe eraldi põlemiskambriga (koldega) universaalkatelt (joonis 2b).Kütuste kättesaadavuse ja muutuvate hindade tingimustes on kindlasti paljudele selline katel unistuseks kuna sellises katlas on võimalik põletada nii vedelkütuseid, halupuitu, puidujäätmeid, tükkturvast, turbabriketti, puitlelleteid (graanuleid) aga ka kivisütt jne. Eelnimetatud katlas on kaks teineteisest sõltumatut kollet. Ülemise põlemisega tahkekütuse kolle ning vedelkütuse kolle mille ette kinnitatakse vedelkütuse põleti. Katel on arvestatud mõlema kütuseliigi üheaegseks kasutamiseks. Kasutades tahket kütust, tuleb kütust lisada sagedamini kui näiteks alumise põlemisega kolde korral millel on spetsiaalne kütuse šaht. Automaatika lülitab sellisel kaksikkoldega katlal vedelkütuse põleti sisse kui tahke kütus on põlenud lõpuni ja vee temperatuur langenud alla vajaliku taseme[2].
    Sellist katelt võib soovitada neile kes suudavad investeerida nii katlasse põletisse kui ka vedelkütuse mahutisse ning kellel on võimalus oma ehitus- või metsajäätmetest vähendada vedelkütuse kulu oma odava tahke kütuse kasutamisega ning kellele see kõrge efektiivsus odava tahke kütuse kasutamisel ei ole eesmärk omaette. Harilikult on nimetatud kateldel ka spiraaltorust soojusvaheti sooja vee ettevalmistamiseks ning võimalus elektriküttekehade paigutamiseks. Nii et katelt saab kütta nii elektri, tahke kui vedelkütusega ning vajadus eraldiseisva soojaveeboileri järele puudub.
    Tabel 17‑1. Mõningaid eramute väikekatlaid võimsusvahemikus 10…50 kW
    Katla tüüp
    Nimetused
    Katlas kasutatav kütus
    Katla kasutegur katsetustel
    Orienteeruv hind
    Märkused
    Gaasikatlad
    Vitodens 100, 200,300
    Maagaas, vedelgaas
    Kondensatsioon- katlad töötavad kütuse ülemisel kütteväärtusel
    Komplektile
    35000- 55000
    Sisseehitatud põleti
    Gaasikatlad (malm, teras)
    + gaasipõleti
    Format , Biterm, Sime, Etta, Arimax, NGP, Xilo, Vela, Metodo, Buderus
    Maagaas võib kasutada ka kerget kütteõli kui on vastav põleti
    90–96,5 %*
    12000 – 50000 (kallimad happekindlad)
    Hästi automatiseeritav
    Võimalik paigaldada elektriküttekehi
    Vedelkütuse katlad + vedelkütuse põleti
    Sime, Eetta, Thermia, NGP, Rondo , Högfors, Superteda, Midilogica, Tasso
    Kerge kütteõli võib kasutada ka gaasi kui on vastav põleti
    90-95 %
    15000 - 35000
    Hästi automatiseeritav Võimalik paigaldada elektriküttekehi
    Tahkekütusekatlad
    (malmseksioon sisekoldega, teras)
    KŠM,
    Sime, Thermia
    Kivisüsi, puitkütus, tükkturvas, turbabrikett
    70 – 75 %
    15000 - 30000
    Käsitsi
    teenindatavad
    Puidu ja tükkturba kasutamisel langeb kasutegur
    Halupuidu katlad
    Atmos , Arimaks, Molle
    Kuiv halupuit (kuni 20%)
    80 –89 %
    15000 - 40000
    Käsitsi
    teenindatavad
    Pelletikatlad
    STI 20 VG, teised puitkütuse katlad
    Puitpelletid (graanulid) niiskusega kuni 10%
    85 - 90 %
    30 000- 40000
    Automaatne kuid eeldab spetsiaalse pelletipõleti olemasolu
    Universaal katlad
    2K, Viadrus U22D, Arimax Combi, Arimax 240 K+St, Högfors
    Kivisüsi, puit, koor, turbabrikett, tükkturvas, kerge kütteõli
    70- 80 %
    25000-
    40000
    Tahkel kütusel käsitsiteenindatavad
    Vedelkütusel automaatsed
    Võimalik paigaldada elektriküttekehi 6, 9,12 kW
    *Tabelis toodud kasutegurid saadud katelde katsetustel - maksimaalsed kasutegurid.
    Tabel 17‑2. Mõningaid väikekatlaid võimsusvahemikus 50…500 kW
    Katla tüüp
    Nimetused
    Katlas kasutatav kütus
    Katla kasutegur katsetustel
    Gaasikatlad
    Vitocrossal 300
    Maagaas, vedelgaas
    Kondensatsioon- katlad töötavad kütuse ülemisel kütteväärtusel
    Gaasikatlad (malm, teras)
    + gaasipõleti
    Vitoplex 100,300, Vitomax 100, De Dietrich GT, Arimax Eeta , Buderus G, Mighty Therm HH, Tasso T
    Gaasikatla puhul võib kütusena kasutada ka kerget kütteõli kui on vastav põleti
    90 – 96,5 %*
    Vedelkütuse katlad + vedelkütuse põleti
    Sime, Eetta, Thermia, Tasso
    Vedelkütuse katla puhul võib kütusena kasutada ka gaasi kui on vastav põleti
    90 - 95 %
    Tahkekütusekatlad
    (malmseksioon sisekoldega, teras)
    Sime, Thermia
    Kivisüsi, puitkütus, tükkturvas, turbabrikett
    70 – 75 %
    Tegelikud aasta keskmised kasutegurid on oluliselt madalamad. Soomes hinnatakse kodumaistel tahketel kütustel (puit, turvas) töötavaid väikekatlaid nimikoormusel määratud kasuteguri alusel järgmiselt [2] :
    Tabel 17‑3. Kodumaistel kütustel töötavate väikekatelde efektiivsuse hinnang [1]
    Aasta keskmine kasutegur
    Hinnang
    Suurem kui 75 %
    Eeskujulik
    70….75 %
    Väga hea
    65…70 %
    Hea
    60…65 %
    Täiesti rahuldav
    55.…60 %
    Rahuldav
    50….55 %
    Ebasoovitav
    Alla 50%
    Väga madal
  • Katelde ülevaatus ja kontroll

    Gaasikatel


    Gaasikatla puhul oleksid vajalikud minimaalsed mõõtmised ja arvutused järgmised:
      • gaasi kulu, m3/h;
      • katla soojuskoormus (soojusvõimsus), kW;
      • CO2 või O2 sisaldus suitsugaasides, %;
      • Suitsugaaside ja põlemisõhu temperatuur, oC;
      • Mõõtmised või andmed katla välispinna temperatuuride kohta.

    Saadud andmete alusel tehakse järgnevad arvutused:
    • Gaasi kulusse viiakse sisse rõhu ja temperatuuri parandused (Lisa 1), gaasi kulu ei tohi olla suurem kui gaasi kulu katla maksimaalvõimsusel + kaod;
    • Soojuskoormus (soojusvõimsus) = parandatud gaasi kulu x kütteväärtus. Arvutustes on vaja teada reaalselt kasutatava kütuse kütteväärtust.
    • Gaasianalüüsi andmed annavad võimaluse arvutada liigõhuteguri väärtuse suitsugaasides.
    • Teades gaasi ja ümbritseva keskkonna temperatuure, gaasianalüüsi tulemusi (CO2 või O2 sisaldust suitsugaasides) saame võimaluse arvutada soojuskao katlast väljuva suitsugaasiga.
    • Soojuskadu katla välisjahtumisest, arvutatakse kasutades katla välispinna keskmist temperatuuri

    Gaasikatla puhul peaks liigõhk olema piirides 10-15% (liigõhutegur 1,1-1,15), kui maksimaalne CO2 sisaldus suitsugaasides on vahemikus 11,7 kuni 12,1 %. CO2 sisaldus suitsugaasides ei tohiks olla madalam 10, 5 %.
    Kaasaaegsete katelde puhul kus kasutatakse O2 mõõtureid liigõhu väärtused ei ületa 3-5 % (liigõhutegur 1,03-1,05).
    Suitsugaaside temperatuur peab olema võimalikult madal (kuid kõrgem kastepunkti temperatuurist) ning ei tohiks mingil juhul ületada 200 oC katlast väljumisel. Suitsugaaside temperatuuri alandamine ca 20 oC annab kasuteguri tõusu ca 1%.
    Kadu lahkuvate gaasidega ei tohiks ületada 10% kui arvutustes kasutatakse alumist kütteväärtust.
    Katla välispinna temperatuur aga ei tohiks ületada 30 –35 oC.

    Õlikatel


    Õlikatla häälestamiseks on vaja teha põlemisgaaside analüüs ja vastavaid mõõtmisi. Juhul, kui kolle on alarõhu all ja ei toimu suitsugaaside kondenseerumist, tuleks määrata järgmised näitajad:
    • kolde alarõhk (joonis 5 p1) katla normaalse töö korral 0,5 (halb alla 0,5 mmH2O)
    • CO2 sisaldus heitgaasides(joonis 5 p2) üldjuhul lisaks ka CO ja O2, katla normaalse töö korral CO2
    • tahmaarv, katla normaalse töö korral on tahmaarv 1,0 (halb kui tahmaarv on üle või alla 1,0)
    • heitgaaside (põlemisgaaside) temperatuur
    • alarõhk heitgaaside kanalis , katla normaalse töö korral 1-2 mmH2O, (halb alla 1 mmH2O või üle 2mmH2O)

    Joonis 18‑24. Katla töö kontroll (mõõtmised õlikatlal)
    Tabel 18‑4. Hinnang analüüsi näitajatele
    Heitgaaside temperatuur, oC
    CO2 sisaldus
    heitgaasides, %
    Soojuskadu lahkuvate gaasidega
    Hea: 120 – 200 oC
    Hea: 12 – 14 %
    alla 10%
    Rahuldav: 200 – 250 oC
    Rahuldav: 10 – 12 %
    10 – 15 %
    Kõrge: üle 250oC
    Halb: üle 10 %
    üle 15 %
  • Katelseadme aerodünaamiline arvutus
    A. Veski „Katelseadmed“ lk. 174-175
  • Tõmbe- ja puhumisseadmed, korstnad
    A. Veski „Katelseadmed“ lk. 176-180
  • Eriotstarbelised katlad

    Põhupõletamis-katlad


    Puidu ja turba kõrval kasutada ka sellist kohalikku kütust nagu põhku. Mitmetes euroopa riikides eriti Taanis on selle kütuse kasutamisel tehtud olulisi edusamme , vanemad tsükkeltoime katelseadmed (kütust antakse 1-2 korda päevas) olid ettenähtud väikeste põhupallide põletamiseks, tänapäeval on domineerivaks katelseadmed suurte põhupallide põletamiseks.
    Joonis 19‑25. Katelseade suurte põhupallide põletamiseks kus põlemisõhu reguleerimine toimub suitsugaaside temperatuuri järgi.
    Joonis 19‑26. Peenestatud põhu põletamise seadme üldskeem
    Joonis 19‑27. Sigartüüpi põhupallide põletusseade
    • .DOC Laadi alla originaalfail 52 lk · .doc · 89 allalaadimist
    Vasakule Paremale
    Katlatehnika eksami vastused #1 Katlatehnika eksami vastused #2 Katlatehnika eksami vastused #3 Katlatehnika eksami vastused #4 Katlatehnika eksami vastused #5 Katlatehnika eksami vastused #6 Katlatehnika eksami vastused #7 Katlatehnika eksami vastused #8 Katlatehnika eksami vastused #9 Katlatehnika eksami vastused #10 Katlatehnika eksami vastused #11 Katlatehnika eksami vastused #12 Katlatehnika eksami vastused #13 Katlatehnika eksami vastused #14 Katlatehnika eksami vastused #15 Katlatehnika eksami vastused #16 Katlatehnika eksami vastused #17 Katlatehnika eksami vastused #18 Katlatehnika eksami vastused #19 Katlatehnika eksami vastused #20 Katlatehnika eksami vastused #21 Katlatehnika eksami vastused #22 Katlatehnika eksami vastused #23 Katlatehnika eksami vastused #24 Katlatehnika eksami vastused #25 Katlatehnika eksami vastused #26 Katlatehnika eksami vastused #27 Katlatehnika eksami vastused #28 Katlatehnika eksami vastused #29 Katlatehnika eksami vastused #30 Katlatehnika eksami vastused #31 Katlatehnika eksami vastused #32 Katlatehnika eksami vastused #33 Katlatehnika eksami vastused #34 Katlatehnika eksami vastused #35 Katlatehnika eksami vastused #36 Katlatehnika eksami vastused #37 Katlatehnika eksami vastused #38 Katlatehnika eksami vastused #39 Katlatehnika eksami vastused #40 Katlatehnika eksami vastused #41 Katlatehnika eksami vastused #42 Katlatehnika eksami vastused #43 Katlatehnika eksami vastused #44 Katlatehnika eksami vastused #45 Katlatehnika eksami vastused #46 Katlatehnika eksami vastused #47 Katlatehnika eksami vastused #48 Katlatehnika eksami vastused #49 Katlatehnika eksami vastused #50 Katlatehnika eksami vastused #51 Katlatehnika eksami vastused #52
    Punktid 100 punkti Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 100 punkti.
    Leheküljed ~ 52 lehte Lehekülgede arv dokumendis
    Aeg2009-01-31 Kuupäev, millal dokument üles laeti
    Allalaadimisi 89 laadimist Kokku alla laetud
    Kommentaarid 0 arvamust Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid
    Autor Stru4ek Õppematerjali autor
    Kontrollitud
    PDF TXT
    1. Tahkete kütuste põletamise tehnoloogiad

    2. Põlevkivi põletustehnoloogiad
    katla mõiste ja põhitüübid

    Sarnased õppematerjalid

    Katlatehnika kordamisküsimused
    25
    doc

    Katlatehnika kordamisküsimused

    KORDAMISKÜSIMUSED EKSAMIKS KATLATEHNIKA BOILER ENGINEERING Sügi s 2007 1. Tahk ete kütuste põleta mi s e tehnoloo gi ad 2. Põlevkivi põletuste h n ol o o gi ad 3. Katla mõi ste ja põhitüübid 4. Kollete tööd iseloo m u st av a d näitajad 5. Katla sooju s bilan s s 6. Sooju sk a d u katlast väljuvate gaa sid e g a 7. Sooju sk a d u ke e milis elt mittetäielikust põle mi s e st 8

    Katlatehnika
    Laeva katlad
    84
    docx

    Laeva katlad

    6 7 1 Toitevesi a 5 7 A - A A I A-A 2 8 9 b 3 84 3 5 6 11 2 7 810 9 4 7 I 8 10 6 1 2 3 2 3 4 2 11 5 2 24 9 9 3 3 1 5 A 10A

    Laevandus
    Katla projekt
    27
    doc

    Katla projekt

    TALLINNA TEHNIKAÜLIKOOL MEHHAANIKATEADUSKOND SOOJUSTEHNIKA INSTITUUT KATLAPROJEKT Tallinn 2007 Sisukord: Seletuskiri: Katla kirjeldus. Omapoolsete valikute põhjendus Kokkuvõte (A Brief summary of the project) Arvutused: Algandmed Põlemisproduktide arvutus Katla soojusbilansi arvutus Kolde soojus ja konstruktorarvutus Festooni soojusarvutus Ülekuumendi ja järelküttepindade soojusbilansi arvutus Ülekuumendi "kuume astme" soojus ja konstruktorarvutus Ülekuumendi "külme astme" soojus ja konstruktorarvutus Ökonomaiseri soojus ja konstruktorarvutus Õhu eelsoojend soojus ja konstruktorarvutus Graafiline osa: Katla pikkilõige lisa 1 Katla ristlõige lisa 2 Seletuskiri Katla kirjeldus. Omapoolsete valikute põhjendus.

    Katlatehnika
    Rakendusenergeetika
    125
    pdf

    Rakendusenergeetika

    MSJ0230 - Rakendusenergeetika Applied Energy Engineering Allan Vrager Õpingukorraldusest: 8 loengut 4 harjutustundi ehk 6x1,5h Eksami eelduseks koduülesannete lahendamine, mis annavad 30% kogu hindest Aine lõppeb kirjaliku eksamiga Kirjandus: A. Ots. Soojustehnika aluskursus. TTÜ Kirjastus, 2011 A. Kull, I. Mikk, A. Ots. Soojustehnika. Valgus, 1966, 1976. A. Ots. Termodünaamika. Valgus, 1972. I. Mikk (koostaja). Soojustehnika kasiraamat. Valgus, 1977. A. Paist, A. Poobus. Soojusgeneraatorid. TTÜ Kirjastus, 2008 A. Paist, K. Plamus. Lokaalkatlamajad. TTÜ Kirjastus, 2013 V. Vares

    Füüsika
    Energia ja keskkond konspekt
    113
    doc

    Energia ja keskkond konspekt

    TALLINNA TEHNIKAKÕRGKOOL Arhitektuuri ja keskkonnatehnika teaduskond Tehnoökoloogia õppetool Villu Vares ENERGIA ja KESKKOND Konspekt 1 Villu Vares Energia ja keskkond Tallinn ­ 2012 2(113) Villu Vares Energia ja keskkond SISUKORD SISUKORD.............................................................................................................................................................3 SISSEJUHATUS....................................................................................................................................................5 1 ENERGIAKASUTUS JA MAAILMAS JA EESTIS........................................................................................6 1.1 ENERGIAKASUTUS MAAILMAS JA EESTIS.

    Energia ja keskkond
    Soojus- ja Hüdraulika süsteemid
    10
    txt

    Soojus- ja Hüdraulika süsteemid

    Soojus- ja Hdraulika ssteemid 3.KURSUS!!! SOOJUS TEHNIKA SEADMED! katlad katel seadme ldiseloomustus kesoleval ajal toodetakse ligi 70% elektrienergijast auruturbiin soojuselektrijaamades. Kik saab alguse sellel elektritootmise juures , alguse katlaseadmes , katlas toodetakse seda vajalikku soojust ja auru mis lpuks tiendab turbiini , paneb ta prlema ja turbiin kivitab generaatori. Selliseid katlaid nimetatakse energeetilisteks katlateks, aga katel seadmetes toodetakse ka tehnoloogilist auru, mida kasutatakse siis mitte turbiinides vaid seda kasutatakse tehnoloogiliseks otstarbeks , suunatakse seda vastavatele tarbijatele ja kasutatakse ka ktteks, seda tehnoloogilist auru. KATELSEADE: nimetatakse komplektset seadmestikku , mis on ettenhtud , veeauru ja kuumavee tootmiseks ja tarbijale vljastamiseks. Katelseadme moodustavad: Katel(katelagregaat), kasutatakse erilisi orgaanilisi ktuseid. Katel koosneb: plemis koldest ja erinevatest kttepindadest, mis on paigutataud hte vi mitme

    Soojustehnika
    Soojusautomaatika eksami vastused
    75
    doc

    Soojusautomaatika eksami vastused

    Soojusautomaatika eksamiküsimuste vastused 1. Põhimõisted automatiseeritud tootmise alalt. Automaatikasüsteemide klassifikatsioon nende otstarbe järgi. Näited. Automatiseeritud tootmise põhimõisted: 1. Objekt 2. Regulaator 1. Andur 2. Tajur 3. Automaatikasüsteem Automaatikasüsteemide klassifikatsioon otstarbe järgi: 1. Automaatreguleerimise süsteemid (ARS) 2. Distantsioonjuhtimise süsteemid (DJS) 3. Tehnoloogilise kaitse süsteemid 4. Automaatblokeeringu süsteemid (ABS) 5. Reservseadme automaatse käivitamise süsteem (RAKS) 6. Automaatsed tehnoloogilise kontrolli süsteemid (ATKS) 7. Signalisatsioonisüsteemid (SS) valgus ja helisüsteemid 1. Tehnoloogiline SS andmed seadmete töö ja üksikute parameetrite kohta 2. Avarii SS teatavad võimalikest avariilistest olukordadest ja juba tekkinud avariidest 3. tsentraalsed SS on ette nähtud signalisatsioonisüsteemi korrasoleku ja

    Soojusautomaatika
    Soojustehnika eksam
    18
    pdf

    Soojustehnika eksam

    KORDAMISÜSIMUSED EKSAMIKS Soojustehnika MSJ0001 1. Nimetada termodünaamika kaks põhiprintsiipi/seadust. 1)Termodünaamika esimene seadus - Termodünaamilisse süsteemi sisestatud soojushulk kulub siseenergia muutmiseks ja tööks 2) Termodünaamika teine seadus - * (igal süsteemil on kaod) Ei ole võimalik teostada protsessi, kus kogu süsteemile antud soojus muutub jäägitult tööks. *(külmemalt soojemale ei saa soojus liikuda) Energia ei saa soojuse kujul iseenesest üle minna külmemalt kehalt kuumemale * Isoleeritud termodünaamilises süsteemis toimuvate tagastamatute protsesside korral süsteemi entroopia(Süsteemitu oleku mõõt) kasvab 2. Mida uurib statistiline , klassikaline ja tehniline termodünaamika? 1) Statistiline termodünaamika - tegeleb aine omaduste uurimisega üksikosakeste tasemel ja nende tulemuste laiendamistega suurtesse süsteemidesse. 2) Klassikali

    Soojustehnika


    Rohkem sarnaseid



    Meedia

    Vasakule Paremale

    Kommentaarid (0)

    Kommentaarid sellele materjalile puuduvad. Ole esimene ja kommenteeri



    Kõik kommentaarid



    Info
    K & V
    Mäng
    Eraõpetajad
    Meist
    Kuidas saada punkte?
    KKK
    Reklaam
    Uudistevoog
    Sitemap
    Kontakt
    Saada kiri
    kiri@annaabi.ee
    Telefon: +372-569-80010
    Aadress: Tiskrevälja 33, Tallinn
    OÜ LOLSOL. Registrikood: 11450433
    Kasutustingimused
    Privaatsustingimused
    Sõnastikud
    Inglise Soome Saksa Vene Hispaania Prantsuse Rootsi Itaalia Ladina Taani Esperanto
    Püsiühendus(es)
    Facebook Instagram Twitter Reddit
    Sellel veebilehel kasutatakse küpsiseid. Kasutamist jätkates nõustute küpsiste ja veebilehe üldtingimustega Nõustun