Laeva katlad (0)

LAEVA KATLAD III
I Põhimõisted ja liigitamine otstarbe , soojusallika, konstruktsiooni ja auruparameetrite järgi. Leektoru - ja veetorukatlad, nende tööpõhimõte, ehitus, küttepindade liigitamine ja paigutus , võrdlus, kasutusalad.
Aurukatla otstarve on pidevalt toota auru mingi energialiigi muundamise teel soojusenergiaks, kus juures vajalik energiat saadakse orgaanilise kütuse põletamise või sisepõlemismootorite väljalaskegaasidelt. Soojusenergiaga aurustatakse suletud anumanas vett, millest saadaksegi auru ettenähtud rõhul. Kokkuvõttes võiks laeva aurukatelt seega määratleda kui soojusvahetit, mille ülesandeks on auru tootmine laeva vajadusteks ettenähtud, atmosfäärirõhust kõrgemal rõhul soojusenergia sisestamise teel.
Katelseade on seadmete ja süsteemide kompleks ettenähtud parameetritega kuuma vee või auru tootmiseks. Katelseadme koosseisu kuulub katelagregaat, kütuse-, toitevee-, auru-, põlemisõhu-, gaaside- jt süsteemid koos neid teenindavate abimehhanismide, kontroll-mõõteriistade, automaatika- ja kaitseseadmete ning -süsteemidega.
Katelagregaat e katel on katelseadme tähtsaim osa, kus toimub soojusvahetus ning kuuma vee ja auru tootmine. Katelagregaat on ühtne tervikseade, mis üldjuhul koosneb põletitega varustatud koldest, kus toimub kütuse põletamine, ja mitut liiki kütte-pindadest kus toimub vee aurustamine, toitevee eelsoojendamine, auru ülekuumen-damine jne, ning agregaadile vahetult monteeritud süsteemidest, kontroll- mõõte -riistadest, sulg - ja kaitsearmatuurist. Sõltuvalt katelseadme otstarbest, tüübist, suurusest jne võib katelagregaadi komplektsus olla erinev.
Otstarbe järgi liigitatakse laeva aurukatlaid pea- ja abikateldeks.
Peakatelde otstarve on laeva peaaurujõuseadmete – peaturbiinide või peaaurumasinate tööks vajaliku auru tootmine käikuvuse tagamiseks. Seega on peakatlad ainult aurulaevadel.
Abikatlad on ette nähtud laeva soojatarbijate ja auruga töötavate abimehhanismide varustamiseks auruga. Aurulaevadel abikatlad tavaliselt puuduvad, kuid mootorlaevadel saavad olla ainult abikatlad. Teatud laevatüüpidel, kus auruvajadus on eriti suur nagu nt. naftatankerid, kus auru kasutatakse lasti soojendamiseks, lastitankide pesuks ja aurutamiseks, suure võimsusega turbopumpade ja turbogeneraatorite käitamiseks, ei erine abikatlad oluliselt auruturbiinlaevade peakateldest.
Konstruktsiooni järgi on katlad väga erineva ehitusega, kuid kõige põhilisema tunnuse alusel võib aurukatlaid liigitada leektoru- (gaastoru-), veetoru - ja kombineeritud kateldeks.
Leektorukateldes liiguvad gaasid torudes, mida ümbritseb vesi. Need katlad on silindrilise kerega, mis on osaliselt täidetud veega ja kuhu on paigutatud kolle ning torudest koosnevad küttepinnad nii, et need on üleni vee all. Leektorukatlad võivad olla horisontaalsed või vertikaalsed .
Konfiguratsioonilt võivad leektorukatlad olla pöörd- või ühe gaasikäiguga.
Veetorukateldes liigub vesi ja aur torudes, mida väljastpoolt uhuvad kuumad gaasid. Torude kimbud on ühendatud erinevatel tasapindadel asetsevate kollektoritega, millest ülemine on osaliselt vee, osaliselt auruga täidetud vee-aurukollektor, üks või rohkem alumist kollektorit e. veekollektorit aga täidetud veega.
Konfiguratsioonilt, sõltuvalt kollektorite, aurutus- ja langetorude ning lisaküttepindade paigaldusest, eristatakse sümmeetrilisi, asümmeetrilisi ja sektsioon veetorukatlaid. Sümmeetrilistes ja asümmeetrilistes kateldes on kollektoreid ühendavad aurustus - ja langetorukimbud paigaldatud horisontaaltasapinna suhtes 30-90º alla ja seetõttu nimetatakse neid ka vertikaalveetorukateldeks. Sektsioonkateldes on kollektoreid ühendavad torukimbud paigaldatud horisontaaltasapinna suhtes 15-22º alla ja seetõttu nimetatakse neid ka horisontaalveetorukateldeks.
Veetorukatlaid on mitme pöördgaasikäiguga või ühe gaasikäiguga.
Kombineeritud kateldes on osa küttepindu leektoru, osa veetoru tüüpi. Enamasti on need leektorukatlad, kus aurustusprotsesside intensiivistamiseks kasutatakse ka veetorusid.
Soojusallika järgi liigitatakse laevakatlaid kütuste põletamisel eralduva soojusenergia arvel töötavateks koldega aurukateldeks, heitsoojust (heigaaside soojust) kasutavateks utilisatsioonikateldeks ja segatüüpi kateldeks.
Koldega aurukatlad töötavad orgaanilistel kütustel (raskekütused, masuudid või diislikütused; LNG tankerite kateldes maagaas), mida põletatakse kolderuumis.
Utilisatsioonikateldes kasutatakse soojusallikana peadiiselmootorite või gaasiturbiinide väljalaskegaaside soojusenergiat auru tootmiseks laeva käigu ajal. Utilisatsioonikateldes kolle puudub. Väljalaskegaasid temperatuuriga 250…600 0C suunatakse küttepindadele, kus nad annavad osa oma soojusest vee aurustamiseks ja ülekuumendamiseks. Kuna mootorite väljalaskegaaside temperatuur on tunduvalt madalam kütuse põlemisgaaside temperatuuridest, peavad sama aurutootlikkuse korral utilisatsioonikatelde küttepinnad olema vastavalt suuremad.
Segatüüpi katlad on varustatud koldega ja on ühendatavad peamasinate väljalaske-gaaside süsteemiga. Need katlad töötavad seisu ajal tavaliste abikateldena vedelkütusel, sõidu ajal utilisatsioonikateldena. Ehkki aurusüsteem on nende katelde puhul oluliselt lihtsam, kasutatakse seda katlatüüpi suhteliselt harva.
Auruparameetrite järgi võib laevakatlaid liigitada madalrõhu-, keskrõhu- ja kõrgrõhukateldeks. Täpseid piire pole ja erinevad allikad võivad pakkuda üksteisest pisut erinevaid numbreid.
Madalrõhukatlad on aurukatlad töörõhuga kuni 2 MPa. Mootorlaevade abikateldest ja utilisatsioonikateldest enamik ning eranditult kõik leektorukatlad on madalrõhukatlad.
Keskrõhukatlad on katlad töörõhuga 2…3,5 MPa. Mootorlaevadest võivad keskrõhu- katlad olla kasutusel abikateldena suurtel diiseltankeritel.
Kõrgsurvekatlad on katlad töörõhuga üle 3,5 MPa. Kõrgrõhukatlaid kasutatakse ainult auruturbiinlaevadel peakateldena.
Kõik kesk- ja kõrgrõhukatlad on veetorukatlad.
II Katlakütused
Kütused on põhikoostisosana süsinikku sisaldavad põlevained, mida laevadel kasutatakse soojusenergia saamiseks. Agregaatoleku järgi eristatakse tahke-, vedel- ja gaaskütuseid, päritolu järgi looduslikke ja tehiskütuseid. Looduslikud kütused on maasüsi (antratsiit, kivi- ja pruunsüsi), nafta , maagaas, põlevkivi, turvas, puit ja taimsed jäätmed. Tehiskütuste hulka kuuluvad kõrgahjukoks, mootorikütused, koksi - ja generaatorgaas jt.
Kaasaegsetes laevades töötavad peamasinad ja abikatlad reeglina samadel vedelkütustel, milleks põhirežiimil on tavaliselt raskekütus ning erirežiimidel diislikütus . Küttesüsteem on seega lihtsam, sest katla tööks vajalik kütus võetakse peamasinate kulupaakidest ning katelseadmele omaette kütuse põhivaru- ja kulutanke ning ümberpumpamissüsteeme ei vajata. Kui katel on ette nähtud tööks põhiliselt eelsoojendamist vajaval masuudil või raskekütusel, peab laeval olema võimalus kütta katelt ka eelsoojendamist mittevajava diislikütusega, milleks nähakse ette lisasüsteem oma pumpade , torustike ja filtritega diislikütuse kulupaagist põletiteni, millega saab külma katla üles kütta kuni põhikütuse soojendamiseks vajaliku auru saamiseni . Kateldes on võimalik kasutada kehvema kvaliteediga raskekütuseid.
Kütuse elementaarne koostis. Kütus koosneb järgnevatest põhielementidest: süsinik C 82-85 %; vesinik H 10-14 %;
hapnik O2 ja lämmastik N2 väävel S 0-5 %; tuhk A 0,1-1 %; lahustunud vesi W veesisaldus kütuses oleneb kütuse margist).
Süsinik, vesinik ja orgaaniline lenduv ( põlev ) väävel moodustavad kütuse põleva osa. Lenduva väävli kõrval sisaldub kütuses ka mineraalsetesse lisanditesse kuuluv mittepõlev väävel ( sulfaat ), mis tekitab põlemisel tuhka. Väävli sisaldumine kütuses on ebasoovitav, kuna põlemisel tekkib vääveldioksiid SO2 ( terava lõhnaga värvuseta gaas ). Vääveldioksiidi reageerides heitgaasides sisalduva veega (niiskusega) ja hapnikuga tekib väävelhape H2SO4 mis suhteliselt madala temperatuuri juures (40-60 oC) põhjustab ökonomaiseri ja väljalasketrakti intensiivse korrosiooni.
Tuhk ja vesi kütuses moodustavad ballasti, mis vähendavad kütuse kütteväärtust.
Kütuse põhiomadused.
Kütuse tihedus (ρ) on– kütuse füüsiline karakteristik, näitab kütuse massi ruumala ühikus. Tiheduse ühik SI süsteemis on kilogramm kuupmeetri kohta (kg/m3). Kütuse tihedus kasvab rõhu suureneρmisel ja väheneb temperatuuri tõustes. Kütuse tihedus määratakse 20 oC juures.
Diiselkütuse tihedused on vahemikus 830-890 kg/m3 (0,83 – 0.89 g/cm3); Masuutide tihedused on vahemikus 900-1000 kg/m3 (0,9 – 1 g/cm3);
Kütuse viskoossus on suurus, mis iseloomustab kütuse sisehõõrdumist. Eristatakse

• dünaamilist viskoossust (η)
  

kinemaatilist viskoossust (ν).
Dünaamilise viskoosuse definitsioon põhineb laminaarse voolamise puhul kehtival Newtoni seadusel. Laminaarsel voolamisel torus kasvab vedeliku voolamiskiirus (v) nullist (toru seina lähedal) suurima väärtuseni (toru teljel), kiiremini liikuvad kihid tõmbavad kaasa aeglasemalt liikuvaid, mis omakorda pidurdavad kiiremini liikuvaid.
Dünaamilise viskoossuse pöördsuurust η-1 nimetatakse voolavuseks. Newtoni seaduse kohaselt mõjub liikuva vedeliku pinna pindalaühikule hõõrdejõud:
τ= η * dv : dn
kus dv/dn on kiiruse gradient (dv on kiiruse muutus eemaldumisel vedeliku kihiga risti olevas suunas kaugusele dn).
Kinemaatiline viskoossus on dünaamilise viskoossuse ja tiheduse jagatis: ν=η : ρ.
Rahvusvahelises mõõtühikute süsteemis SI dünaamilise viskoossuse ühik paskalsekund (Pa * s); kinemaatilise viskoossuse ühikud on meetri ruut sekundi kohta (m2/s) ja stooks (St)/ sentistooks (Cst).
Kütuse passis näidatakse tavaliselt kinemaatilise viskoossuse väärtus. Kütuse viskoossust määratakse kas +20 või +50 kraadi juures (vastav märge tehakse kütuse passis).
Naftaproduktide keemiline koostis on selline, et mida raskem on kütus seda kõrgem on viskoossus.
Näiteid kasutatavate laevakütuste viskoosuste kohta:
IFO- Intermediet Fuel Oil, IFO180 (CSt) – kerge kütus;
HFO- Heavy Fuel Oil, HFO 600 (CSt) – väga raske kütus.
Kütuse kütteväärtus .
Kütteväärtus on kütuse eripõlemissoojus, st. soojushulk , mis eraldub ühe massi- või massiühiku tahke-, vedel- või gaaskütuse täielikul põlemisel. Eristatakse ülemist (Qü) ja alumist (Qa) kütteväärtust. Alumine kütteväärtus on ülemisest väiksem selle soojushulga võrra, mis kulub kütuses sisalduva vee aurustamiseks. Praktikas kasutatakse kütuse alumist kütteväärtust.
Sõltumata kütuse liigist on nafta baasil toodetud kütused enam-vähem sama soojusväärtusega: Qa=39-44 MJ/kg
Kütuse hangumistemperatuur on temperatuur, mille juures kütus lakkab voolamast raskusjõu mõjul (laevakütused +10oC või alla selle)
Kütuse leektäpp – on temperatuur, mille juures kütuse pinnalt aurustunud kütus süttib õhu ja sädeme olemasolul . Laevakütuste leektäpp ei tohi olla madalam kui 61oC. Kütuse ettesoojendamine kütusetankides ei ole lubatud rohkem kui leektäpp miinus 10oC.
Kütuse väävlisisaldus. Väävlisisaldus kütuses määratakse protsentides. Nagu eespool kirjeldatud (vt. kütuse elementaarne koostis) on väävli sisaldumine kütuses ebasoovitav, kuna põhjustab katelseadme elementide metallkonstruktsioonide korrosiooni. Vähese väävlisisaldusega on diislikütused (DK) kuni 0,5 % S, masuudid ja raskekütused on väävlirikkad 0,5–3,5 % S või kiõrge väävlisisaldusega 3.5 – 5 % S.
III Aurukatla põhiparameetrid.
Aurukatlaid iseloomustavatest parameetritest on tähtsaimad jõudlusnäitajad. Kõigil kateldel antakse see aurutootlikkusena D (kg/h või t/h), tihti selle kõrval ka soojus -võimsuse Pt (kW) järgi nimikoormusel. Kui aurutootlikkus on füüsiliselt mõõdetav suurus, siis soojusvõimsus on arvutuslik suurus – ettenähtud parameetritega auru tootmiseks teoreetiliselt vajaminev soojusenergia hulk sekundis. Kuna soojusvõimsus sõltub peale aurutootlikkuse ka auru parameetritest, ei ole need kaks jõudlust kajastavat näitajat erinevatel kateldel mingis kindlas suhtes. Suurte auruturbiinlaevade peakatelde aurutootlikkus on kuni 100 ja enam t/h, abikatelde aurutootlikkus on tavaliselt 0,5…50 t/h, kuid suurtel diiseltankeritel kuni 120 t/h.
Auru parameetrid – rõhk ja temperatuur
See on aurutootlikkuse kõrval teised esmatähtsad katla näitajad. Küllastunud auru temperatuur on üheselt määratud katla töörõhuga. Ülekuumendatud auru temperatuur on katla töörõhuga seotud kaudselt ..
Katla soojusbilanss ja soojuskaod. Katla kasutegur.
Soojusvõimsus sõltub auru parameetritest ja on erinevatel kateldel erinevate väärtustega.
• Suurte auruturbiinlaevade peakatelde aurutootlikkus on kuni 100 ja enam t/h.
• Abikatelde aurutootlikkus on tavaliselt 0,5…50 t/h.
• Suurtel diiseltankeritel kuni 120 t/h.
Soojusbilanss on võrdsus, mille ühel pool võrdusmärki on termodünaamilisse süsteemi antav soojus, teisel pool võrdusmärki süsteemis ärakasutatava soojuse ja soojuskadude summa. Kütuse põlemisel aurukatla koldes eraldub soojushulk, mis on võrdne kasutatava kütuse alumise kütteväärtusega
• Soojusvõimsuse arvutamiseks peab peale aurutootlikkuse teadma toitevee ja katlast
saadava auru soojussisaldusi (e. entalpiaid).
• Üldjuhul võib aurukatlast tunnis saada teatud koguse küllastunud auru soojatarbijatele Dk kg/h ja ülekuumendatud auru turboajamitele Dük kg/h, seega katla auru kogutootlikkuse D puhul kehtib võrdus D = Dk + Dük.
Toitevee entalpia katla töörõhul ja toitevee temperatuuril on
– htv [kJ/kg]
– küllastunud auru entalpia hk [kJ/kg]
– ülekuumendatud auru entalpia hük [kJ/kg]
siis auru tootmiseks vajalik soojusvõimsus Pt on lihtsalt arvutatav:
Pt = Dk(hk – htv) +Dük(hük – htv) [KW]
3600
Kui katel toodab ainult küllastunud või ülekuumendatud auru, lihtsustub avaldis lugejas
ühe liidetava puudumise arvel.
Katla kasutegur on soojuvõimsuse suhe sellel võimsusel ajaühikus kulutatud kütuse
põletamisel eralduva soojusenergiaga kus
- Bh on katla kütusekulu tunnis nimikoormusel
- kg/h ja Qa kütuse alumine soojus-väärtus kJ/kg.
- Peakatelde kasutegurid ulatuvad 0,96,
- Abikateldel 0,75…0,86
ηk = Pt3600
BhQa
IV Katla veerežiim
Katlavesi ja selle omadused
Vesi on aurukatla töökeha, mille kvaliteedist sõltub katla ja kogu auruenergeetikasüsteemi efektiivsus ja töökindlus . Vees sisalduvad lisandid põhjustavad katlakivi teket ja korrosiooni. Seetõttu esitatakse katlas kasutatavale veele ranged nõuded, milliste täitmist tuleb katla ekspluateerimisel hoolikalt jälgida.
Katelseadme tööprotsessiga seonduvalt võime vett liigitada järgmiselt:
- katlavesi, milline asub aurustustorudes, kollektorites, ökonomaiseris ja teistes katla veetsirkulatsioonikontuuride elementides; leektorukatelde puhul katla keres ;
- kondensaat , milline saadakse äratöötanud auru kondenseerimisel kondensaatorites või auru kondenseerumisel soojustarbijate. Kondensaat suunatakse tavaliselt peale eeltöötlust toiteveena tagasi katlasse;
- lisavesi, mida lisatakse katlasse vee- ja aurukadude kompenseerimiseks (ülemine ja alumine läbipuhe, tahmapuhurid, auru-mehaanilised pihustid , armatuuri ja torustike lekked, aurumine soojaveekastis jne). Lisaveena kasutatakse tavaliselt veemagestites toodetud destillaati, kuid mõnedel juhtudel võib väikeste abikatelde lisaveena kasutada ka kaldalt võetavat magevett;
- toitevesi, milline antakse katla töö ajal vahetult katlasse. Toitevesi koosneb koosneb puhastatud ning deaereeritud kondensaadist ja lisaveest.
- läbipuhumisvesi, millega eemaldatakse katlast perioodiliselt ülemise ja alumise läbipuhumise abil kõrge vees lahustunud soolade sisaldusega katlavett ja koos sellega ka sinna kogunevaid vees mittelahustuvaid lisaaineid ning soolasid. Seega on katla perioodiline läbipuhumine hädavajalik nõutava soolabilansi tagamiseks, s.o. niipalju, kui toite- ja lisaveega katlasse soolasid viiakse, samapalju peab neid sealt ka eemaldama, et tagada katla normaalne tööreziim ja vältida katla sooladega ummistumist.
Ülaltoodud vee liigid erinevad üksteisest vee kvaliteeti iseloomustavate näitajate poolest. millistest katelde ekspluatatsiooni seisukohalt olulisemateks on kloriidide sisaldus, karedus , leeliselisus (ning seda kaudselt iseloomustavad fosfaat - ja nitraatarvud ning vesinikueksponent pH) ja gaaside sisaldus.
Kloriidide sisaldus näitab vees lahustunud kloori- (soolhappe-)soolade, nagu NaCl, MgCl2 , CaCl2 jt. hulka ning väljendatakse kloor -iooni Cl- koguse kaudu milligrammides 1 liitri vee kohta (mg/l). Vanemates allikmaterjalides võib leida mõistet “vee soolsus”, milline iseloomustab samuti kloriidide sisaldust vees ja mille mõõtühikuna kasutati nn. Brandti kraade (o Br).Vesi soolsusega 1 o Br vastab naatriumkloriidi NaCl sisaldusele vees 10 mg/l ning on ekvivalentne kloor-iooni Cl- kontsentratsioonile 6,06 mg/l.
Kloriidide sisaldus võimaldab hinnata ka vee üldist sooladesisaldust, kuna kõigist merevees lahustunud sooladest moodustavad kloriidid – põhiliselt NaCl – ligi 70%. Laeva mageveemahutites ja –süsteemides oleva vee kloriidide sisalduse suurenemine viitab merevee sattumisele magevette vigastuste või ebatiheduste tõttu.
Vee karedus iseloomustab kaltsiumi- ja magneesiumisoolade sisaldust selles, mis põhjustab katlakivi teke katla küttepindadel ja kollektorites. Kaltsiumi- ja magneesiumisoolade keemilise koostise järgi koosneb vee üldkaredus karbonaatsest ja mittekarbonaatsest karedusest. Karbonaatset karedust põhjustavad vees lahustuvad vesinikkarbonaadid Ca( HCO3 )2 ja Mg(HCO3)2 . Vee keemistemperatuuril lagunevad need vees praktiliselt mittelahustuvateks kaltsiumkarbonaadiks CaCO3 ja magneesiumhüdro-ksiidiks Mg(OH)2, millised langevad suuremalt osalt katlaveest katlamudana välja:
Seetõttu on nimetatakse karbonaatset karedust ka ajutiseks (mööduvaks) ning määravat tähtsust katlakivi tekkeprotsessis ei oma.
Põhiline osa katlakivist moodustub püsivat karedust põhjustavate, vees lahustuvate mittekarbonaatsete kaltsiumi- ja magneesiumisoolade - sulfaatide CaSO4 ja MgSO4 , kloriidide CaCl2 ja MgCl2 ning silikaatide CaSiO3 ja MgSiO3 - väljaladestumise aurustusküttepindadele. Nendest sooladest moodustub küttepindade vee-auru poolele tihe ja kõva kristalse struktuuriga, soojust halvasti juhtiv katlakivikiht, milline seob endaga ka vees leiduvaid naftaprodukte ja põhjustab soojaülekande halvenemise tulemusena kütuse ülekulu ning piisava paksuse korral ka küttepinna metalli ülekuumenemist.
Leeliselisus on tingitud katlavette katlakivi teket takistavate kemikaalide lisamisest, millised dissotsieerumisel või hüdrolüüsil moodustavad OH- (hüdroksüül-) ioone. Tavaliselt kaasneb leeliselisus olenevalt kasutatavatest katlakivi-vastastest preparaatidest CO32 -, HCO3- või PO43 - ioonide sisaldusega katlavees. Vastavalt eelnimetatud vees sisalduvatele ioonidele eristatakse hüdraatset (OH- ), karbonaatset (CO32- ), vesinikkarbonaatset (HCO3- ) ja fosfaatset (PO43- ) leeliselisust. Nendest ioonidest põhjustatud leeliselisuse summa moodustab vee üldleeliselisuse. Üldleeliselisust saab iseloomustada mitmesuguste mõõtühikute kaudu, nagu leeliselisuse kraadide [0H], mg ekv/l või leeliselisusarvu abil, mis näitab ekvivalentset NaOH sisaldust mg/l. Leeliselisust saab hinnata ka fosfaatarvu (PO43- sisaldus mg/l) ja nitraatarvu ( NaNO3 sisaldus mg/l) järgi. Tuleb märkida, et naatriumnitraat NaNO3 on happelise reaktsiooniga ja seega vähendab katlavee üldleeliselisust. NaNO3 kuulub tavaliselt ühe komponendina kesksurvekatelde katlakivivastaste preparaatide koostisesse teraste suhtes agressiivse vaba leelise neutraliseerimiseks, et vältida katlaelementidele eriti ohtlikku kristallidevahelist korrosiooni.
Vee reaktsiooni, s.h. ka leeliselisust iseloomustab ka nn. vesinikueksponent pH. Puhtal neutraalsel veel temperatuuril 220 C pH = 7.
Leeliseliseline reaktsioon : pH ≤7;
Happeline reaktsioon: pH ≥ 7
Skeem illustreerib erineva reaktsiooniga vesilahuste asukohti pH skaalal.
Gaaside sisaldus on katlavee tähts omadus. Gaasid satuvad vette nende kokkupuutel veega, milline lahustab neid teatud hulgal. Gaaside allikaks atmosfääriõhk, mis puutub kondensaadiga kokku soojaveekastis, lisaveetsisternides (tankides) ning kondensaatori ebatiheduste korral ka kondensaatoris. Kuid ka katla töö ajal võivad vees toimuvad keemilised reaktsioonid kaasneda gaaside eraldumisega, nagu näiteks CO2 eelpoolkäsitletud kaltsium - ja magneesiumvesinikkarbonaatide lagunemisel. Vees sisalduvatest (lahustunud) gaasidest tulevad arvesse vaid hapnik O2, lämmastik N2 ja süsinikdioksiid CO2, kõiki teisi on tähtsusetutes kogustes. Neist hapnik on peamine katla vee-aurutrakti, s.h. küttepindade keemilist korrosiooni põhjustav aine. Hapniku aktiivsus kasvab koos katla töörõhu ja auru temperatuuri suurenemisega, mistõttu kesk- ja eriti kõrgrõhukatelde toitevee maksimaalsele lubatud gaasidesisaldusele esitatakse palju rangemad nõuded võrreldes madalrõhu- (eriti leektoru-) kateldega. Süsinikdioksiid mõjutab katla veetöötlemisprotsesse ning kõrgematel parameetritel soodustab korrosiooni teket.
Lämmastik on keemiliselt inertne ja mõju katla tööle ning tehnilisele seisukorrale praktiliselt ei oma.
Gaaside sisaldus vees sõltub rõhust ja temperatuurist. Mida kõrgem on rõhk ja madalam temperatuur, seda suurem on gaaside lahustuvus vees. Vee keemistemperatuuril gaaside lahustuvus ligineb 0-le ning need eralduvad veest.
Katlas kasutatava vee töötlemine
Veetöötlemise põhieesmärk auruenergeetikaseadme tööprotsessis on katla normaalse ja ohutu töö tagamine vee nõutava kvaliteedi kindlustamise teel.
Sõltuvalt töötlemiskohast ja –viisist võib eristada katlavälist ja katlasisest veetöötlemist.
Katlaväline veetöötlemine toimub väljaspool katelt, tavaliselt katelseadme toitevee-süsteemis ja seisneb toitevee ettevalmistamises katlasse andmiseks . Eelkõige tuleb kondensaat puhastada kõrvalistest lisanditest ja naftaproduktidest. Mootorlaevade abi-katelde toiteveesüsteemides kasutatakse tavaliselt soojaveekasti (“hot well”, “тёплый ящик”).
Soojaveekast on kondensaadi kogumistsistern, mis tavaliselt jagatakse horisontaalse vaheseinaga ülemiseks ja alumiseks osaks. Tarbijatelt tagasitulev kondensaat suunatakse ülemisse ossa , kus see läbib esmalt kaskaadsektsioonid, millistes toimub suuremate vees mittelahustunud raskemate ja kergemate osiste väljasettimine. Ülemise osa viimased sektsioonid on koksitäidisega filtrid , millised on pealt kaetud saepuru, tekstiilist või poroloonist filtreeriva kihiga. Neis filtrites eraldatakse kondensaadist suurem osa naftast, v.a. emulgeerunud osa. Ülemistes sektsioonides puhastunud kondensaat koguneb alumisse ossa, kust suunatakse kondensaadipumba (või toitepumba) abil edasi toitevee-süsteemi järgmistesse osadesse või vahetult katlasse. Soojaveekast täidab selliselt kahte funktsiooni olles samaaegselt filter esmaseks puhastamiseks ja toitevee akumulaator.
V Kateldes töö ajal toimuvad protsessid
Aurukatla nõuetekohase töö tingimuseks on järgmiste protsesside katkematu kulgemine
– Kolde protsessid – kütuse ja õhu vajalikus vahekorras etteandmine ja kütuse põlemine
– Aerodünaamilised protsessid
– Vee- ja aurutraktis toimuvad hüdraulilised protsessid
– Soojuse ülekande protsess (soojusvahetus)
Soojusvahetus protsesside koostisosad
• Kiirgussoojusvahetuse teel
• Konvektiivse soojusvahetuse teel
• Soojusülekanne soojusjuhtivuse teel
Soojusvahetusprotsess
• Soojusvahetusprotsessides toimub soojusenergia ülekanne kõrge temperatuuriga soojuskandjalt veele ja aurule küttepindade kaudu.
• Kui soojusülekande teguri väärtus gaasidelt küttepinna seintele on kuni 120W/m 2K, siis küttepinna seintelt veele on see 5800…11 600 W/m2K ehk 50…100 korda suurem.
• Metallküttepinnad on hea soojusjuhtivusega ja kuna soojusülekanne küttepinnalt veele on mitu suurusjärku suurem soojusülekandest gaasidelt küttepinnnale, on puhta küttepinna temperatuur vaid mõnekümne kraadi võrra kõrgem vee temperatuurist ning see on katla töökindluse ja ohutuse seisukohalt väga oluline, sest gaaside temperatuur koldes võib ületada metalli sulamistemperatuuri.
• Hüdrauliliste protsesside olemus seisneb pidevas katlasiseses veeringluses. Laeva-katlad võivad olla kas loomuliku ringlusega või sundringlusega ringluspumpade abil. Et soojusülekanne küttepinnalt aurule on mitu korda väiksem kui veele, on veeringlus vajalik veeauru või vee-aurusegu pidevaks ärajuhtimiseks küttepindadelt et vältida nende ülekuumenemist ja tagada värske vee katkematu juurdepääs neile.
tsirkulatsiooni puudumine on väga ohtlik nähtus, mis põhjustada torude sissepõlemist. Tsirkulatsiooni intensiivsuse hindamiseks kasutatakse mõistet mis on kindla veekoguse tsirkulatsiooniarv ringluskontuuris kuni täieliku aurustumiseni. Suhteliselt madalatel gaaside temperatuuridel töötavad utilisatsioonikatlad on tavaliselt sundringlusega, tsirkulatsiooni - teguriga 6-10.
• Üle-kuumenemise oht on kõige suurem kõrge temperatuuriga gaaside piirkondades asuvatel aurustus-küttepindadel, eeskätt ekraanpindadel.
• Orgaanilistel kütustel töötavates pea- ja abikateldes kasutatakse reeglina loomulikku ringlust, mis hakkab toimima automaatselt vee ja vee-auru segu tiheduste erinevuse tõttu katla töötamisel.bNende eeliseks on, et vee tsirkulatsioon toimub automaatselt.
• Soojusülekanne gaasidelt küttepindadele võib toimuda kahel viisil: kiirguse (radiatsiooni) või konvektsiooni teel
Kiirgussoojusvahetus protsess
• Kiirgussoojusülekande puhul ei ole vajalik küttepindade soojuskandja kokkupuude , sest soojusenergia levib erineva lainepikkusega elektromagnetkiirgusena, mis osaliselt neeldub küttepindades, osaliselt aga peegeldub neilt. Kiirguse teel ülekantav soojushulk sõltub soojuskandja temperatuurist ja küttepindade mustsusest. Mustsus iseloomustab kiirgussoojuse neelduvust küttepinnas. Mida väiksem on küttepinna mustusaste, seda enam peegeldab see kiirgust tagasi. Praktikas ei valmista vedelkütusel töötavate katelde küttepindade mustus erilisi probleeme, sest gaaside poolelt kattuvad need tahmaga, mis on peaaegu ideaalselt must, kuid samas ei tohi tahmakiht olla paks, sest tahm juhib halvasti soojust ja tahmaga tugevalt saastunud küttepindadega katla kasutegur langeb.
• Kiirgussoojusülekande intensiivsus on võrdeline soojuskandja temperatuuri neljanda astmega.
• Küttepinnad mis võtavad vastu kiirgussoojust nimetatakse ekraanideks
• Kiirgussoojusülekanne hakkab toimima 1000 K
Konvektiivne soojusvahetusprotsess
• Konv. Soojusvahetus on võimalik ainult soojuskandja kokkupuutumise teelküttepindadega.
• Piirikiht on kas paksem või õhem kiht, mis ümbritseb küttepinda. Piirikihi paksus sõltub gaaside liikumise kiirusest. Tänapäeva katelde terastorud sobivad töötamiseks kõrgetel temperatuuridel.
• Soojusülekande intensiivsus küttepinnalt veele on 50-100 korda intensiivsem kui gaasidelt küttepinnale, seetõttu on puhtad küttepinnad sama temp. kui neis on või neid ümbritseb vesi.
• Konvektiivsel soojusülekandel puutuvad kuumad gaasid vahetult kokku küttepindadega.
• Andes soojusenergiat üle küttepindadele, gaasid jahtuvad.
• Konvektiivse soojusülekande intensiivsus sõltub peale temperatuuride erinevuse oluliselt gaaside liikumiskiirusest – mida suurem see kiirus on, seda õhem on küttepindadel piirikiht, s.t seisva gaasikihi paksus, ja vastavalt seda intensiivsem on soojusülekanne.
• Seejuures tuleb silmas pidada, et kiiruse suurenemisega kasvab õhu-gaasitrakti aerodünaamiline takistus.
VI Katlad
Kõigis aurukateldes on kaks teineteisest hermeetiliselt eraldatud ruumi e trakti:
vee-aurutrakt, milles liiguvad ülesurve all vesi ja aur, ja õhu-gaasitrakt, milles liiguvad õhk ja põlemisgaasid. Nende traktide vahel olevate metallseinte e küttepindade kaudu toimub soojusvahetus gaasidelt veele ja aurule. Veetorukateldes on õhu-gaasitrakt atmosfäärist (masina- või katlaruumist) eraldatud hermeetilise piirdekonstruktsiooniga. Katelde ohutu kasutamise ja soojuskadude vähendamise eesmärgil on katelde ja torustike kuumad välispinnad kaetud soojusisolatsiooniga. Katla metallkonstrukt- sioonid , mis asuvad kõrge temperatuuriga gaaside piirkonnas ja mille kaudu soojusvahetust ei toimu nt. kolde piirdekonstruktsioonid, kaetakse nende kaitsmiseks kõrgetemperatuuriliste gaaside mõju eest tulekindla müüritisega.
VI – 1 Leektorukatlad.
Lihtsa horisontaalse ühe pöördega leektorukatla põhimõtteskeem on kõrval oleval joonisel. Leektorukatel koosneb silindrilisest tasapinnaliste või elliptiliste otsaseintega katla kerest 4, milles on 1…3 silindrilist kollet 1. Kollete otsad suubuvad nn tulekambrisse 2, kus kuumad põlemisgaasid teevad pöörde 1800 ja liiguvad läbi suitsu- (gaasi-) torude 5 suitsukambrisse 3 ning sealt edasi korstnasse. Kütus ja põlemiseks vajalik õhk antakse koldesse põleti 6 abil. Katla kere on osaliselt täidetud veega, mille tase peab olema kõrgemal kõigis soojusvahetuspindadest, s.t suitsutorudest, tulekambrist ja koldest ka laeva ekspluatatsioonilist kreeni ja trimmi arvestades. Katla töö ajal toimub vee
loomulik ringlus . Kuumade kolde-, tulekambri ja suitsutorude seintega kokkupuutuv vesi kuumeneb, aurustub osaliselt ja tõuseb tiheduse vähenemise tõttu üles, samal ajal vee tagasivool alla kulgeb suitsutorude ja katlakere mitteköetava seina vahelt. Veepinnale tõusvast vee-auru segust eralduv küllastunud aur koguneb katlakere ülaossa.
Leektorukatelde suureks eeliseks on töökindlus, sest veetaseme püsimisel lubatud piirides on vette uputatud küttepindade pidev kokkupuude veega garanteeritud ning nende ülekuumenemise või sissepõlemise oht minimaalne.
Vee ja aur töörõhud leektorukatla keres (mille ø võib ulatuda kuni 4 meetrini) võib tõusta kuni 2 MPa.
Suure veekoguse tõttu katla keres nõuab leektorukatelde sissekütmine palju aega (suurtes kateldes 4…24 tundi, kuid soojusenergia suure akumulatsioonivõime tõttu taluvad nad hästi lühiajalisi koormuse muutusi laiades piirides. Veetaseme muutused leektorukateldes on aeglased ja seetõttu ei vajata keerulist ning kiirelt toimivat automaatikat, vaid saab kasutada lihtsaidautomaatregu - laatoreid. Ka katlavee kvaliteedile esitatavad nõuded on madalrõhul töötavatele leektorukateldele palju madalamad võrreldes kesk- ja kõrgrõhukateldega, mistõttu alaliselt mehitamata masina - ruumidega mootorlaevades, kus auru vajatakse vaid laeva soojusvarustuseks, kasutatakse põhiliselt vähenõudlikke ja töökindlaid leektoru- või kombineeritud katlaid .
Leektorukatlad võivad olla horisontaalsed nagu allpool skeemilon näha.
suitsukäik 1, katla kere 4 ülemise 2 ja alumise 8 põhjaga, suitsukamber 3, suitsutorud 5 ja kolle 6, mis toetub tugedele 7 ja 9, tõsteaasad 10, põleti 12, veetaseme mõõdikud, teenindusluuk jne. Markeeritud on ka katlakere soojaisolatsioon 11. Unex CH ja selle
täiustatud modifikatsioon Unex CHB tüüpi katlaid toodeti tootlikkuse vahemikus 750 kuni 15000 kg/h töösurvel 10 või 12 bar. Katla kasutegur on firma andmetel 0,84…0,85.
Võrreldes sama tootlikkusega horisontaalsete leektorukateldega vajavad vertikaalsed leektoru katlad masinaruumis vähem pinda ning suurema aurutootlikkuste tõttu laevadel eelistatumad.
VI – 2 Veetorukatlad
Veetorukatelde kasutuselevõtmine ja nende konstruktsiooni arendamine on seotud eeskätt auruturbiiniga tööle võtmisega. Kui kolbaurumasinatele piisas kergelt ülekuumendatud madalsurveaurust, mille saamiseks kasutati horisontaalseid leektorukatlaid (nn šoti katlaid), siis auruturbiini peamised eelised kolbaurumasina ees on kõrgem kasutegur ja suured võimsused väikeste gabariitide juures, mis ilmnevad täiel määral alles kõrgetel auruparameetritel. Kuna leektorukatlad osutusid ebasobivaiks kõrgete tööparameetritega auru tootmiseks, tekkis vajadus uue katlatüübi väljaarendamiseks.
Veetorukatelde peamised erinevused leektorukateldega võrreldes põhinevad püstitatud eesmärkidel:

• toota kõrgema survega auru survealuste katlaosade seinte mõõdukatel paksustel
  

tõsta katla valmidusastet tööks vähendades katla sissekütmiseks vajalikku aega
tagada aurutootlikkuse kiire reguleerimise võimalused vastavalt koormuse muutumisele.
Kõrge surve all olev töökeha – vesi ja aur – asub leektorukatelde keredega võrreldes palju väiksema läbimõõduga silindrilistes kollektorites ja neid ühendavates toru-kimpudes. Kollektoritest suurim on osaliselt vee, osaliselt auruga täidetud vee-auru kollektor, mille läbimõõt ka suurtel kateldel ei ületa 1200…1500 mm; veekollektorite läbimõõdud on suurusjärgus kuni 200…400 mm ja torude läbimõõdud olenemata katla suurusest tavaliselt vahemikus 20…40 mm. Tänu sellele on veetorukatelde survealuste osade seinapaksused ja järelikult tühimass samadel katla parameetritel palju väiksemad samaväärsete leektorukatelde massist.
Katlas oleva vee kogust m hinnatakse katla suhtelise veesisalduse ω järgi:
ω = m/D [h]
Kui katla aurutootlikkus on D kg/h ja vee mass katlas m kg, saame katla suhtelise veesisalduse ω ajaühikutes (tundi h). Füüsikaliselt näitab katla suhteline veesisaldus aega tundides, mis kuluks kogu katlas oleva vee aurustamiseks ja auru viimiseks töö-parameetriteni nimirežiimil. Veetorukatelde väikese läbimõõduga elementides sisalduva vee mass on suhteliselt väike, ω = 0,25…0,5 h leektorukatelde vastava näitaja väärtuste 1 h ja rohkem vastu. Seetõttu on veetorukatelde sissekütmise aeg palju lühem ja aurutootlikkuse reguleerimine vastavalt auru tarbimisele operatiivsem. Teiselt poolt aga
peavad veetaseme regulaatorid väikese veekoguse tõttu katlas toimima täpselt ja kiiresti. Kõrgete soojuskoormuste tõttu on ka nõuded toitevee kvaliteedile oluliselt rangemad.
Joonisel on kolme kollektori ja ühe gaasikäiguga ning lisaküttepindadega veetorukatla põhimõtteskeem. Vee-aurukollektor 1, veekollektor 2 ja ekraanikollektor 3 koos neid ühen -davate torudega 8 ja 9 moodustavad tugikonstruktsiooni, millele on üles ehitatud kogu katelagregaat. Katel toetub laeva vundamendile alumiste kollektorite 2 ja 3 tugede kaudu, kusjuures neljast jalast on vaid üks fikseeritud jäigalt vundamendi külge ja teised ainult toetuvad sinna (ning seda termopaisumiste tõttu). Kollektorite külge monteeritud profiilterasest sõrestik koos sellele kinnitatud lehtterasest katteplaatidega moodustab õhu-gaasitrakti masinaruumist hermeetiliselt eraldava piirde konstruktsiooni. Kolderuum 7 on osaliselt või täielikult ümbritsetud ekraanküttepinna torudega 8. Kolde piirde osad, kus ekraanpinnad puuduvad ( skeemil kolde põhi ja otsaseinad) kaetakse tulekindla müüritisega 11. Gaasikäikude sisepindadel, kus gaaside temperatuur on madalam, kasutatakse odavamaid ja kergemaid soojusisolatsioonimaterjale. Ekraanküttepindade tagune koldesein tehakse tavaliselt kahekordsena, mille vahele juhitakse katlaventilaatorist otse või läbi õhu eelsoojendi 6 põlemisõhk , mis jahutab seina, ise samaaegselt soojenedes.
Vasak koldepoolne toruderida 8 koosnevad tihedalt külg-külje vastu paigutatud torudest millest moodustab ekraanküttepinnad ja millede taga gaasikäiku pole ja mis võtab vastu ainult kiirgussoojust. Gaasikäigupoolses ( parempoolses) koldega külgnevas torudereas paiknevad torud vahedega gaaside läbilaskmiseks. Seega see toruderida võtab vastu nii kiirgussoojust kui ka konvektiivse soojusülekande teel ülekantavat soojust. Paljudes veetorukateldes on selle toruderea ülemine osa kujundatud torude tiheda paigutusega ekraanina ja vaid allosas on torud üle ühe painutatud gaaside liikumise suunas nii, et gaasid pääsevad torude vahelt läbi. Esimese toruderea taga gaasikäigus asuvad toruderead 9 moodustavad konvektiivküttepinna, kus soojus-ülekanne gaasidelt veele ja aurule toimub põhiliselt konvektiivse soojusvahetuse teel.
Vee- ja ekraanikollektor on torude kaudu ühendatud vee-aurukollektoriga. Katla töö ajal toimub soojusenergia ülekanne ekraanpinna koldepoolses torudereas ja kõigis konvektiivküttepinna torudes olevale veele. Torude väikese läbimõõdu tõttu soojeneb vesi neis kiiresti ja aurustub osaliselt. Vee-aurukollektoriga ühendatud torusid , kus toimub vee aurustumine , nimetatakse aurustustorudeks.
Kuna vee ja auru segu tihedus on väiksem vee tihedusest, algab katla töösse-rakendamisel automaatselt katlasisene veeringlus. Vee ja auru segu torudes tõuseb vee-aurukollektorisse, kus aur eraldub veest. Vee tagasivool vee-aurukollektorist alumistesse kollektoritesse toimub langetorude kaudu. Skeemil on näha langetorudega ekraanküttepinna taga olev toruderida, mis kiirgussoojust ei saa ja konvektiivküttepinna tagumiste ridade torud, kus gaaside temperatuur on madalam. Paljudes veetorukateldes on vee tagasivooluks ette nähtud eraldi suurema läbimõõduga torud, mis kulgevad väljaspool kollet, tavaliselt kahekordse koldeseina vahel. Seega erinevalt leektorukatelde hajutatud ja suhteliselt aeglasest veeringlusest on veetorukateldes tänu vee- ja vee-aurukollektorite paigutamisele eri tasanditele ning langetorudele kujundatud kindlad, kõrge intensiivsusega töötavad ringluskontuurid (vt nooltega markeeritud vee liikumissuundi torudes). Olenevalt torude asukohast katlas on vee liikumise kiirus tõusu- e. aurustustorudes 0,3…1,5 m/s. Vee stabiilse kiirusega liikumine torudes parandab soojusülekannet küttepinnalt veele ja vähendab samaaegselt katlakivi küttepinnale sadestumise kiirust.
Kui katel on ette nähtud ülekuumendatud auru tootmiseks kasutatakse eraldi küttepinda – auruülekuumendit 4, mis võib asuda kas aurustustorude 9 järel või nende vahele kujundatud spetsiaalses vahes. Kasuteguri suurendamiseks võib katel olla varustatud toitevee eelsoojendi e ökonomaiseriga 5 ja õhu eelsoojendiga 6. Neid küttepindu nimetatakse sageli järelküttepindadeks. Järelküttepinnad on iseloomulikud pea- ja suure aurutootlikkusega veetoru-abikateldele, kuid leektoru-abikateldel ja väikese aurutootlik-kusega kompaktsetel veetorukateldel need tavaliselt puuduvad.
Veetorukatelde väikese suhtelise veesisalduse ja intensiivse aurustumise tõttu väikese läbimõõduga aurustustorudes on nõuded toitevee kvaliteedile ning katlavee töötlemisele tunduvalt kõrgemad kui leektorukateldes.
VI – 3 Leek - ja veetorukatelde võrdlus - eelised ja puudused.
Leektorukatlad.
Eelised:
1.Seoses aurustuspinna ja aururuumi madalale koormusele suhteliselt kõrge küllastunud auru kuivusaste (x=0,97-0,98);
2.Vähene tundlikkus koormuse järsule muutustele seoses suure akumulatsioonivõimega;
3.Veetaseme muutused leektorukateldes on suure akumulatsioonivõime tõttu aeglased, ei vajata keerulist ning kiirelt toimivat automaatikat, vaid saab kasutada lihtsaid automaatregulaatoreid;
4.Suhteliselt madalad nõuded toitevee kvaliteedile;
5.Lihtne teenindada;
Puudused:
1.Katla suur mass, ulatub kuni 185-230 kg metalli 1m2 aururustuspinna kohta;
2.Auru madal rõhk (töösurve 10 - 12 bar.), seoses sellega, et katla kere seinapaksus antud rõhul olema võrdeline kere läbimõõduga, rõhu kasvades kasvab järsul seina paksus ja sellega koos ka kogu katla mass;
3.Katla madal aurutootlikus ( 750 kuni 15000 kg/h) seoses väikese auru eritootlusega (18-24 kg/m3 h) ja suhteliselt väikese aurustuspinnaga (240-280 m2);
4.Katla koostisosade jäik ühendatus, mille tulemusel on katel tundlik temperatuuri järskudele muutustele - tekkivad soojuspinged võivad purustada ühenduskohti ja tekitada lekkeid valtsitud torudes. See on põhjus, miks leektorukatelde sissekütmine ja tööst väljaviimine ( jahutamine ) peab toimuma pikema aja jooksul (4-24 tundi);
5.Katlas olev suur vee mass on ohuallikaks katla plahvatuse korral. Katla seinte, tuleruumi või kolde purunemise korral võrdsustub katla sisemine rõhk (töörõhk) momentalselt atmosfäärirõhuga ja kogu katlavees sislduv soojus põhjustab osa katlavee silmapilkse aurustumise, rõhu järsu tõusu, plahvatuse ja katla purunemise, mis on ohtlik nii inimestele kui laevale tervikuna .
Veetorukatlad.
Eelised:
1.Võimalus toota kõrgete parameetritega auru (p ca. 60 bar, to 350-480 oC). Auru kõrgemate parameetritega paraneb katla kasutegur ja suureneb aurumootorites kasuliku soojuse osa, mis tähendab, et väheneb aurukulu 1 kW võimsuse saavutamiseks;
2.Auru eritootlus on veetorukateldel 2-3 korda kõrgem, kui leektorukateldel seoses parema soojusvahetusprotsessiga vee ja põlemisgaaside vahel. Sellega seoses on veetorkatelde aurutootlikkus 10-15 korda suurem kui sama gabariitidega leektorukateldel;
3.Veetorukatla mass ja gabariidid on 3-4 korda väiksemad, kui leektorukateldel;
4.Veetorukatelde sissekütmine ja jahutamine on võrreldes leektorukatedega tunduvalt kiirem (1-3 tundi), mis on seletatav suhteliselt väikese veekogusega auruatuspinna m2 kohta, parema vee tsirkulatsiooni ja kollektoreid ühendava aurutustorude elastsusega;
5.Võrreldes leektorukateldega on veetorukatlad vähem plahvatusohtlikud seoses väiksema veekogusega.
Puudused:
1.Veetorukateldes toodetav küllastunud aur on niiskem seoses väiksema aururuumiga ja aurustuspindade suure pingega. Auru kuivendamiseks paigaldatakse aurukollektorisse lisaseadmed: separaatorid, piirdekilbid jm.;
2.Veetorukateldel on väiksem akumulatsioonivõime, seega tundlikumad koormuse järsule muutumisele ja nõuavad kiirelt toimivat keerukamat automaatikat;
3.Katlakivi ladestumisel aurustustorudesse soojusvahetus halveneb järsult, mille tagajärjel väheneb katla tootlikkus ja tekib oht torude ülekuumenemisele ja purunemisele. See asjaolu seab kõrged nõuded toitevee kvaliteedile;
4.Veetorukatelde ekspluatatsioon nõuab teendindavalt personalilt kõrgemat kvalifikatsiooni.
VI – 4 Utilisatsioonikatlad
Et tõsta laeva energeetikakompleksi tõhusust siis selleks kasutatakse ära ka väljalaskegaaside temperatuurid, millised võivad ulatuda: aeglaste pööretega masinatel 260…3400C ja keskmiste pööretega mootoritel 370…500 0C, ning võimaldab toota küllastunud või kergelt ülekuumendatud madalrõhuauru utilisatsioonikateldes. Utilisatsioonikatelde jõudluse tõstmiseks on võimalik kasutada ka ülelaadimisõhku, mille temperatuur 120…180 0C ja on piisav toitevee eelsoojendamiseks.
Ehkki diiselmootorite väljalaskegaaside energeetiline potentsiaal on märkimisväärselt suur, olles ekvivalentne 60…80%-ga mootori efektiivsest võimsusest, saab praktiliselt kasutada sellest parimal juhul mitte üle 50%. See on tingitud mitmest põhjusest, millest olulisemad on väljalaskegaaside suhteliselt madal algtemperatuur ja gaaside minimaalne temperatuur utilisatsioonikatlast väljumisel. Gaaside algtemperatuur piirab nii auru võimalikke parameetreid (temperatuur kastepunkt , s.t temperatuur, millel algab kütuse põlemissaadustes sisalduva vääveltrioksiidi ja veeauru ühinemisel tekkiva väävelhappe väljakondenseerumine küttepindadele. Väävelhape põhjustab küttepindade intensiivset korrosiooni, mistõttu gaaside temperatuur utilisatsioonikatlas peab varuga olema kõrgem väävelhappe kastepunktist 140 0C, tavaliselt võetakse arvutuslikuks minimaalseks temperatuuriks 180 0C.
Utilisatsioonikateldest saadavat auru saab kasutada soojavarustussüsteemides nagu kütte-, ventilatsiooni-, konditsioneerimis-, kütuse eelsoojendamise jt süsteemid, kuid suurima efekti annab abi-auruturbiinide kasutamine laeva osaliseks või täielikuks varustamiseks elektrienergiaga laeva käigu ajal.
Utilisatsioonikatlad paigaldatakse peamasinate väljalaskegaaside torustikele turbo -laadurite ja SCR katalüsaatorite järele, tavaliselt paiknevad need masinaruumi šahtis. Ehituselt võivad need olla veetoru tüüpi, kuid väiksematel laevadel kasutatakse ka gaas -toru- või kombineeritud utilisatsioonikatlaid. Gaaside madala temperatuuri tõttu on utilisatsioonikatelde küttepinnad, võrreldes koldega kateldega, sama aurutootlikkuse juures mitu korda suuremad, mistõttu katla gabariitide vähendamise eesmärgil kasutatakse laialdaselt katla keresse tihedalt paigutatud horisontaalseid siugtorude või spiraalselt painutatud torude pakette, mõnedes kateldes küttepinna suurendamiseks ka liigendatud välispinnaga – ribistatud või pealekeevitatud terasvarrastega torusid. Vee ringlus horisontaalsete torupakettidega kateldes tagatakse sundringlusega ringlus-pumpade abil. Väävelhappest tingitud korrosioonikahjustuste vältimiseks ja katla tootlikkuse reguleerimiseks varustatakse paljud utilisatsioonikatlad möödavoolu-torustikega, mille kaudu automaatsete või käsitsi juhitavate siibrite abil juhitakse väljalaskegaasid mootori väikestel koormustel või piiratud aurutarbimisel osaliselt või täielikult katlast mööda.
Horisontaalsete siugtorudega utilisatsioonikatelde näitena on all olev skeem. Kõrvuti paigaldatud ribistatud siugtorud 2 on ühendatud vee pealevoolu ja äravoolukollektoritega 1 ja 3.
VI – 5 kombineeritud küttega katelseade koosneb leektoru- või kombineeritud abikatlast ja veetoru-utilisatsioonikatlast. Selline katelseade on lihtsam, kompaktsem ja odavam kui abikatel ja utilisatsioonikatel eraldi seadmetena.
Peamiselt väiksematel, kuid mõnikord ka keskmistel laevadel kasutatakse veelgi kompaktsemaid kombineeritud küttega katelseadmeid, milles on vaid üks segatüüpi abi-utilisatsioonikatlaid. Millised võivad olla ühise küttepinnaga või eraldatud küttepindadega. Ühise küttepinnaga kateldes on üks gaasikäik ühe küttepinnaga, mille kaudu vastavalt töörežiimile toodetakse auru kas koldes põletatava kütuse põlemisgaaside või peamasina väljalaskegaaside soojuse arvel. Kuna aga koldegaaside ja väljalaskegaaside temperatuurid erinevad väga tugevalt, pole võimalik kujundada ühist küttepinda, mis oleks optimaalse suurusega kummagi töörežiimi jaoks. Seetõttu tehakse segatüüpi katlad tavaliselt kahe küttepinnaga eraldi gaasikäikudes, kus küttepindade suuruste suhe töötamisel koldegaasidel ja välja-laskegaasidel on 1:3…1:4.
Segatüüpi katelseadmete peamiseks puuduseks loetakse reservi puudumist, sest katla mistahes tõsisema rikke korral katkeb laeva varustamine auruga.
VI – 6 Kombineeritud katlad
Kombineeritud kateldes on osa katla küttepindadest leektorukatla ja osa veetorukatla tüüpi. Peamiselt on need leektoru-abikatlad, kus aurustusprotsessi intensiivsemaks muutmiseks kasutatakse veetoru põhimõttel töötavaid aurustuselemente või kolde ümbritsemist ekraanküttepindadega kiirgussoojuse efektiivsemaks ärakasutamiseks. Samas tänu suurele veekogusele katla keres ja madalale töörõhule säilitavad kombineeritud katlad leektorukatelde eelised. Kombineeritud kateldest leidis paljudel kaubalaevadel aastakümnete vältel laia kasutust Aalborgi katel AQ-3 (töörõhk 0,7 MPa, aurutootlikkused 800...12 000 kg/h).
Vertikaalne silindriline katlakere koosneb alumisest 11 ja ülemisest 2 osast, mille vahel paikneb veeruumist horisontaalsete torulaudadega 3 ja 5 eraldatud gaasikäik. Katlakere
alumises osas olev kolle 7 on gaasikäiguga ühendatud tuletoru 12 abil. Torulaudadesse valtsitud veetorud 13 ühendavad alumist ja ülemist veeruumi. Gaaside liikumist veetorude vahel suunab avaga 17 varustatud vahesein 16. Veeruumi ülemises pooles on ülemise läbipuhumise toru 18 lehtriga 15 katlavette sattunud veest kergemate saasteainete (nt naftasaadused) perioodiliseks eemaldamiseks. Toitevee toru 14 kaudu antakse katlasse toitevett vastavalt aurukulule. Alumise läbipuhumise toru 10 kaudu eemaldatakse katla veeruumi allosast perioodiliselt sinna kogunenud vees mittelahustuvad soolad jt keemilised ühendid. Katel on varustatud automatiseeritud programmjuhtimisega põletiga 8. Katla ülaosas on kaitseklapp ja auruvõtutoru 1 auruventiiliga. Põlemisproduktid liiguvad koldest tuletoru kaudu torulaudadevahelisse ruumi ja veetorude vahel suitsukambrisse 4.
Katla leektoru osa moodustavad kolle, tuletoru ja torulauad, veetoru osa veetorud toru- laudade vahel.
VI – 7 Termoõli katlad
Põhimõtteliselt erinevad termoõlikatlad ja -süsteemid aurukateldest ja -süsteemidest selle poolest, et soojuskandja – õli on kogu tsükli jooksul vedelas faasis. Seetõttu puudub termoõlikateldes aururuum, pole veetaseme näidikuid ega regulaatoreid, kaitseklappe jm aurukatelde armatuuri, süsteemides puuduvad kondensaatorid ja soojaveekastid kondensaadi jahutamiseks , kogumiseks ning filtreerimiseks, katlavee töötlemise ja veelisandite lisamise seadmed . Joonisel on näidatud gaaside kahe 1800 pöördega liikumine termoõli katel. Sisemine spiraal moodustab kollet ümbritseva ekraanpinna, kus soojusülekanne toimub kiirguse teel; sisemise ja välimise spiraali ning välimise spiraali ja katlakere vahel liikuvate kuumade gaaside ja küttepinna vahel toimub konvektiivne soojusvahetus. Katel võib olla kujundatud ka vertikaalsena ja firma toodangunimistus on katlad soojusvõimsustega 100…20000 kW parameetritel 280 0C/10 bar või 350 0C/13 bar.
Kuna termoõlikateldel puuduvad alumise ja ülemise läbipuhumise, õhutus- ja proovivõtuventiilid ning kaitseklapid; suletud süsteemis puudub kondensaadi kogumisanum (soojaveekast), pole tehniliselt korras termoõlisüsteemis õlikadusid. Termoõlisüsteemide olulisteks eelisteks auru-süsteemide ees on katlakivi ja korrosiooni tekke ning külmumisohu puudumine. Kõik see muudab termoõlikatlad ja -süsteemid palju lihtsamaks, kompaktsemaks ja odavamaks nii algmaksumuse kui remondi -hoolduskulude poolest. Termoõlikatelde kasutegur on 3…5%, kogu süsteemi kasutegur aga kuni 10% kõrgem aurukatelde ja auruküttesüsteemide kasutegurist.
Termoõlikatla automaatjuhtimise ja –kaitsesüsteemid on märksa lihtsamad aurukatelde vastavatest süsteemidest. Kontrollitavad parameetrid, mille väljumisel ettenähtud piiridest seiskub automaatselt kütuse andmine põletisse, on katlast väljuva õli ja gaaside temperatuurid, õliringluse intensiivsus ( vooluhulga mõõtmise teel kuluseibi ja diferentsiaal kontaktmano -meetrite abil) ja termoõli tase paisupaagis.
Termoõlikatelde puuduseks aurukateldega võrreldes peetakse suuremat tuleohtu, sest mineraal - ja poolsünteetilised termoõlid on põlevained. Küttepinna torude lekete korral töötavas katlas on vaatamata automaatkaitse töösserakendumisele termoõli põlemise tulemusena temperatuuri tõus katlas ja küttepinna sissepõlemine praktiliselt vältimatud. Seetõttu keevitatakse termoõlikatelde valmistamisel küttepinnad monoliitseteks tervikdetailideks ilma lahtivõetavate toruühendusteta. Süsteemide toruliidete ja armatuuri tihendite materjalidena kasutatakse ainult mittepõlevaid materjale nagu nt fiiber või metallid. Samal põhjusel paigutatakse termoõlikatlad tihti ka väljapoole masinaruumi. Siiski väidavad termoõlikatelde- ja süsteemide tootjad, et kuna töörõhud on madalad, on katla nõuetekohase kasutamise korral tuleoht minimaalne.
Ehkki termoõlikatelde küttepindadele katlakivi ei moodustu, toimuvad termoõlis aja jooksul oksüdeerumis- ja polümeriseerumisprotsessid, mille tulemusena tekivad laki- või vaigulaadsed tahked ained, mille eemaldamiseks on süsteemis ringluspumpade ees filtrid.
Termoõlisüsteemides kasutatavad soojuskandjad – termoõlid – on spetsiaalse koostise ja töötlemise teel valmistatud vedelikud. Tuleohu vältimiseks on kõrgetemperatuuriliste soojussüsteemide termoõlid kõrge leektäpiga, nende isesüttimistemperatuur ja koksistumistemperatuur on oluliselt kõrgemad maksimaalsetest töötemperatuuridest. Õli ülekuumenemise vältimiseks sissekütmisel ja vajaliku intensiivsusega õliringluse tagamiseks on termoõlide tähtis omadus madal viskoossus kogu töötemperatuuride vahemikus. Käesoleval ajal kasutatakse termoõlisid soojuskandjatena laias kasutusvaldkondade ja töötemperatuuride vahemikus – 900C...+2000C, kuni kõrgtempera-tuuriliste soojussüsteemideni + 40...+340 oC).
VI – 8 Kahekontuurilised katlad.
Et vältida nafta protuktide sattumist katla töövette (tankerid jt laevad) selleks kasutatakse
kahekontuurilistes auruseadmetes toodetud auru (esimese kontuuri e primaarauru) saastunud kondensaadi aurustamiseks teise aurukontuuri aurustis, millest saadav aur (sekundaaraur) suunatakse lastisoojendussüsteemidesse. Teise kontuuri aurusti võib moodustada abikatlaga ühtse agregaadi – kahekontuurilise katla – või olla kujundatud omaette seadmena, sageli võimalusega kasutada primaarauru mitmest katlast eraldi küttepindadega igalt katlalt. Skeemil on naftatankeri kahekontuurilise aurusüsteemi põhimõtteline ülesehitus. Laeva seisu ajal töötab abikatel 1, millest saadava küllastunud primaarauruga aurustatakse laeva aurutarbijatelt tagasitulevat kondensaati teise kontuuri aurustis 3. Primaaraur kondenseerub ja läheb tagasi abikatlasse, moodustades suletud ringluskontuuri. Küllastunud sekundaaraur aurustist 3 suunatakse lasti soojenduse ja teistesse soojusvarustuse süsteemidesse, lasti turbopumpade käitamiseks vajalik sekundaaraur kuumutatakse ettenähtud temperatuurini abikatla auruülekuumendis 6. Laeva käigu ajal töötab 3-sektsiooniline utilisatsioonikatel 2. Kuna kahetaktilise peamasina väljalaskegaaside temperatuuri 280…350 0C tõttu pole küttepindade ülekuumenemise ohtu, kuumutatakse aurutarbijatelt aurustisse 3 tagasitulevat konden-saati vahetult utilisatsioonikatla ökonomaiseri sektsiooni 7 ja aurustussektsiooni 8 küttepindades, milles vee ja vee-aurusegu sundringluse tagavad ringluspumbad 4.
Aurusti 3 täidab sel juhul auruseparaatori ülesannet, kus utilisatsioonikatla aurustussektsioonist tulevast vee-aurusegust eraldub aur, mis suunatakse soojus-tarbijatele ja läbi katla auruülekuumendi 9 turbiini .
Abikatla soojas hoidmiseks on veekollektoris katlavee soojendi 10, mida soojendatakse küllastunud auruga aurustist 3.
VII Kolde - ja aero - dünaamilised protsessid
Koldeprotsesside onkõiki protsessid, mis on seotud kütuse põlemisega koldes. Selleks kasutatakse mitut tüüpi kütusepõleteid, mis tagavad vedelkütuse kvaliteetse pihustamise, ühtlase ja kiire segunemise õhuga , leegile vajaliku suuruse ja kuju andmise nii, et see täidaks võimalikult täielikult kolderuumi ilma koldeseinu (küttepindu) puudutamata ja kütuse ning õhu doseerimise vajalikus vahekorras. Suurtes kateldes on tavaliselt mitu (2…6) põletit, kusjuures töötavate põletite arv sõltub katla koormusest. Abikateldes on tavaliselt üks automatiseeritud programmjuhtimisega põleti. Võrreldes sisepõlemismootoritega kulgevad põlemisprotsessid katlas soodsamatel tingimustel, sest kolde suurus ja kütuseosakeste viibimise aeg koldes (mõned sekundid) on piisav kütuse heaks segunemiseks õhuga, aurustumiseks ja täielikuks põlemiseks. Põlemisprotsess katlas on stabiilne, hästi jälgitav ja reguleeritav.
Aerodünaamilised protsessid tagavad kütuse põlemiseks vajaliku õhu andmise katlasse ja põlemisgaaside pideva eemaldamise katlast. Seega peab õhu-gaasitraktis toimuma katla töö ajal õhu ja gaaside pidev liikumine kindlas suunas. Seda saavutatakse ainult rõhkude erinevuse e nn tõmbe tekitamisega õhu-gaasitraktis.
Katlad võivad töötada loomuliku või kunstliku tõmbega.
Loomulikku tõmbega katlaid tänapäeva laevades praktiliselt ei kasutata.
Kunstliku tõmbe tekitamiseks kasutatakse katlaventilaatoreid või, harvemini, suitsu-ventilaatoreid. Katlaventilaatorid võtavad õhku katlaruumist või õhuvõtturitest tekil ja suunavad ülerõhu all koldesse, kust koos gaasidega liiguvad katla küttepindu uhtudes korstnasse. Katlaventilaatorite abil on võimalik saavutada õhu ja gaaside liikumiseks õhu-gaasitraktis vajalik rõhkude vahe ja ventilaatorid ise töötavad soodsates tingimustes. Teine võimalus on alarõhu tekitamine suitsuventilaatorite abil gaasikäikudes küttepindade järel. See meetod on katla kasutamise seisukohalt ohutum ( alarõhk koldes väldib gaaside ja leegi sattumist ebatiheduste kaudu või nt. pihusti vahetamise ajal katlaruumi), kuid ventilaator ise töötab väga rasketes tingimustes gaaside kõrge temperatuuri ja kütuste väävlisisaldusest tingitud korrosiooni tõttu, mille tulemusena vajab sagedat hooldust ning remonti. Tänapäeval kasutatakse suitsuventilaatoreid vaid üksikutel rotatsioonpõletitega kateldel.
VIII Laeva katelseadmed
VIII – 1 Põletid.
Põletite ülesanne on tagada põlemisprotsessi normaalne kulgemine kolderuumis. Põletid koosnevad kütuse ja põlemiseks vajaliku õhu koldesse etteandmise seadmetest, mis võivad olla eraldi või komplekteeritud ühtse agregaadina. Kaasaegsetel laevadel kasutatavaid vedelkütuseid antakse koldesse erinevat tüüpi reguleeritavate või mitte-reguleeritavate pihustite kaudu, õhk aga statsionaarsete või reguleeritava nurgaga juhtlabade ja õhusiibriga varustatud nn õhu suundaparaadi abil. Kuna vedelkütuste põleb aurufaasis. Seetõttu on vedelkütuste põletamisel oluline kütuse intensiivne aurustumine. Pihustite abil pihustatakse vedelkütus peeneteks tilkadeks, millega suurendatakse kütuse aurustuspinda. Näiteks on võimalik 1-mm tilga peenestamisel saada 106 . 10-μm tilka, mille summaarne välispind on 100 korda suurem, kui 1-mm tilgal. Peale aurususpinna suurendamise parandab pihustamine ka hapniku juurdepääsu kütusele. Kütuse pihustamise ja koldesse suunatava õhu moodusest sõltub koldeleegi kuju ja struktuur. Küllaldase hapnikukoguse olemasolul leegi algusosas on põlemise lõpp-produktideks süsihappegaas ja veeaur. Hapniku puudujäägi korral leegi algusosas eelnevad põlemisreaktsioonile lagunemisreaktsioonid, mille iseloom sõltub
temperatuurist. Madala temperatuuri korral tekivad lagunemisel suhteliselt lihtsad süsivesikud , mis hiljem hapnikuga kokku puutudes kergesti süsihappegaasiks ja veeauruks põlevad. Kui lagunemine toimub aga kõrgel temperatuuril (üle 500-600 oC), siis tekivad lisaks veel tahm ja suure molekulmassiga süsivesikud. Viimased muudavad leegi pikaks ja tahmavaks, põlemisgaasi jäävad mittetäieliku põlemise jäägid. Eelnevast tuleneb, et põlemisõhk tuleb suunata leegi algusossa, mis vähendab seal hapniku puudujääki ja alandab temperatuuri. Leegi kuju ja struktuur sõltub ka sellest, kas kütus väljub pihustist otsevooluliselt või keeristatult. Joonisel on vedelkütuse leegi struktuur otsevoolupihusti korral. Pihustist 1 väljub pihustatud vedelkütus või vedelkütuse ja põlemisõhu segu. Esimesel juhul suunatakse õhk pihusti otsa juurde väljaspoolt. Kütusetilkade ja õhu segu kuumeneb segunemise tõttu kuuma põlemisgaasiga. Piirkonnas 2 toimub kütusetilkade aurustumine ning kütuseaurudest ja õhust koosneva põlevsegu moodustumine. Aurustunud kütuse põlemine toimub süttimistsoonis 3. Esialgselt aurustumata jäänud kütusetilkade, põlemise käigus tekkiva tahma , vahel ka koksi põlemine jätkub järelpõlemistsoonis 4. Järelpõlemistsooni olemasolu pikendab leegi pikkust.
Pihustite puhul, mis annavad kütusetilkadele keeriselise liikumise, paisatakse tilgad tsentrifugaaljõu mõjul laiali ja leegi keskele tekib hõrendus, mille tõttu imetakse leegi keskele kuuma põlemisgaasi ja põlevsegu kuumenemine ning süttimine toimub nii väljaspoolt, kui ka seespoolt, mis intentensiivistab oluliselt põlemisprotsessi.
Põlemisprotsess katlas toimub stabiilsetel režiimidel ja kütuse osakeste viibimise aeg suure mahuga koldes on piisavalt pikk nende soojenemiseks, süttimiseelsete protsesside täielikuks kulgemiseks ning ühtlaseks segunemiseks õhuga. Seetõttu on kütuse täielikuks põlemiseks vajaliku tegeliku ja teoreetilise õhuhulga suhe ( liigõhutegur ) kateldes 1,05…1,25 ehk ligi 2 korda väiksem diiselmootorite vastava näitajaga 1,8…2,2 võrreldes. Praktika on näidanud, et optimaalne viskoossus vedelkütuse kvaliteetseks pihustamiseks kateldesse on 20…26 cSt. Kütuse ettevalmistamine on lihtsam kui diiselmootoritel, mistõttu juhul, kui katlad töötavad oma kütusel, piisab kütuse ümberpumpamise pumpadest, millega kütus põhivarutankidest pumbatakse kulupaakidesse, kust see kütuse etteande - e pihustipumpadega suunatakse rõhul 2…3 MPa läbi eelsoojendi ja peenfiltri katla põletitesse.
Seega põletite tähtsaim osa on pihusti. Vaatleme paljudes kateldes edukalt kasutatavt mehaaniline tsentrifugaalpihusti .
Pihusti koosneb pihusti kerest 6 käepidemega 7, mille külge on keevitatud pikendustoru 5. Pihustipeasse 1 tihendile paigaldatud ning kokku
soveldatud liitepindadega pihustusseib 2 ja jaotusseib 3 fikseeritakse keermestatud stopperiga 4. Koostatud pihustipea koos tihendiseibiga kinnitatakse keermega pikendustorule. Pihusti kinnitatakse kruvi-klambriga pihustihoidjasse, mille kaudu toimub ka kütuse andmine pihustisse. Pihusti keresse puuritud kanalite ja pikendustoru kaudu pääseb kütus pihustipeasse. Stopperi ja jaotusseibi perifeeriasse puuritud avade kaudu satub kütus surve 1,6…2 MPa all pihustusseibi perifeersesse ringkanalisse 2 ja sealt tangentsiaal -kanalite 8 kaudu pihustusseibi keskel olevasse keeriskambrisse 9 (vt pihustusseibi vaade I ja lõige A–A). Kiiresti pöörlev kütus väljub keeriskambrist läbi keskmise kanali 10 koonusena koldesse, kus pihustub ja seguneb katlaventilaatori abil läbi õhusuunaja antava õhuga. Kütuseosakeste intensiivsemaks ja ühtlasemaks segunemiseks õhuga annavad õhu-suunaja labad ka õhule pöörleva liikumise.
Kütuse kogust saab reguleerida kütuse rõhu muutmise teel reguleerventiiliga, õhukogust õhusiibriga kas automaat - või käsitsijuhtimise teel.
Leegi kuju määrab pihustist väljuva pihustatud kütuse koonuse nurk ja õhu liikumise kiirus. Mehaanilised tsentrifugaalpihustid võivad olla varustatud komplektiga pihustus-seibidest, millel on erinevad tangentsiaalkanalite 8 summaarse ristlõike ja keskkanali 10 ristlõike suhted. See määrab pihustist väljuvate kütuseosakeste ring- ja teljesuunaliste kiiruste suhte ning sellest sõltuva pihustuskoonuse nurga. Nii on võimalik vastavalt erinevatele kütuseliikidele valida sobiv pihustusseib.
Seda tüüpi pihustite puudus on piiratud reguleerimisulatus, sest kütuse rõhul alla 0,8 MPa halveneb pihustamise kvaliteet. Laiema reguleerimisdiapasooniga on reguleeritava tagasivooluga, auru-mehaanilised, rotatsioon - jm keerukama ehitusega pihustid.
Leegi süütamisel koldes tuleb silmas pidada, et koldes võib pihusti lekkimise tulemusena olla õhu ja kütuseaurude segu. Leegi süütamisel võib see plahvatada, põhjustades leegi väljapaiskumist koldest koos sellega kaasneva tuleohu, katlapersonali põletustraumade või katlakonstruktsioonide vigastustega. Üldkehtiv ja kohustuslik nõue selle vältimiseks on kolderuumi ventileerimine enne pihusti töösserakendamist, mille tagamiseks käivitatakse katlaventilaator täielikult avatud õhusiibritega katla kasutamisjuhendis ette nähtud ajalise ennetusega (tavaliselt 30…40 s). Leegi süütamine toimus vanemat tüüpi kateldes tavaliselt käsitsi spetsiaalse süütamisvarda abil, mille otsa oli kinnitatud diislikütusega immutatud ja eelnevalt süüdatud taht. Süütevarras viidi katlasse spetsiaalse ava kaudu pihusti kõrval. Võimalike põletustraumade vältimiseks pidi süütevarras olema varustatud kaitsekettaga käe kaitsmiseks ja katlaoperaator ei tohtinud süütamise ajal seista mitte ava ees, vaid selle kõrval.
Kaasaegsed katlad on varustatud elektriliste sädesüütajatega, mis toimivad automaatselt või kaugjuhtimisega ja mis tagavad kiire ning ohutu pihusti töösserakendamise. Mitme põletiga kateldes süüdatakse sundsüütega leek vaid esimesel pihustil, järgmised süttivad juba töötavate põletite leegist.
Põlemisprotsessi visuaalseks jälgimiseks ja vajadusel selle reguleerimiseks on kolde seinas kuumuskindla klaasiga varustatud vaateaknad (mitme pihustiga kateldes iga pihusti juures). Kaitse- ja signalisatsioonisüsteemide automaatseks rakendamiseks on kaasaegsetel kateldel põlemisprotsessi pidevalt jälgivad, eraldi paiknevad või põletile monteeritud fotoelemendid, mis registreerivad leegi süttimise ning kustumise.
Katla kaitsesüsteemi tähtis komponent on kiirelt toimiv solenoidklapp kütusetorustikul enne pihustit, mis sulgub automaatselt või suletakse käsitsi juhtpuldist katla tööparameetrite tõusmisel kriitiliste väärtusteni, vee taseme langemisel alla lubatud alumise piiri, leegi kustumisel koldes vm ebanormaalsuste ilmnemisel katla töös.
VIII – 2 Automatiseeritud programm-juhtimisega põletid“Monarch
Neid kasutatakse laeva abikateldes ning nad tagavad katelde töö ilma alalise vahita ja nad on kaugjuhtimisega nii auruparameetrite järgi automaatse käivitamise ning seiskamise.
Põletis on kütusepihustid, pihustipump, kütusefilter, eelsoojendi, ventilaator, elektriline leegisüütamise mehhanism ja kütusesüsteemi tööd juhtivad solenoidventiilid koondatud ühtsesse agregaati, mida juhib juhtplokk . Juhtploki programm-mehhanism tagab põleti normaalseks tööks vajalike operatsioonide täitmise ettenähtud järjekorras vastavalt katlale paigaldatud anduritelt ja releedelt saadavatele elektrilistele signaalidele.
Auru rõhu langemisel programm-mehhanismi seadistamisega määratud väärtuseni käivitub elektrimootor 3, mis käitab ventilaatori 4 ja kütusepumba 15. Aegrelee tagab kolde ventileerimise seadistatud aja jooksul. Samaaegselt lülitub sisse elektriline kütuse eelsoojendi 13 ja avaneb kütuse tagasivoolu solenoidklapp 12. Ventileerimise ajal võtab kütusepump 15 kulupaagist torustiku 18 ja filtri 17 kaudu kütust pumbates selle läbi eel-soojendi 13, pihusti 9 ja avatud solenoidklapi 12 tagasi imitorustikku. Pihustis 9 on vedruga koormatud sulgeklapp, mis solenoidklapi 12 avatud olekus laseb kütuse torustiku 16 kaudu tagasi pumba imipoolele, sulgedes selle pääsu koldesse. Kütuse soojenemisel ettenähtud väärtuseni, tavaliselt 95 0C läheb osa kütusest otse tagasivoolu.
Kolde ventileerimise lõppemisel ja kütuse ettenähtud temperatuuri saavutamisel sulgub solenoidklapp 12, kütuse rõhk pihustis 9 tõuseb ja kui kütuse surve servomootori kolvile ületab sulgeklapi vedru pinge, avab sulgeklapp kütuse pääsu koldesse. Koos solenoidklapi 12 sulgumisega antakse toide kõrgepingetrafole 6, mis tekitab elektroodide 8 vahel sädelahenduse leegi süütamiseks. Leegi süttimise registreerib fotoelement 5, mis annab signaali trafo väljalülitamiseks.
Kui leek mingil põhjusel – nt vee sattumisel kütusesse – ei sütti, ei anna fotoelement sellest signaali ja juhtplokk seiskab solenoidklapi avamisega kütuse pihustamise koldesse ja katla käivitusprogramm alustab korduvkäivitust kolde ventileerimisest. Kui ka teistkordsel käivitamisel süütamine ebaõnnestub, programm seiskub ja annab
häiresignaali, mille alusel peab masinameeskond välja selgitama ning kõrvaldama rikke põhjuse. Kui suure aurukulu tõttu püsib rõhk katlas alla ettenähtud töörõhku, lülitab juhtplokk solenoidklapi 11 avamise teel tööle lisapihusti 10, millest pihustatud kütus süttib pihusti 9 leegist. Samaaegselt lisapihusti töösserakendamisega pöörab täiturmehhanism 1 õhusiibri 2 koldesse antava õhu suuremale hulgale. Auru rõhu tõusmisel väärtuseni alla 0,01 MPa töörõhust lakkab kütuse andmine lisapihustisse ja õhusiibri asend taastub . Töörõhu saavutamisel seiskab programm põleti töö ja on valmis taaskäivitamiseks rõhu langemisel katlas.
Põlemisprotsessi visuaalseks jälgimiseks on põleti varustatud vaateklaasiga 14.
VIII – 3 Katlaarmatuur.
Aurukatlad kui ülerõhul kõrgetemperatuurilist keskkonda sisaldavad surveanumad kuuluvad kõrgendatud ohtlikkusega seadmete hulka, mistõttu nende ohutu töö tagamiseks on kehtestatud nii ehitust kui tehnilist kasutamist sätestavad ranged nõuded. Sealhulgas kehtivad kindlad nõuded katla töö juhtimiseks ja kontrolliks ettenähtud katlaarmatuuri minimaalse komplekti ja paigutuse kohta. Vastavalt paigutusele liigitatakse katlaarmatuur vee- ja aururuumi armatuuriks; otstarbe järgi sulg- ja kaitsearmatuuriks, mille hulka kuuluvad mitmesugused ventiilid , kraanid ja klapid , ning kontroll-mõõtearmatuuriks. Kütuse ja õhu etteandesüsteemide armatuuri reeglina otseselt katlaarmatuurina ei käsitleta.
Katlaarmatuur peab olema ühendatud katla survealuste elementide külge keevitatud tutside või ühendusäärikute kaudu äärikliidetega. Nippelühendused on lubatud vaid torustike siseläbimõõtudel kuni 15 mm. Kui sulgearmatuuri konstruktsioon ei võimalda visuaalselt määrata selle kinni- või lahtiolekut, tuleb armatuur varustada sulguri asendi näitajatega (“Avatud – Suletud”).
Iga katel peab olema varustatud sulgarmatuuriga, mis võimaldab seda eraldada kõigist katlaga seotud süsteemidest. Vahetult katlale monteeritud armatuur peab olema valmistatud terasest . Erandina on madalate tööparameetritega kateldel (auru temperatuurid kuni 200 0C, töö - rõhkudel kuni 1 MPa ja tingimusel, et armatuuri tingläbimõõt ei ületa 200 mm) lubatud kasutada kõrgtugevat malmi. See erand ei laiene kaitseklappidele ning toite- ja läbipuhumis-ventiilidele või –kraanidele.
Skeemil on tinglikult kujutatud veetoru-abikatla minimaalne nõutav armatuur. Kõik skeemil toodud armatuurielemendid on kohustuslikud ka leektoru- ja kombineeritud ning utilisatsioonikateldele.
VIII – 4 Aururuumi armatuuri:

• auruventiil 5 on ette nähtud katla ühendamiseks aurusüsteemiga. Kui katel on varustatud auruülekuumendiga, on katlal eraldi auruventiil ülekuumendatud auru jaoks. Peale kohtjuhtimise on auruventiilidel kaugjuhtimisajam (tavaliselt kardaanliigenditega võllajam), mis on masinaruumist välja viidud mingisse ligipääsetavasse kohta ülemisel tekil. See on vajalik auru sulgemiseks avariivigastuste korral, kui masinaruum on täitunud kuuma auruga
  

kaitseklapid 6 on ette nähtud katla ohutu töö tagamiseks. Kaitseklapid lasevad automaatselt liigse auru katlast atmosfääri, kui rõhk tõuseb üle ettenähtud töörõhu. Kaitseklapid varustatakse kahe käsitsi sundavamise ajamiga (tavaliselt tross - ajamid ). Üks ajamitest on toodud katla juhtposti, teine väljapoole masinaruumi, tavaliselt samasse kohta, kus paikneb auruventiili kaugjuhtimine;
õhuventiil või – kraan 4 on vajalik õhu väljalaskmiseks aururuumist katla täitmise ajal veega ja katla sissekütmisel. Ventiil suletakse, kui sellest hakkab intensiivselt väljuma aur, s.t kui õhk on aururuumist välja tõrjutud. Arvesse võttes, et õhu-hapnik põhjustab küttepindade korrosiooni, võivad õhuventiilid olla ka toitevee eelsoojenditel, auru ülekuumenditel ja aururuumi ülekuumendiga ühendaval torustikul. Ka katla tühjendamise ajal veest peab õhuventiil olema avatud;

• manomeetriventiilid või kraanid 7. Iga katel peab olema varustatud vähemalt kahe taadeldud manomeetriga;
  

automaatikasüsteemide ventiilid 3 on katla ühendamiseks automaatjuhtimise süsteemide regulaatoritega.
VIII – 5 Katla veeruumi armatuuri

• toiteklapid 1 mille kaudu vastavalt aurukulule antakse toitepumba abil vett katlasse. Katlal peab olema vähemalt kaks iseseisvat toitesüsteemi ja iga toiteklapi ees peab olema tagasilöögiklapp, et vältida töörõhu all oleva vee tagasivoolu toitesüsteemi kui pump ei tööta
  

ülemise läbipuhumise ventiil või kraan 2 veest kergemate lisandite perioodiliseks eemaldamiseks katlast. Ülemise läbipuhumise ventiil on torustiku kaudu ühendatud katla normaalsest veetasemest 50…100 mm allpool asuva lehtriga, mille kaudu ventiili avamisel vee pinnale tõusnud lisandid koos teatud hulga katlaveega välja juhitakse
alumise läbipuhumise ventiil või kraan 11, veekollektorite või katlakere põhja kogunevate vees mittelahustuvate soolade jt veest raskemate lisandite, nn
katlamuda perioodiliseks eemaldamiseks
ventiil või kraan 9 katlast veeproovide võtmiseks
kuivendusventiil 10 katla veest tühjendamiseks enne veeruumi sisemise ülevaatuse, korraliste puhastuste, hooldus - ja remonditööde tegemist.
Sõltuvalt katelseadme ja sellega seotud süsteemide ehitusest võib auru- ja veeruum olla varustatud veel muude ventiilide või kraanidega nagu aurukustutus-, küttepindade puhastus-, auruülekuumendi läbipuhumis-, veelisandite lisamis-, automaatika- jt süsteemide töö tagamiseks.
Katelseadme ohutuks, töökindlaks ja ökonoomseks ekspluateerimiseks nii käsitsi kui automaatjuhtimise režiimidel on vajalik alaliselt või perioodiliselt kontrollida selle põhilisi tööparameetreid. Selleks on katelseade varustatud kontroll-mõõteriistade ja –seadmetega. Nende abil saab kontrollida auru rõhku, ülekuumendatud auru tempe-ratuuri (kui katlal on auruülekuumendi), veetaset, toitevee, kütuse ja õhu rõhku ning temperatuuri jt. parameetreid.
Katla ohutu töö seisukohalt on esmajärgulise tähtsusega vee taseme hoidmine ettenähtud piirides. Selleks kasutatakse mitut liiki vee taseme andureid, mis signaliseerivad taseme hälvetest ja juhivad katla toitesüsteemi automaatikat. Kuid lisaks nendele seadmetele peavad kõik veeruumiga aurukatlad olema varustatud vähemalt kahe iseseisva ühendatud anumate põhimõttel töötava veetasemenäidikuga, milles veetase on visuaalselt jälgitav. Erandiks on utilisatsioonikatlad ja abikatlad auru tootlikkusega alla 750 kg/h, kus võib olla üks seda tüüpi näidik .

• vaateklaas
  

Joonisel kujutatud madalsurve abi- või utilisatsioonikatla veetasemenäidik on kraanide 6 ja 8 kaudu ühendatud vastavalt vee- ja auru-ruumiga. Ühendatud anumate põhiomaduse kohaselt on vee tase näidiku keres 1 samasugune vee tasemega katlas. Tikkpoltidega 2 ühendatud näidiku kere 1 ja raami 5 vahele on tihenditele paigaldatud tasapinnaline kuumuskindel klaas 4 (nn “Klingeri klaas”), mis võimaldab veetaset
visuaalselt jälgida. Vee taseme muudavad selgemini nähtavaks prismaatilised pikisooned klaasi veepoolsel küljel. Valguse murdumise tõttu tekib efekt, kus veega kokkupuutuv klaasi osa paistab mustana ja auruga kokkupuutuv osa hõbedasena. Näidiku raamile kantakse normaalset, ülemist ja alumist lubatud veetaset markeerivad jooned ja näidikus nähtav veetase peab ulatuma vähemalt 50 mm alla veetaseme alumist lubatud piirtaset. Normaalselt kõigub veetase näidikus vee intensiivse keemise tõttu kergelt tegeliku taseme keskväärtuse ümber. Aja jooksul võivad näidikut katlaga
ühendavad kanalid ummistuda, mille tunnuseks on veetaseme stabiilne ja tegelikku vee taset mitte peegeldav näit näidikus. Selle vältimiseks peab kanalid regulaarselt läbi puhuma läbipuhumiskraani 7 abil. Kui üks veetaseme näidikutest langeb rivist välja (tüüpiline rike on klaasi purunemine ) tuleb viivitamatult sulgeda kraanid 6 ja 8 ja ning näidik välja vahetada, milleks peab alati olema tagavaraks uus või remonditud veetaseme näidik. Katla töö ühe näidikuga on lubatud vaid piiratud aja jooksul – tavaliselt 20…30 min, mis kulub vahetuseks. Uue näidiku paigaldamisel on tähtis teada, et seda ei tohi kohe pärast katlale paigaldamist ühendada vee- ja aururuumiga, vaid näidikule peab andma 10…15 min aega soojeneda. Keskmisel ja kõrgel töörõhul töötavates kateldes kasutatakse veetaseme näidikutes klaasi asemel õhukestest vilgukiviplaatidest koostatud läbipaistvaid pakette, tagantvalgustust ning kraanide 6 ja 8 asemel kaugjuhitavaid kiireltsulguvaid ventiile.
NB! Katla veetaseme langemisel alla alumise lubatud piiri ei tohi mingil juhul toitevett lisada, vaid katel tuleb viivitamatult seisata. Katla edasise töökõlbulikkuse
üle otsustab vanemmehaanik igal konkreetsel juhul katla ülevaatuse tulemuste põhjal.
Katla ohutut tööd tagavatest esmatähtsatest armatuurielementidest väärivad lähemat käsitlust ka kaitseklapid, mille ehitus, paigutus ja arv on rangelt reglementeeritud. Üldjuhul peab igal katlal olema vähemalt kaks kaitseklappi ja vaid katlad aurutootlikkusega alla 750 kg/h ning utilisatsioonikatlad võivad olla ühe kaitseklapiga
VIII -6 katla auruauruarmatuur
Kaitseklapp Madalrõhu ja väikese aurutootlikkusega kateldes kasutatakse otse -toimelisi vedrutüüpi kaitseklappe Kahe kaitseklapi puhul võivad need olla monteeritud ühele klapikerele nagu joonisel Sulgur 1 on spindli 5 kaudu ülemise vedrutaldriku 4 ja alumise vedrutaldriku vahel oleva vedru 3 abil tihedalt surutud klapi keresse pressitud klapipesale, mille tihenduspind on sulguriga kokku soveldatud. Klapi kerele tikkpoltidel monteeritud klapi kaane ülaosas on keermestatud ava, millesse keeratud reguleerimispoldi 6 abil reguleeritakse vedru pinget klapi avanemiseks ettenähtud katlarõhul. Klapi ristlõige ja sulguri tõusu kõrgus valitakse arvestusega, et avatud kaitseklapp tagaks töötavate põletitega katlas rõhu mitte üle 1,1 töösurvest.
Reguleerimispoldi väljareguleeritud asend fikseeritakse kontramutriga ja kaetakse kaitsekupliga 7, mis ühendatakse spindliga kiilu 8 abil.
Ühel väljareguleeritud kaitseklappidest plommib katla järelevalvet teostav inspektor kiilu 8 plommiga 9, mis ei võimalda plommi rikkumata kaitsekuplit eemaldada. Teine klapp jäetakse plommimata, et võimaldada kaitseklappi ekspluatatsiooni käigus vajadusel madalamale survele reguleerida. Kaitseklapi sundavamiseks on antud klapitüübil trossiga ühendatud kang 10, mille pööramisel kergitavad kangi ülaosas olevad nukid kaitsekupleid koos spindlitega vabastades sulguri vedru survest.
Niiskes keskkonnas ja kõrge temperatuuri tingimustes olev kaitseklapp võib aja jooksul kinni jääda. Sel juhul ei pruugi klapp ettenähtud ülesurve tekkimisel avaneda, vaatamata
õigesti reguleeritud vedrule. Kaitseklapi kinnijäämine võib põhjustada ohtlikult kõrgete survete tekkimist kuni raskete katlaavariideni - survealuste elementide purunemiseni või katla lõhkemiseni. Selle vältimiseks tuleb perioodiliselt (tavaliselt vähemalt kord vahi jooksul) teha kaitseklapi lühiaegne sundavamine.
Kõrgete töösurvete ja suure aurutootlikkusega katelde kaitseklappide sulgurid nõuavad tihedaks sulgumiseks töörõhkudel väga jäiku vedrusid. Mida jäigem on vedru, seda väiksem on klapi avanemisrõhu reguleerimistäpsus. Seetõttu kasutatakse neis kateldes kaudse toimega e impulsskaitseklappe (vt skeem joonis 10.4 b). Katla normaalse töö korral surub aur sulguri 1 klapipesa vastu. Sulguri spindlile on monteeritud servomootori kolb 2 ja klapi tagastusvedru 3 tugiseib. Servomootori silinder on toru 4 kaudu ühendatud impulssklapiga 5. Impulssklapp on väike, täpselt reguleeritava vedruga kaitseklapp, millele mõjub auru surve katlas 6. Surve tõusmisel ettenähtud avanemisrõhuni avaneb impulssklapp, ühendades toru 4 kaudu servomootori silindri katlasurvel auruga. Jõud auru survest kolvile 2 ületab auru survest ning tagastusvedru 3 pingest sulgurile 1 mõjuvad jõud, ja kaitseklapp avaneb.
Rõhu langemisel katlas impulssklapp sulgub, ühendades servomootori silindri atmosfääriga. Rõhk servomootori silindris langeb, tagastusvedru viib sulguri suletud asendisse ja lõpliku tiheduse tagab auru surve sulgurile.
Kaudse toimega kaitseklapid võimaldavad avanemisrõhu täpselt välja reguleerida, sõltumata auru rõhust ja katla aurutootlikkusest.
VIII – 7 Kollektorisisesed seadmed. Vee aurustumisprotsessis vee-auru segu väljumisel tsirkulatsioonitorudest veeruumi sattuvad vee-auru kollektorisse aurumullid, mis tõusevad veepinnale ja väljuvad aururuumi. Sellega kaasneb pinnale ujuvate mullide kineetilise energia arvel ja mulle ümbritseva veekile lõhkemise tulemusena teatud veekoguse pihustumine ja tilkade sattumine aururuumi
Osa aurumulle sattub aururuumi tsirkulatsioonikontuuri vaurustus torudestsuubuvad auruga, seljuhul toimub vee pihustumine väljuva joa löögist vastu kollektori seina, kollektorisiseseid konstruktsioone või veepinda. Auru niiskus on madal ja keskrõhukatelde auru soolasisalduse põhiline allikas (madala rõhu juures soolad aurus ei lahustu). Kui katlal on ülekuumendi, siis katla trumlist väljunud aur kuivab selles ning soolad sadestuvad ülekuumendisse. Seega on otstarbekas kollektorist väljuva auru niiskus hoida võimalikult madalal tasemel.
Selleks, et vähendada aurumullide veetilkade kaasahaaramist veeruumist kasutatakse üle vee-auru kollektori eralduspinna perforeeritud drosselplaati (joonis a1). Drosselplaat paigutatakse 50 – 75 mm allapoole minimaalsest veenivoost. Drosselplaadi aukude läbimõõt on ca 10 mm ja nende summaarne pind valitakse nii, et plaadiloleks küllaldane hüdro -dünaamiline takistus. Plaadi alla kujuneb aurupadi ja aur väljub väikese ühtlase kiirusega vähendades sellega veetilkade kaasahaaramist väljumisel aururuumi. Aurustustorudest väljuva vee-auru jugade kineetlise energia vähendamiseks ja drosselplaadi alla suunamiseks kasutatakse põrkeplaate (Joonis a2 ja c2). Kollektori laes auru äraviigutorude ette paigutatakse perforeeritud plaadid (Joonis a, b3) avadega 5-10 mm ka mõnikord ka žalusiiseparator (Joonis b4). Žalusii sunnib vee-auru segul tegema äkilisi pööranguid ja kiirendusi, mistõttu suurema tiheduse ja inertsiga vesi eraldub aurust ja sadestub žalusii lehtedele ja nõrgub alla. Trumlisiseste tsüklonseparaatorite (Joonis c4) kasutamisel on aurustustorude väljumiskohad piiratud põrkeplaatidega, kus on avad vee-aurusegu tsüklonisse suunamiseks, kus sellele antakse pöörlev liikumine, vesi surutakse tsentrifugaaljõu toimel vastu tsükloni seina, kust see alla valgub, aur aga liigub üles.
Trumliväliste tsüklonseparaatorite tööpõhimõte on sama, mis kolletorisisestel, ent suurema kõrguse tõttu (ca 4 m) on separatsioonivõime parem.
VIII – 8 Auruülekuumendi.
Auruülekuumendi on katelagregaadi koosseisu kuuluv soojusvaheti , milles auru temperatuur tõstetakse üle küllastunud auru temperatuuri. Auruülekuumendi koosneb tavaliselt paralleelsetest siugtorudest (U-torudest) (Joonis 15.A), mille otsad on ühendatud kollektoritega, mõnikord ka vahetult vee-auru kollektoriga. Auruülekuumendid võivad paikneda katlas erinevatel kohtadel , konvektiivülekuumendid paiknevad gaasikäikudes kiirgusülekuumendid katla kolde laes ja seintel poolkiirgusülekuumendid kolde ja gaasikäigu üleminekuosas. Auru ja põlemisgaaside vastastikkuse liikumise järgi eristatakse pärivoolu-, vastuvoolu-, ja segavooluülekuumendeid. Auru ülekuumendamine suurendab aurujõuseadme kasutegurit.
VIII – 9 Ökonomaiser (katla toitevee eelsoojendi).
Ökonomaiser on katelagregaadi koosseisu kuuluv soojusvaheti, milles suitsugaas soojendab toitevett. Ökonomaiser valmistatakse sõltuvalt rõhust siledatest terastorudest või ribilistest malmtorudest (Joonis 17.A) ja paigutatakse katla gaasikäikudesse (Joonis 18.A). Eristatakse keev - või mittekeevökonomaisereid.
1–torude pesemisseade; 2–tahmapuhur; 4–vesi välja; 4,5 - ökonomaiseri torud; 6–vesi sisse
VIII – 10 Põlemisõhu eelsoojendi.
Põlemisõhu eelsoojendi on soojusvaheti, mis on ette nähtud katla ventilaatoriga katla koldesse antava põlemisõhu soojendamiseks põlemisgaasidega. Eelsoojenid paigutatakse katla gaasikäiku viimasena peale kõiki lisaküttepindasid Põlemisõhu eelsoojendamine tõstab katla kasutegurit, kuna soodustab põlemisprotsessi. U eelsoojendid valmistatakse peenikestest terastorudest, mille otsad valtsitakse torurahvlitesse. Eristatakse kahte varianti - põlemisgaasid läbivad torusid seestpoolt ja kuumutatav õhk väljastpoolt (Joonis 19.A, a)) ja vastupidi (Joonis 19.A, b)). Põlemisõhu eelsoojendamiseks kasutatakse ka katla topeltkesta vahelist ruumi.
IX Katla kütusesüsteem
Katla kütusesüsteemi otstarbeks on kütuse ettevalmistamine ja pidev etteandmine pihus-titesse. Kütusesüsteemi koosseisu kuuluvad järgmised põhielemendid:
-kütusemahutid;
- pumbad ;
-filtrid;
-eelsoojendid;
- torustikud armatuuri ja kontroll-mõõteriistadega.
Katla kütusesüsteemi võimalik ülesehitus on toodud skeemil
Katlakütuse põhitagavarasid hoitakse tavaliselt kahekordse põhja vahelistes tankides, kuid mõnikord ka pardatankides või paakides (tsisternides). Kütus põhitagavaramahutites peab olema viskoossusega, milline võimaldab seda pumbata kulupaakidesse, s.o. mitte üle 1000 cSt. Seetõttu on masuudil või raskekütusel töötavate katelde kütusemahutites tavaliselt auru-siugtorusoojendid, kütusetorustike kõrval aga kulgevad soojendusauru torud jahtumise vältimiseks.
Põhitagavaramahutitest pumbatakse kütus kulupaakidesse, milliste maht on tavaliselt arvestatud katla töö tagamiseks täiskoormusel 12…24 jooksul. Põhikütuse kulupaake on normaalselt 2 ning lisaks diislikütuse kulupaak katla külmalt käivitamiseks ja selle töö tagamiseks kuni auru saamiseni ning põhikütuse soojendamiseni ettenähtud tempera -tuurini. Kuna katla kütusesüsteemis reeglina eraldi settepaake ei kasutata, täidavad kulupaagid ühtlasi ka settepaagi funktsioone.
Kõik kütusemahutid peavad olema varustatud seadmetega kütusenivoo määramiseks (mõõtetorud, mõõduklaasid, ujuk - või muud tüüpi seadmed olenevalt mahuti otstarbest ja paigutusest laevas ), ning õhutorudega, mis on välja viidud avatekile.
Mõõtetorude otsad avatekil suletakse keermestatud korkidega; masina- või katlaruumi avanevatel mõõtetorude otstel peavad olema isesulguvad sulgurid.
Õhutorude otsad avatekil peavad olema varustatud kaitsekupli ja metallvõrguga tule leviku tõkestamiseks ning ujukklapiga merevee mahutisse sattumise vältimiseks.
Kütusemahutid masina- (katla-)ruumis võivad olla varustatud ka signalisatsiooni-seadmetega mahuti täitumisest ja tühjenemisest teavitamiseks.
Kütusepumpadest leiavad kõige laialdasemat kasutamist elektriajamitega hammasratas - ja kruvipumbad.
Filtritest on reeglina kasutusel paarisvõrkfiltrid, millised on lihtsad, töökindlad ja võimaldavad filterelementide puhastamist kordamööda, süsteemi tööd katkestamata. Filtri ummistumisel, mida näitab rõhkude erinevus enne ja peale filtrit , lülitatakse süsteem (tavaliselt kolmikkraani pööramisega) ümber paarisfiltri teisele sektsioonile. Peale mustunud filtri puhastamist või filterelemendi vahetamist lülitatakse süsteem taas ümber korrastatud filtrisektsioonile või jäetakse reservi kuni töötava filtri ummistumiseni. Maksimaalne ja minimaalne rõhkude vahe manomeetrite näitude järgi enne ja peale filtrit antakse filtri tehnilises dokumentatsioonis. Rõhkude vahe survetorustike filtritel on normaalsel töörežiimil tavaliselt mitte üle 0,1 MPa. Rõhkude liiga väike vahe (või selle puudumine) on filterelemendi purunemise tunnus.
Uuematel laevadel kasutatakse järjest enam isepuhastuvaid filtreid, millised võimaldavad seadmete pikaajalist hoolduseta tööd mehitamata või perioodiliselt mehitatud masinaruumidega laevadel.
Kütuse eelsoojendid on tavaliselt vertikaalsed U-kujuliste ( silmus -) torudega soojusvahe-tid, kus torudes liigub kütus, mida soojendab kesta ülaosast sissejuhitav aur. Kestas olevad diafragmad juhivad auru liikumist liikumissuuna mitmekordse muutmise teel, kuni aur jahtub, annab ära aurustussoojuse ning kondenseerub. Kondensaat juhitakse soojendi põhjas oleva ventiili kaudu soojaveekasti. Kondensaadi taseme jälgimiseks ja selle reguleerimiseks on eelsoojendi allosas mõõduklaas. Kütuse eelsoojendi kaas on varustatud kütuse sisse- ja väljavoolututsidega torustikuga ühendamiseks ja ühe või mitme vaheseinaga kütuse juhtimiseks järjestikku läbi silmustorude sektsioonide. U-kujuliste e. silmustorudega soojusvahetid on väga töökindlad tänu torude kinnitamisele ühe torulaua külge, mis võimaldab torudel vabalt paisuda ilma soojuspaisumisest tekkivate pingeteta (mis on iseloomulik sirgete torudega 2 torulauaga soojusvahetitele).
Põhitagavaratankidest pumbatakse kütus läbi ventiilikarbi kütuse ümberpumpamis- pumbaga kulupaaki. Pihustipump võtab kütust kulupaagist läbi filtri ja suunab läbi eelsoojendi ning filtri katlapihustisse. Süsteemis on ette nähtud tagasivoolutorustikud pihustipumba survepoolelt ja pihustitest pumba imipoolele ülesurvete tekkimise välti-miseks süsteemis.
Laevakatelde kütusesüsteemide ülesehitusele on klassifikatsiooniühingute poolt kehtestatud rida erinõudeid katelseadme ohutuse ja töökindluse tagamise eesmärgil.
IX – 1 Põhilised neist on järgmised:
- kütusesüsteem peab olema varustatud vähemalt 2 komplekti pumpade, filtrite ja eelsoojenditega, millistest igaüks eraldi peab tagama katla töö täiskoormusel, s.o. nimiaurutootlikkusel auru nimiparameetritel;
- torustikud, milliste kaudu antakse kütus pihustitesse, peavad olema varustatud kaugjuhitavate kiirelsulguvate sulgventiilidega;
- kütust tankides ja paakides võib soojendada ainult auru või kuuma veega, auru rõhul mitte üle 0,7 MPa. Kütuse maksimaalne eelkuumutustemperatuur süsteemi osades, millised on ühenduses atmosfääriga (kütusetankid ja paagid ) ei tohi olla kõrgem, kui 100 C alla kütuse leektäpi. Eelsoojendustemperatuur süsteemi kinnistes ülerõhu all olevates osades pihustipumpadest pihustiteni, määratakse olenevalt kütusest tagamaks kvaliteetseks pihustamiseks vajaliku viskoossuse 25…30 cSt;
- kulu- ja settepaakidel (kui viimased on süsteemis olemas) peavad olema isesulguvad settekraanid, sette äravoolutorud varustatud vaateklaaside või lehtritega;
-kütusetorustikud peavad kulgema eraldi teiste süsteemide torustikest, võimalikult hästi nähtavates ning ligipääsetavates kohtades. Kütusetorustikke ei tohi paigutada mootorite, katelde, väljalaskekollektorite ja –torustike, gaasikäikude ja aurutorustike kohale.
IX – 2 Katla toitevee süsteem.Katlavesi. Katlavee lisandid ja nende mõju. Veele esitatavad nõuded. Katlasisene ja katlaväline veetöötlemine. Filtrid ja deaeraatorid.
Katla töötamisel kulutatakse pidevalt auru ja seetõttu katla vee-auru kollektoris vee nivoo väheneb. Vee lisamisprotsessi kollektorisse nimetatakse katla toitmiseks ja seadmeid, mille abil seda tehakse nimetatakse katla toitesüsteemiks. Katla toitesüsteemi seadmete hulka kuuluvad toitepumbad, filtrid, deaeraatorid, nivooregulaatorid, katlavee keemilise eeltöötlemisseadmed, kontrollmõõteriistad. Põhiliseks katla toiteveeks on süsteemis ringlev vesi – kondensaat. Kuna kondensaat sisaldab minimaalselt katlakivi tekitavaid soolasid on oluline võimalikult rohkem koguda kondensaati. Aurujõumasinatega laevade puhul on kondensaadi moodustajaks kondensaator , diiseljõuseadmetega laevadel, kus auru kasutatakse vaid soojendus/kuumutuse esmärgil on selleks otstarbeks kondensatsioonipotid . Eristatakse ujukiga, termohüdraulilisi, termostaatilisi membraaniga ja termostaatilisi bimetalliga kondensatsioonipotte (Joonis 21.4).
XI Katelde tehnilise ekspluatatsiooni alused.
Katelseadmete ekspluateerimisel tuleb alati silmas pidada, et need on kõrgendatud ohtlikkusastmega seadmed, s.t. neis on ülesurve all kõrgetemperatuuriline töökeha (aur ja vesi). Katelde ekspluatatsiooni kõigil etappidel tuleb rangelt juhinduda arvukatest ettekirjutustest ja kehtestatud nõuetest, s.h.:
- seadme valmistaja-ettevõtte koostatud tehnilise ekspluatatsiooni juhendid;
- laevaomaniku või -kompanii poolt kehtestatud laevaseadmete tehnilise ekspluatatsiooni eeskirjade vastavad sätted;
- klassifikatsiooniühingute poolt kateldele kehtestatud nõuded;
- laeva vahiteenistuse ja sisekorra eeskirjad;
- kehtivad tuleohutuse ja ohutustehnika nõuded;
- eeskirjad laeva hukkumatust tagavate meetmete kohta;
- rahvusvahelised ja rahvuslikud konventsioonid laevadelt keskkonnareostuse vältimiseks;
muud direktiiv- ning katelde ekspluatatsiooni otseselt või kaudselt reglementeerivad dokumendid .
Katelseadmete ekspluatatsioon hõlmab kõiki katla töö, tehnilise hoolduse, remondi ning katladokumentatsiooni täitmisega seonduvaid tehnilisi ja organisatsioonilisi küsimusi .
Kuna laevadel leiab kasutamist väga lai valik eritüübilisi katlaid, saab siinkohal käsitleda vaid mõningaid kõige üldisemaid katelde ekspluatatsiooninõudeid.
Ekspluateerida tohib ainult tehniliselt korras katelseadmeid.
Katelseadmeid tohivad teenindada ainult isikud, kes on tuttavad seadmetega ja nende ekspluatatsiooni puudutavate eeskirjade ning nõuetega ja omavad sellekohase tunnistuse.
XI – 1 Katelseadme ettevalmistamine tööks.
XI – 1 – 1 Katelseadme väline ja sisemine (gaasi poolelt) ülevaatus .
Ülevaatuse käigus tuleb kontrollida:
- et kõik montaaži- ja remonttööd oleks lõpetatud, kõrvalised esemed ja kergeltsüttivad ained ning materjalid katlaruumist eemaldatud , katlaarmatuur ja kontrollmõõteriistad paigaldatud ja korras;
- katla kinnitust vundamendile ning soojusisolatsiooni seisukorda;
- aurutorustikku, ventiilide tõrgeteta avamist ja sulgemist, s.h. kaugjuhtimisega;
- gaasitrakti poolelt kolde ning koldeseadmete, müüritise, põhiküttepindade ning ökonomaiseri, auru ülekuumendi ja õhu eelsoojendi (kui need on olemas) seisukorda. Kolde ülevaatusel tuleb pöörata tähelepanu, et koldepõhjas poleks kütust;
- katlaventilaatorite ja valgustuse, k.a. avariivalgustuse korrasolekut.
- tulekaitsevahendite, tagavara veetaseme näidiku ja põletikomplektide olemasolu;
masina- (katla-)ruumi ventilatsioonisüsteemi korrasolekut, valmistada see ette ja lülitada sisse.
XI – 1 – 2 Süsteemide ettevalmistamine ja katla täitmine veega.
Toitesüsteemi ettevalmistamist alustatakse toitevee koguse ja kvaliteedi kontrollimisega, seejärel vaadatakse üle süsteem ning toiteseadmed. Enne katla täitmist veega tuleb avada järgmised ventiilid (kraanid): õhu-, toite-, veetaseme näidikute, auru ülekuumendi läbipuhumise (kui see on olemas), manomeetrite. Õhukraanide puudumisel tuleb avada manomeetrite läbipuhekraanid. Kõik ülejäänud ventiilid (kraanid) peavad olema suletud, seejuures auruventiilid tuleb kinnikiilumise vältimiseks peale sulgemist avada ¼ käsiratta täispöördest.
Katelt tohib täita veega ainult vanemmehaaniku loal. Katel täidetakse tähiseni “töötase”, kuid mitte mingil juhul alla alumise või üle ülemise tähise veetaseme näidikul.
Veega täitmise ajal tuleb jälgida torustike, armatuuri ja luukide tihedust , vajadusel torustikuliited, kinnitusmutrid ja tihendid üle pingutada.
Katel täidetakse soovitavalt sooja destillaadi, kondensaadi või mageveega koos katlasiseseks veetöötlemiseks ettenähtud reagentide lisamisega.
Katla ettevalmistamisel käivitamiseks “märjalt” hoidmise järel tuleb sulgeda ühendus paisupaagiga, lasta veetase katlas veetaseme näidiku alumise tasemeni ning kuivatada auruülekuumendi, aurujahuti ja auru-õhu eelsoojendi kui viimased on olemas.
XI- 1 – 3 Kütusesüsteemi ettevalmistamisel:
- määratakse kütuse olemasolu ja kogus tankides ja tsisternides (paakides), lastakse välja sete ja vesi kütuse kulupaakidest ning vaadatakse süsteem üle;
- avatakse ventiilid, kontrollitakse kiirelsulguva ventiili ning kaugjuhtimis-seadmete korrasolekut;
- kontrollitakse ja komplekteeritakse pihustid vajalike pihustusseibidega. Kontrollitakse, et siibrid gaasikäikudes oleksid avatud ja katted korstnatelt eemaldatud.
Enne leegi süütamist kontrollitakse elektrisüütaja korrasolekut või käsitsi-süütamisel valmistatakse ette asbesttõrvik - vähemalt 1 m pikkune terasvarras kätt leegi eest kaitsva metallkettaga.
Auru olemasolul kontrollida auru andmist kütuse eelsoojenditesse, käivitada kütuse etteandepumbad, täita süsteem ettesoojendatud kütusega ja pumbata süsteem läbi õhu täieliku eemaldamiseni re-tsirkulatsiooniventiili kaudu. (Auru puudumisel käivitatakse katel eelsoojendust mittevajava diiselkütusega).
Valmistatakse ette katla automaatikaseadmed. Regulaatorid ja juhtimisseadmed seatakse käsitsijuhtimisele ning ühendatakse töökeskkondadega; kontrollitakse rõhku ja lekete puudumist.
XI 1 – 4 Katla käivitamine , sissekütmine ja tarbijatega ühendamine.
Katla käivitamisel tuleb juhinduda antud katla ekspluatatsioonijuhendites ettenähtud operatsioonide tegemise järjekorrast ja ajagraafikust. Täisautomatiseeritud katelagregaatide käivitamine toimub etteantud programmi kohaselt automaatjuhtimisrežiimil.
Kateldel, milliste käivitamine automaatrežiimil pole ette nähtud, seatakse juhtimisseadmed käivitamisel käsitsi juhtimisele.
NB! Enne leegi süütamist tuleb kolle plahvatusohtlike gaasisegude eemaldamiseks läbi ventileerida koldeventilaatoriga vähemalt 3 minuti jooksul. Ventileerimisel peavad õhu suundaparaadi ja ventilaatori õhusiibrid olema maksimaalselt avatud.
Peale kolde ventileerimist tuleb õhusiibrid seada käivitusasendisse vastavalt kasutusjuhendi näpunäidetele, viia koldesse süütamisava kaudu tõrvik või elektrisüütaja ja avada sujuvalt kütuseventiil. Peale leegi süttimist eemaldada süütaja, sulgeda süütamisava ning reguleerida käsitsi kütuse ja õhu õige vahekord . Mitme põletiga katelde puhul toimub järgmiste põletite töösserakendamisel leegi süttimine koldes juba toimuva põlemisprotsessi toimel.
Kui katla käivitamisel ükskõik, mis põhjusel leek ei sütti või kustub, tuleb viivitamatult sulgeda kütuse etteandmine pihustisse kiireltsulguva kütuseventiili abil, teha kindlaks ja kõrvaldada põhjus ning seejärel teha uus süütamine koos eelneva kolde läbiventileerimisega.
Kategooriliselt on keelatud leegi süütamine koldes kuuma koldemüüritise mõjul!
NB! Põletuste vältimiseks koldest välja paiskuda võiva leegi tõttu tuleb käsitsi-süütamisel seista süütamisava kõrval, mitte ees!
Katla sissekütmist on soovitav teha võimalikult aeglaselt. Katla forsseeritud sissekütmine (auru tõstmine kiiremini, kui katla ekspluatatsioonijuhendis ette nähtud) on lubatud ainult kapteni korraldusel koos vastava sissekandega katlažurnaali.
Katel loetakse töötavaks kui rõhk katlas ületab atmosfäärirõhu. Ülerõhk katlas tekib, kui vesi saavutab küttepindadel keemistemperatuuri ja algab aurustumine ja aur, täites aururuumi, tõrjub seal oleva õhu välja. Visuaalselt annab õhukraanidest pideva joana väljuv aur märku, et katlas on ülerõhk ning õhk aururuumist eemaldatud. Õhukraanid ja auruventiilid (millised olid eelnevalt ¼ käsiratta pööret avatud) suletakse.
Auru tõstmise ajal tuleb katel väliselt üle vaadata võimalike ebatiheduste või muude rikete kindlaksmääramise eesmärgil.
NB! Ebatiheduste kõrvaldamine liidete või tihendite ülepingutamise teel on lubatud auru rõhuni mitte üle 0,5 MPa, kasutades ainult selleks ettenähtud ja korras tööriistu. Vasardamine ja võtmete pikenduste kasutamine on kategooriliselt keelatud!
Auru rõhu tõusmisel pooleni töörõhust (kui ekspluatatsioonijuhendis pole määratletud teisiti) kontrollitakse kaitseklappide tööd käsiavamise teel.
Küttepindade kontrollimiseks on otstarbekas aururõhul 0,3…1,5 MPa kustutada katel ja vaateava kaudu koldesse lükatud toru abil läbi kuulata. Küttepindade ebatiheduste puhul väljub neist rõhu all aur, mis kaasneb heliga ja selle tõttu avastatav. Loomulikult tuleb katla kuulamise ajal pidada vaikust.
Kui auru rõhk katlas on kasvanud töörõhuni, loetakse sissekütmine lõpetatuks. Veetaseme regulaator viiakse üle automaatrežiimile, kontrollitakse veelkord kaitseklapi tööd, veetaseme näidikuid, toiteseadmeid ja kaitsesüsteeme.
Katla ühendamise ajal tarbijatega peab vee aurutorustikku sattumise vältimiseks veetase olema mitte üle töötaseme. Kui aurutorustik (-magistraal) on külm, tuleb see eelnevalt soojendada. Soojendada tuleb aeglaselt, mitte vähem kui 15 minuti jooksul avatud läbipuhumisventiilidega.
Hüdrauliliste löökide vältimiseks aurutorustikus tuleb auruventiili avamisel kõigepealt vabastada sulgur pinge alt, mõne minuti möödumisel pisut avada ja seejärel avada ventiil aeglaselt ning sujuvalt 10…15 min. jooksul.
Katla ühendamisel surve all aurumagistraaliga tuleb surved eelnevalt ühtlustada või tagada ühendatavas katlas ülesurve 0,05…0,1 MPa ja seejärel avada auruventiil vastavalt ülaltoodud juhistele.
Peale katla ühendamist tarbijatega lülitatakse sisse kõik katla automaat- ja kaugjuhtimissüsteemid, kaitse- ning signalisatsiooniseadmed kõigi juhtorganite automaatjuhtimise režiimi viimise teel. Reguleeritavad parameetrid seadista-takse ettenähtud väärtustele ja kontrollitakse regulaatorite tööd parameetrite hoidmisel lubatud piirides.
XI – 2 Töötava katelseadme teenindamine.
Katla ja seda teenindavate mehhanismide ning süsteemide tööd tuleb jälgida kontroll-mõõteriistade näitude, ligipääsetavate kohtade ülevaatuste ning häire- ning hoiatussignalisatsiooni poolt antava info põhjal. Perioodiliselt tuleb kontrollida:
- veetaset;
- auru, toitevee ja pihustitesse antava kütuse rõhku ja temperatuuri;
- koldesse antava õhu rõhku ja temperatuuri;
- kütuse- ja veekulu.
Katla töö ajal tuleb tagada ettenähtud veerežiim, õigeaegselt sooritada ülemine ja alumine läbipuhumine, tahma eemaldamine küttepindadelt tahmapuhuritega, kontrollida katelt teenindavate seadmete ja süsteemide ning automaatikaseadmete tööd.
Kõigist katelseadme töö käigus ilmsiks tulnud riketest, seadmete rivist väljalangemistest, katla tööparameetrite hälvetest üle etteantud piiride jne. peab katelseadet teenindav isik ette kandma vahimehaanikule ning võtma viivitamatult kasutusele abinõud katelseadme ohutu töö tagamiseks kuni katla seiskamiseni avariiolukordades.
Erilist tähelepanu tuleb osutada veetasemele ja põlemisprotsessile koldes.
Veetaseme langemisest tingitud katlaavarii või katla ületoitmisest tingitud vee aurutorustikku sattumise vältimiseks peab veetase katlas olema alati lubatud, veetaseme näidikul märgistatud piirides. Veetaseme näidu usaldusväärsuse tagamiseks tuleb veetaseme näidikud perioodiliselt, mitte harvemini kui kord vahi jooksul läbi puhuda.
NB! Veenäidiku klaasi (või vilgukivipaketi) purunemise vältimiseks hüdraulilise löögi tõttu tuleb ülemise ja alumise kanali läbipuhumisel eelnevalt avada läbipuhumiskraan või –ventiil!
Ühe veetaseme näidiku rivist väljalangemisel on katla töö lubatud ajutiselt ühe näidikuga, tavaliselt mitte pikema aja, kui 1 tunni vältel. Sel ajal tuleb seda hoolikamalt jälgida veetaset töötava näidiku järgi ja asendada viivitamatult rikkis näidik varem ettevalmistatud (remonditud või uue) tagavaranäidikuga.
NB! Peale tagavaranäidiku paigaldamist tuleb enne selle ühendamist katla vee- ja aururuumiga lasta tal soojeneda 15…20 min. Ühendusventiilid (-kraanid) avada aeglaselt ja sujuvalt. Eeltoodud näpunäidete eiramise tõenäoline tulemus on asendatud varunäidiku klaasi kohene purunemine termiliste pingete või hüdraulilise löögi toimel!
Veetaseme kadumisel näidiku nähtavuspiirkonnast tuleb viivitamatult selgitada, kas tegu on ületäitumise või veetaseme langemisega alla alumise lubatud piiri näidiku läbipuhumise teel.
XI – 2 -1 Ületäitumise korral tuleb reeglina vähendada katla koormust, minna üle toite käsijuhtimisele ja vähendada toitevee etteandmist katlasse, viia ülemise läbipuhumise abil veetase normi piiridesse ning puhuda vee eemaldamiseks läbi auru ülekuumendi ja aurutorustik.
XI – 2 – 2 Veetaseme langemisel alla alumise lubatud piiri tuleb viivitamatult sooritada katla avariiseiskamine, milleks:
- sulgeda kiireltsulguvad kütuseventiilid;
- lülitada välja kütuse etteandepump;
- lülitada välja katlaventilaator;
- lõpetada toitevee andmine katlasse;
- sulgeda auruventiilid
- tagada katla ohutu mahajahtumine.
Vajadusel (nt. katla küttepinna torude või muude rõhu all olevate katlaelementide vigastuste korral) lasta aur katlast välja kaitseklappide sundavamise teel.
NB! Veetaseme langemise korral alla lubatud alumise taseme ei tohi ühelgi juhul jätkata katla tööd, püüdes viia veetaset normi toitevee lisamisega!!! Eriti leektorukatelde korral võivad sellise tegutsemise tagajärjed olla katastroofilised (halvimal juhul katla lõhkemine)
Kütuse maksimaalselt efektiivseks kasutamiseks peab põlemisprotsess katla koldes kulgema stabiilselt ja antud katla jaoks antud režiimil ettenähtud liigõhuteguriga. Selle tagamise eeldusteks on pihustite, õhu suundaparaadi, kütusepumpade, ventilaatorite ja teiste koldeseadme tööd kindlustavate seadmete ning süsteemide tehniline korrasolek. Kütus tuleb nõuetekohaselt ette valmistada – lasta kulupaagist välja sete ja vesi, eelsoojendada ja filtreerida. Kütuse ja õhu rõhud ning temperatuurid peavad olema ettenähtud piirides. Põlemisprotsessi saab kvalitatiivselt hinnata (ja korrigeerida) leegi värvuse ja kuju ning korstnast väljuvate suitsugaaside järgi visuaalselt. Normaalselt kulgeva põlemise tunnusteks on stabiilse frondi ja kujuga, kolde mahtu võimalikult täielikult täitev, kuid müüritise ja küttepindadeni mitteulatuv leek. Leegi värvus - õlgkollasest heleoranžini. Suitsugaaside värvus normaalsel põlemisel varieerub helehallist helepruunini.
Suitsugaaside tume värv viitab kütuse mittetäielikule põlemisele, mille põhjusteks võib olla õhu puudujääk (vale õhusiibri asend, madal õhu rõhk, ebatihedused õhutraktis, ventilaatori rikked jms), kütuse mittekvaliteetne pihustamine (valesti valitud pihustusseib, pihusti kulumine või ummistus, madal kütuse rõhk või temperatuur), pihusti või difuusori vale asend.
antavast õhuhulgast või veeaurust suitsugaasides. Veeauru normaalsest kõrgema sisalduse põhjusteks võib olla vee sattumine Suitsugaaside valge värvus võib olla põhjustatud liigsest koldesse kütusesse, kütuse ülemäärane ettekuumutamine või aurustustoru(de) lekkimine veetorukatelde puhul. Vastavalt kindlakstehtud põhjusele tuleb üle minna teisele kulupaagile, alandada kütuse temperatuuri või seisata katel.
Leegi värvuse tumenemine ja selle väljakandumine kolderuumist suitsukäiku on õhu puudujäägi tunnuseks. Koldeseadmete ja ventilaatori ebarahuldava seisukorra tulemusena võib leek pulseerida, vahepeal korraks kustuda seejärel uuesti põlema lahvatada, ulatudes ajuti küttepindadeni; leegi sisse võivad tekkida mustad triibud ja koldesse võib koguneda suitsu.. Leegi ebaühtlased, nagu rebitud kontuurid ning sädemed tekivad tavaliselt kütuse liiga kõrge temperatuuri ja mehaaniliste (tahkete) lisandite olemasolu tõttu kütuses. Režiimi korrigeerimiseks tuleb kontrollida kütuse temperatuuri ning vajadusel seda vähendada, ja lülitada ümber kütuse etteandmine läbi paarisfiltri teise sektsiooni. Kütusefiltri seisukorra üle otsustatakse rõhkude vahe järgi enne ja pärast filtrit. Normaalne rõhulang on tavaliselt 0,05…0,1 MPa. Rõhkude vahe üle 0,1 MPa on signaaliks filtri ummistumisest, rõhulangu puudumine aga filtrielemendi purunemisest.
XI – 2 – 3 Katla perioodilist läbipuhumist tuleb teha vastavalt katla ekspluatatsiooni juhendile, reeglina mitte harvemini, kui kord ööpäevas. Enne läbipuhumist tuleb kontrollida veetasemenäidikute ja toitepumpade korrasolekut.
Alumine läbipuhumine tehakse tavaliselt enne korralist ülemist läbipuhumist. Enne läbipuhumise algust tuleb katla veetase viia ekspluatatsioonijuhendiga ettekirjutatud näiduni ja vähendada katla koormust vee tsirkulatsioonihäirete vältimiseks. Kui läbipuhumistorustikul on sulgventiil, tuleb see avada enne katla läbipuhumisventiili (läbipuhumise lõpetamisel suletakse see viimasena). Läbipuhumisventiile tuleb avada ettevaatlikult ja järk-järgult et vältida hüdraulilisi lööke. Alumise läbipuhumise kestvus ajaliselt on tavaliselt 3…5 min. ja selle jooksul tuleb pidevalt jälgida veetaset; hüdrauliliste löökide ja vibratsiooni tekkimisel torustikus tuleb läbipuhumine koheselt katkestada. Peale läbipuhumise lõpetamist võetakse katlavee proov ja selle tehakse keemiline analüüs. Kui pärast alumist läbipuhumist tehtud veeanalüüsi tulemuste järgi ülemine läbipuhumine osutub mittevajalikuks, avatakse ülemise läbipuhumise ventiil siiski 5…7 minutiks veepinnale kogunenud vahu, muda ja muude veest kergemate lisandite eemaldamiseks.
Plaaniväliselt tuleb katla läbipuhumine teha alati, kui perioodiliselt tehtava katlavee analüüsi tulemus näitab soolsuse või leeliselisuse tõusu üle ülemiste lubatud piirväärtuste ja enne katla seiskamist.
Peale läbipuhumist tuleb vastavate lisandite sisseviimise teel taastada nõutav fosfaat- ja nitraatarv
Katla automaatikaseadmete- ja süsteemide rikete korral tuleb vastavalt antud katla kasutusjuhendile üle minna poolautomaat- või käsitsijuhtimisele, tagades seejuures pideva katlavahi.
Utilisatsioonikatelde ekspluateerimisel tuleb silmas pidada selle katlatüübi mõningaid iseärasusi. Utilisatsioonikatelde ettevalmistamisel peab kontrollima gaasisiibrite asendit, nende ajamite ja servomootorite korrasolekut.
Kui utilisatsioonikatel omab möödavoolu gaasikäiku (baipass), on peamasina madalatel koormustel otstarbekas heitgaasid suunata katlast mööda, kuna nii välditakse küttepindade kiiret saastumist tahmaga ja heitgaaside madalast temperatuurist tingitud madalatemperatuurilist korrosiooni väävelhappe väljakondenseerumise tõttu küttepindadele.
Utilisatsioonikatelt võib veega täita nii seisva kui töötava peamasina puhul, tsirkulatsioonipumbad on soovitav töösse rakendada peale peamasina käivitamist.
Katla töö ajal tuleb perioodiliselt kontrollida veetaset aurukollektoris või –separaatoris, auru ja toitevee rõhku ja temperatuuri, heitgaaside temperatuuri enne ja peale katelt, gaasitrakti takistust ning vee kvaliteeti. Perioodiliselt tuleb puhastada küttepindu ja teisi heitgaasidega kokkupuutuvaid katlaelemente tahmast ja gudroonist. Jälgida tuleb katla kere hermeetilisust ja viivitamatult parandada gaasilekked.
Katla gaasikäikude saastumise tunnusteks on gaasitrakti takistuse suurenemine (rõhulang), katlast lahkuvate gaaside temperatuuri tõus ning auru rõhu langus
heitgaaside samadel algparameetritel. Silmas tuleb pidada ka seda, et utilisatsioonikatelde saastumise kiirus ja iseloom sõltub peamasina(te) tehnilisest seisukorrast, töörežiimist, kasutatavast kütusest jms. Kuna tahma, õli, gudrooni jt. katlasse kogunevate saasteainete süttimine on küllalt sagedane, on utilisatsioonikatlad alati varustatud auru-, CO2 – või keemiliste tulekustutus -süsteemidega, milliste valmisolekut tuleb alati kontrollida ja osata seda vajadusel viivitamatult rakendada. Viivitamine või vale tegutsemine viib katla tõenäoliselt rivist välja vee kiire aurustumise ja küttepindade ülekuumenemise või sissepõlemise tõttu.
XI – 3 Katla seiskamine ja hoidmine.
Katel seisatakse vajaduse puudumisel, s.o. kui puuduvad aurutarbijad, korraliste katlaülevaatuste, puhastuste ja remonditööde tegemiseks ning klassifikatsiooni-ühingu inspektorile esitamise ettevalmistumiseks . Katla täielikul seiskamisel eeltoodud põhjustel tuleb juhinduda katla ekspluatatsioonijuhendi ettekirjutustest.
Rikete või parameetrite hälvete korral katelde töös, mis võivad ohtu seada inimeste elu või ei taga katelseadme ohutut tööd võib tekkida vajadus katla avariiliseks seiskamiseks p. III toodud skeemi kohaselt.
Reeglina sooritatakse enne katla täielikku seiskamist küttepindade puhastamine tahmapuhurite abil, kui olukord ja tingimused seda võimaldavad (nt. sadamas seisu ajal seda teha tohi).
Kui katla kasutusjuhend ei näe ette tegutsemist teisiti, on täielikuks seiskamiseks vajalikud operatsioonid nende sooritamise järjekorras tavaliselt alljärgnevad:
- katel viiakse üle käsijuhtimisele,
- lülitatakse välja automaatreguleerimise- ja kaitsesüsteemid,
- lõpetatakse auru andmine tarbijatele,
- viiakse koldeseade (pihustid) üle diiselkütusele ja lülitatakse välja kütuse eelsoojendid,
- sooritatakse hoolikalt katla läbipuhumine koos sellele järgneva toitevee lisamisega töötasemeni,
- kütuse rõhku sujuvalt vähendades lülitatakse pihustid välja ja seisatakse kütuse etteandepumbad,
- ventileeritakse hoolikalt kolle ja gaasikäigud.
Peale koldeseadmete väljalülitamist ja ventileerimist suletakse õhusiibrid ja võetakse kasutusele teised vajalikud meetmed külma õhu katlasse pääsemise vältimiseks.
Kontrollitakse, et katel oleks kindlalt eraldatud töötavatest seadmetest ja süsteemidest, milleks sulgarmatuur fikseeritakse suletud asendis või eemaldatakse käsirattad ja paigaldatakse neile hoiatussildid.
Katel tuleb lasta maha jahtuda võimalikult aeglaselt.
Katla lühiajalisel seiskamisel (mitte üle 24 tunni) võib katel seisma jääda samas seisukorras, nagu seiskamisel jäi.
Katla ekspluatatsioonist väljaviimisel kuni 30 ööpäevani võib katelt hoida täites selle täielikult veega ja ühendades paisupaagiga (nn. “märjalt hoidmine”).
Rohkem, kui 30 ööpäevase seismise korral tuleb katel kuivatada ja hermetiseerida (nn. “kuiv hoidmine”).
“Märjal hoidmisel” täidetakse katel täielikult veega (k.a. auru ülekuumendi ja ökonomaiser, kui need on olemas) koos ettenähtud regentide lisamisega. See-järel käivitatakse koldeseade ja avatud õhuventiiliga kuumutatakse vesi keemistemperatuurini õhu eemaldamiseks. Õhuventiili sulgemise järel ühendatakse katel sellest kõrgemal asuva paisupaagiga, milline täidetakse veeklaasi näidu järgi ¾ paagi mahust.
“Märjalt hoidmine” on keelatud masinaruumi temperatuuridel alla
Katla ettevalmistamisel “kuivaks hoidmiseks” vesi katlast välja lasta. Selleks peab vesi olema jahtunud temperatuurini mitte üle 500 C. Keelatud on katla tühjendamine alumise läbipuhumise ventiili kaudu ülesurve toimel. Peale katla tühjendamist veest avatakse vaatlus - ja man- luugid , veendudes eelnevalt auru ja kuuma vee puudumises.
“Kuival hoidmisel” kestvusega kuni 6 kuud puhastatakse katel gaaside ja vee poolelt ühega allpooltoodud meetoditest ning tehakse hoolikas ülevaatus, puhastatakse liikuvad toed ning määritakse grafiitmäärdega, demonteeritakse pihustid ning kontroll- mõõteriistad ja kaetakse korstnaava kaitsekattega. Automaatreguleerimis- ja kaugjuhtimisseadmed ning demonteeritud pihustid konserveeritakse.
“Kuival hoidmisel” kestvusega rohkem, kui 6 kuud tehakse kõik, mis hoidmisel kestvusega kuni 6 kuud, kuid lisaks sellele kuivatatakse kolle, katla kere või kollektorid vee poolelt kuiva kaloriifhttp://www. emara .ee/index.php?page=7#rahvuskooleritega soojendatud õhuga ventileerimise teel või soojendamise teel katlasse asetatud pannide abil, millel põletatakse puusütt. Peale kuivatamist asetatakse kollektoritesse või katla keresse alused niiskust imava ainega ja suletakse kõik luugid. Niiskust imavate (neelavate) ainetena võib kasutada kustutamata lupja CaO, kaltsiumkloriidi CaCl2 või silikageeli. Küttepinnad konserveeritakse kolde poolt vähese väävlisisaldusega masuudiga, väljapoole katla piirdekonstruktsioone ulatuvad mitteisoleeritud katlakere ja kollektorite pinnad värvitakse. Katla sisemust koos niiskust imavate
ainetega kontrollitakse iga 3 kuu järel.
XII Ohutusnõuded katelde ekspluatatsioonil.
Katelde ekspluatatsiooni käigus võivad ilmneda mitmesugused rikked ja hälbed normaalsest töörežiimist, mis on põhjustatud nende konstruktsioonivigadest, tehnoloogilistest puudustest või ebakvaliteetsest remondist, kuid peamine rikete ja katlaavariide põhjus on katelseadme ebaõige tehniline teenindamine, katla ekspluatatsioonijuhendi, ohutustehnika- ja tulekaitseeeskirjade nõuete eiramine.
Olenevalt rikke iseloomust ja suurusest võib selle likvideerimine olla võimalik ilma katelt seiskamata, näiteks täiendava reguleerimise, läbipuhumise jms. teel, või mittekorras katlaelementide (nt. ülekuumendi) väljalülimise teel, millega katla kasutusvõimalused tavaliselt ahenevad . Tõsisemate rikete korral võib vajalikuks osutuda katla seiskamine.
Ilmnenud rikked parandada või defektidega sõlmed asendada tuleb viivitamatult, kui see on võimalik. Kui rikke kõrvaldamine laeva tingimustes pole võimalik, kuid auru või kuuma vee andmine antud tingimustes vajalik, on katla töö mittekorras seadmega või selle välja lülitamisega ajutiselt lubatav tingimusel, et see ei too endaga kaasa veel tõsisemaid vigastusi, katlaavarii ohtu või ohtu katelt teenindavale personalile.
Alltoodu on tüüpiliste rikete loetelu , milliste puhul katel tuleb seisata:
- koldemüüritise tugevad vigastused;
- katlakesta läbipõlemine;
- mõlema veetaseme näidiku rivist väljalangemine;
- kaitseklappide, auruventiilide jt. vastutusrikaste armatuurielementide ebatihedused;
- naftasaaduste sattumine auru-veetrakti;
- tahma, kütuse ja mittetäielike põlemisproduktide süttimine järelküttepindadel;
- praod kollektorites ja torulaudades;
- küttepinna torude deformatsioonid, läbipõlemised või purunemised,
- veetaseme langus alla alumise lubatud piiri.
Veetaseme langemise juhul tuleb peale katla seiskamist ja jahtumist teha küttepindade väline ülevaatus. Nähtavate defektide – deformatsioonide, pragude, sissesulamisjälgede jms. – puudumise või mitteavastamise korral tehakse katla hüdrauliline katsetamine töösurvega. Kui selle tulemusena lekkeid ei tuvastata, on vanemmehaanikul õigus lubada katel ekspluatatsiooni. Veetaseme langemine ja sellele järgnevad välise ülevaatuse ning hüdraulilise katsetuse tulemused peavad olema nõuetekohaselt dokumenteeritud ja sadamasse saabumisel katel esitatud klassifikatsiooniühingu inspektorile ülevaatuseks, kes langetab lõpliku otsuse katla edasise ekspluatatsiooni lubamise kohta.
Erilist tähelepanu katelseadmete ekspluatatsioonil tuleb pöörata tuleohutusele. Gaasisegude plahvatused koldes, tulekahjud katla gaasikäikudes ja masina- (katla-) ruumis võivad viia väga tõsiste tagajärgedeni. Nende vältimiseks tuleb jälgida, et koldepõhjas ei oleks kütust, enne katla käivitamist kolle alati läbi ventileerida, hoida korras katlamüüritis ja soojaisolatsioon, hoida katlaruum puhtana ja korras, mitte jätta aurutorudele põlevaid materjale, kontrollida elektriseadmete korrasolekut, mitte töötada lahtise tulega ruumides, kus on kütus, mitte viia lahtist tuld kollektoritesse luukide kaudu. Äärmiselt tähtis on kontrollida ja hoida alalises valmisolekus ettenähtud tulekaitsevahendid- ja süsteemid ning, osata neid vajadusel sihipäraselt ja õigesti kasutada.
Tahma süttimise korral gaasikäikudes tuleb välja lülitada pihustid, panna seisma katlaventilaatorid, suurendada vee läbivoolu ökonomaiseris ja lülitada sisse aurutahmapuhurid. Kui katel on varustatud tuletõrjesüsteemidega tule kustutamiseks gaasikäikudes (CO2, auru- või muu), tuleb see töösse rakendada.
Mistahes katla rikke ilmnemisel tuleb sellest viivitamatult teavitada vanem-mehaanikut.
Kui tulekahju kustutamiseks katlaruumis tuleb kasutada mahulisi tulekustutus- meetodeid , tuleb katel seisata koht- või kaugjuhtimise teel ning inimesed evakueerida. Äärmusliku meetme – katlaruumi uputamise - kasutamise puhul tulekahju kustutamiseks tuleb lisaks katla seiskamisele lasta välja ka aur.
XIII Katelseadme tehniline teenindamine.
Katelseadme tehniline teenindamine on ekspluatatsioonijuhendiga ettenähtudperioodiliselt tehtavate hooldus- ja remonditööde kompleks, mille eesmärk on seadme tehnilise korrasoleku tagamine.
Katelseadme tehnilise teenindamise olulisemad komponendid on katla gaasi- ja veetrakti perioodiline puhastamine, korralised katla ülevaatused tööolukorras, hüdraulilised katsetused , ettevalmistamine ja esitamine klassifikatsiooniühingu esindajale ning katlamüüritise, armatuuri, kolde- ja automaatikaseadmete profülaktiline remont .
Enne inimeste lubamist katlasse tuleb veenduda, et viimane on kindlalt eraldatud töötavatest kateldest ja süsteemidest ja hoolikalt tuulutatud. Temperatuur katlas ei tohi olla üle 500 C. Katlas kasutatavad elektrivalgustid ja – tööriistad peavad olema ohutu pingega ( mitte üle 12 V).
XIII – 1 Töötava veetorukatla küttepindu puhastatakse gaasi poolelt aurujugadega rõhul 1…2 MPa, harvemini ka suruõhuga. Selleks varustatakse katlad gaasikäiku lükatavate või madala gaasitemperatuuriga tsoonides statsionaarselt paigaldatud tahmapuhuritega. Tahmapuhuri põhiosa on pööratav toru auru- või suruõhu-jugasid suunavate düüsidega.
Kui gaasikäigus on mitu tahmapuhurit, tuleb neid sisse lülitada ühekaupa nende gaasitraktis paiknemise järjekorras (alt üles). Puhastamise ajaks on soovitav suurendada katla tõmmet.
Töötava katla küttepindade puhastamist tahmapuhurite abil tohib teha ainult käigu ajal vahitüürimehe loal.
XIII – 2 Mittetöötava katla küttepindu gaasi poolelt puhastatakse peale katla jahtumist 500 C kuuma (60…900 C) vee, auru või suruõhuga. Selleks kasutatakse olemasolevaid ja teisaldatavaid tahmapuhureid, vee ja suruõhuga puhastamist teatud tingimustel tohib teha ka käsitsi. Suruõhujoaga tohib käsitsi puhastada ainult külma katelt, olles eelnevalt veendunud, et küttepindadel pole hõõguvat tahma. Käsitsipuhastamisel veejoaga ei tohi vee temperatuur olla üle 500 C. Käsitsi puhastamine auruga on väga ohtlik ja seetõttu keelatud. Küttepindade puhastamise järjekord peab olema ülevalt alla, s.o. järelküttepindadest kolde poole.
Koldemüüritise niiskumise vältimiseks küttepindade veega pesemisel tuleb selle kaitseks koldesse riputada presendid või paigaldada kaitsekilbid. Äravoolupiigati puudumisel kolde põhjas tuleb sinna kogunenud must vesi presentvooliku abil eemaldada.
Küttepindade puhastamine on tõhusam, kui puhta kuuma vee asemel kasutada leeliselist vett, näiteks soodalahust (Na3CO3). Tugevalt saastunud küttepindade puhastamiseks on otstarbekas juhtida koldesse küllastunud auru koos leeliseliste lisanditega. Kondenseerudes küttepindadel niisutab aur sinna ladestunud saastekihi läbi, lisandite (NH4)2CO3 või Na3CO3 vesilahused muudavad selle pehmeks .
Küttepinna torude puhastamine vee poolelt katlamudast tuleb teha otsekohe peale katla jahtumist ja vee väljalaskmist kuni torud on pole kuivanud, kuna kuivades võib see kiiresti kõveneda. Katlamuda pestakse torudest ja kollektoritest välja surve all sooja veega.
Kõva katlakivikihi korral küttepindadel tuleb kasutada keemilist puhastamist ainetega, millised muudavad katlakivi pehmeks ja lagundavad seda. Keemilise puhastamise järel tuleb katlakivi jäägid surve all veega läbi pestes eemaldada. Küttepindade mehaanilist puhastamine katlakivist harjadega või freesidega on lubatav vaid erandjuhtumeil.
Katelseadme tehnilise seisukorra kindlakstegemiseks tehakse iga-aastaselt korraline väline ja sisemine järelevaatus ning vahepealsed profülaktilised ülevaatused katlapuhastuste ajal.
XIII – 3 Profülaktiliste ülevaatuste käigus katlapuhastuste ajal kontrollitakse kolde poolt küttepindade ja koldemüüritise, aga samuti liikuvate tugede, katlaarmatuuri ja pihustite tehnilist seisukorda.
Sisemiseks järelevaatuseks lastakse katel tühjaks, avatakse vaatlus- ning manluugid ja tehakse kolde, gaasikäikude ning küttepindade täielik puhastus. Järelevaatuse käigus kontrollitakse kõigi küttepindade, kollektorite, koldemüüritise, isolatsiooni, katla kinnituse ja armatuuri seisukorda. Samuti vaadatakse üle laeva kereelementide seisukord katla all.
Väline järelevaatus tehakse töötavale katlale. Selle käigus kontrollitakse vee- ja auru lekete puudumist, katlaarmatuuri seisukorda ja sulgumise tihedust, kaug-juhtimisajamite korrasolekut, võrreldakse katla- ja kontrollmanomeetri näitusid ja veetaseme näidikute tööd. Kontrollitakse kõigi katelseadme süsteemide ning seadmete, s.h. automaatjuhtimis-, kaitse-, signalisatsiooni- ja blokeerimissead-mete tööd. Kontrollitakse ja vajadusel reguleeritakse kaitseklapid.
XIII – 4 Hüdraulilised katsetused võimaldavad avastada lekkeid ja ebatihedusi halvasti nähtavates ning raskesti ligipääsetavates kohtades, milleks on eeskätt torude ühenduskohad torulaudadega (kollektoritega).
Hüdraulilised katsetused tehakse kateldele peale kohalemonteerimist nende esmasel ekspluatatsiooni võtmisel ja edaspidi, olenevalt katla konstruktsioonist, perioodiliselt iga 4 või 8 aasta järel klassifikatsiooniühingu esindaja järelevalve all. Lühendatud katsetustevaheline periood võib olla kehtestatud kateldele, milliste konstruktsioon ei võimalda sisemist järelevaatust täies mahus , s.t. surve-aluste elementide (v.a. torud siseläbimõõduga alla 250 mm) visuaalset kontrolli mõlemalt poolt.
Mittekorralised hüdraulilised katsetused tehakse peale pikaajalist (üle 1 aasta) hoidmist, laevalt demonteerimist ja suuremahulist remonti.
Proovisurve perioodilistel hüdraulilistel katsetustel on 1,25 p, kuid mitte vähem, kui p + 0,1 MPa, kus p on töösurve. Sisemist järelevaatust täies mahus mitte võimaldavate katelde ja kõigi katelde survealuste konstruktsioonide suure-mahuliste remontide järgne katsetuse proovisurve on 1,5 p, kuid mitte vähem, kui p + 0,1 MPa.
Vanemmehaaniku otsusel on õigus laeva ekspluatatsioonis teha vajadusel mittekorralisi hüdraulilisi katsetusi katla töösurveni ilma klassifikatsiooni-ühinguga kooskõlastamata.
Enne korralist hüdraulilist katsetamist proovisurvele peavad olema kõrvaldatud kõik sisemise järelevaatuse käigus avastatud puudused ja katlaarmatuur korrastatud. Kaitseklappide sulgurid peavad olema fikseeritud suletud asendis klapivedrude asemele distantspukside paigaldamise või muude sulguri kindlat sulgemist tagavate abinõudega.
NB! Kaitseklapi tiheduse tagamine vedru surve suurendamise teel on keelatud.
Katel täidetakse täielikult veega kuni õhuventiilist vee tulekuni. Õhu ja vee temperatuuride erinevusest põhjustatud õhuniiskuse kondenseerumise (“higistamise”) vältimiseks on katel soovitav täita sooja veega. Õhutemperatuur katla- (masina-) ruumis hüdrauliliste katsetuste ajal ei tohi olla alla 50 C. Katsetuste ajal ei tohi laeval teha töid, mis kaasnevad müra ja löökidega.
Surve tõstmiseks kasutatakse kontrollmanomeetriga varustatud käsipumpa, mille abil tõstetakse surve sujuvalt proovisurveni. Proovisurvel hoitakse katel 10 minutit, seejärel alandatakse surve töösurveni ja tehakse katla ja katlaarmatuuri põhjalik kontrollimine.
NB! Kontrollimisel avastatud lekete kõrvaldamine on lubatud ainult siis, kui rõhk katlas on alandatud atmosfäärirõhuni.
Katel loetakse hüdraulilise katsetuse tulemusel vastuvõetuks, kui rõhk proovisurve ajal ei lange ning kontrollimisel töösurve all ei tuvastata lekkeid, jäävdeformatsioone, pragusid või defektikahtlusega keevisliiteid.
Metallpindade higistamist või üksikute, mittevoolavate veepiiskade ilmumist valtsitud toruliidetes lekkeks ei loeta (veepiiskade ilmumine keevitatud liidetes pole lubatud).
Katelseadmete ekspluatatsioonis ilmnenud rikked, kasutuselevõetud meetmed, remonditööd, korralised ja mittekorralised järelevaatused ning katla normaalse ekspluatatsiooni käigus tehtavad rutiinsed katla puhastused, profülaktilised- ja hooldustööd jne. peavad olema nõuetekohaselt dokumenteeritud.
42