Soojus- ja Hüdraulika süsteemid (1)

Soojus - ja H�draulika s�steemid 3.KURSUS!!! SOOJUS TEHNIKA SEADMED ! katlad katel seadme �ldiseloomustus k�esoleval ajal toodetakse ligi 70% elektrienergijast auruturbiin soojuselektrijaamades. K�ik saab alguse sellel elektritootmise juures , alguse katlaseadmes , katlas toodetakse seda vajalikku soojust ja auru mis l�puks t�iendab turbiini , paneb ta p��rlema ja turbiin k�ivitab generaatori. Selliseid katlaid nimetatakse energeetilisteks katlateks, aga katel seadmetes toodetakse ka tehnoloogilist auru, mida kasutatakse siis mitte turbiinides vaid seda kasutatakse tehnoloogiliseks otstarbeks , suunatakse seda vastavatele tarbijatele ja kasutatakse ka k�tteks, seda tehnoloogilist auru. KATELSEADE : nimetatakse komplektset seadmestikku , mis on etten�htud , veeauru ja kuumavee tootmiseks ja tarbijale v�ljastamiseks. Katelseadme moodustavad: Katel(katelagregaat), kasutatakse erilisi orgaanilisi k�tuseid. Katel koosneb: p�lemis koldest ja erinevatest k�ttepindadest, mis on paigutataud �hte v�i mitmesse korpusesse , kolle on etten�htud k�tuse p�letamiseks ja k�ttepinnad on etten�htud p�lemisel vabaneva soojuse �lekandmiseks veele ja ka p�lemis�hule, ning seda soojust kasutatakse veel hiljem katlasse juhitava toitevee eelsoojendamiseks. AURUGENERAATOR(Auru tootev katel) k�ttepinnad oleksid: k�ttevee eelsoojendus (�konomaiser) Kuumavett tootva katla , ehk soojaveekatla J�rmiseks k�ttepinnaks on aurustusk�ttepind �konomaiser Aurustus k�ttepinnad ja aurusti katlanormaalse t�� tagavad siis mitmesugused abiseadmed ja s�steemid mille � lesandeks on vajalike keskkondade suunamine katlasee ja teatud keskondade eemaldamiseks katlasse ja osa abiseadmeid ja s�steeme t��tlevad katlasse sisenevaid keskkondi ja sealt v�ljuvaid keskondi ja t��tlevad neid Kusjuures k�tuse ettevalmistamise ja t��tlemise seadmed olenevad k�tuse agregaatolekust(tahke, vedel,gaasiline) eriti keeruline on k�tuse ettevalmistamise ja ettevalmistamise etteandmise s�steem tahketel k�tustel t��tavatel katelseadmetel, sest tihtipeale tuleb k�tus peenendada ja suurte energeetiliste katelde puhul jahvatada tolmuks. P�lemise �hk suunatakse katlap�letitesse m��da nn. �hutrakti. P�hielemendiks selle �hutrakti peal on �hukulu reguleerilmise seadmed. P�lemisgaaside trakti peal on p�hiseadmeteks suituimejad , ehk suitsu ventilaatorid ja tahkete k�tuste puhul paiknevad trakti peal ventilaatorid.Tahkeste k�tuste p�lemisel on eraldi Slakki, ehk r�bu kinni p��dmise ja eemaldamise seadmed ja samuti on eraldi seadmed tuha kinni p��dmiseks ja eemaldamiseks. Neid seadmeid ja s�steeme mida kasutatakse tahkete k�tuste p�lemisel, tekkiva tuha ja slakki eemaldamiseks nimetatakse tuha ja slakki �rastus seadmeteks ja s�steemideks. Kaasajal kasutatakse h�dro ja neumaatilisi Slakki ja tuha �rastus s�steeme. AURUKATELDE VEEAURU TRAKTID. see veeauru traktid modustavad veeaurus�steem ja sellega �hendatud katlav�lised vee ja auru torustikud ja abiseadmed. Veev�rgust tuleb l�htevesi juhitakse pumba kaheksa abil l�bi soojusvaheti Keemilise veepuhastuse osakonda, kus eemaldatakse veest katlakivi tekitavad soolad . Veesolevad korrosjooni tekitavad gaasid. selleks et gaasid eraldatakse veest see vesi kuumutatakse auruga peaaegu keemis temp. TSIRKULATSIOONIGA KATLA SKEEM. loomulik tsirkulatsioon ehk vaba ringlus toimib siis vee ja auru erinevate tiheduste t�ttu. Skeemi p�hielemendiks on trummel (6) (joonis 1 , lk 1). katlad on teatud k�rgusega (isegi 50-60m). M��da t�usu torusid liigub �les vee ja auru segu , sest seal toimub vee keemine ja aurustumine ja need torud paiknevad katlakoldes seinte peal.M��da laskuvtorusi liigub trummlis alla vesi ja need torud on paigaldatud v�ljaspool katla seina.Sealt edasi liigub t�usutorudesse (veeauru segu on kergem kui vesi, tekib iseenesest trikulatsioon.) Toitepumbaga antakse toitevesi �konomaiserisse(�kosse) ja seal toimub eelsoojendamine, k�llalt k�rgele temperatuurini. Ja n��d surutakse k�lm vesi trumlisse. kui katla koormus muutub v�iksemaks v�ib juhtuba tsirkulatsioon seiskuda. siis pannakse juurde pumbad . Paljud katlad t��tavad �lekriitilistel tihendustel. Kuna ei ole trumlit ja trummelkatlapuhul aga soolad kogunevad trumblisse ja trumblist lastaks v�lja teatud hulk soolast vett. KAASAEGNE ELEKTRILINE KATEL LK.1 Loomuliku tsirkulatsiooniga tolmk�ttel t��tava aurugeneraatori skeem. P�hiosad: Kolde p�hielement on p�leti.(suurel katlal v�ib neid olla kuni 24 v�i rohkemgi) Primaar �hk ja k�tusetolm sisened keskmisesse p�letitorusse ja peale selle osa �hku antakse k�ljepealt. Kolle on t�idetud leegi , leek peab olema enamv�hem kolde keskel. Suitsuimejad aitavad koldel leeki tekitada. Kolde saht on alt kitsenev ja all asub punker, kuhu langed k�ik slakk . Trummel on t�idetud igasuguste keeruliste seadmetega. Trumblist v�ljub k�llastunud aur, k�llastunud aur liigub �lekuumendisse aga �lekuumendi on mitmeastmeline 1)l�bib see aur lae�lekuumendi(torud) 2)Siis konvektiiv�lekuumendi(�he astme) ja siis esimesse 3)L�heb turbiini(tarbijale.) ## Klassifikatsioon .## K�ik energia allikad , mida kasutatakse jagatakse 2te r�hma: 1) Taastuvad 2) Mitte taastuvad Taastuvateks energia allikateks nim. taastuvad k�tused (puit, paike, tuul, vesi. Mittetaastuvateks eneriga allikateks on mittetaastuvad k�tused , k�ik fossiil k�tused. Taastuvad energia allikad omakorda jagunevad: 1) Tastuvad ehk p�levad k�tused (puit, fotos�nteesivad taimed, p�hk, pilliroog , hein, biok�tused) 2) Mittep�levad taastuvad energia allikad (p�ike, vesi). ##VEDELK�TUSED## � ldjuhul katelseadmete ja t��stusahjude �heks t�htsamaks k�tuseks on vedelk�tused ja p�hiliseks vedelk�tused on olnud siiamaani mazuut. Vedelk�tuste spetiifilised omadused: 1) Viskoosus 2)Leek punkti temperatuur 3)S�ttimistemperatuur Viskoosus kujutab endast siseh��rdumist. Viskooson omadus avaldada takistust �ksikute vedeliku kihtide nihkumisele. Kinemaatiline viskoosus - n��(v t�heline) D�namiline viskoosus. K�tuse viskoosus antake tihtipeale tingkraadides (Enngler'i kraadides E(kraadim�rk)). Nafta viskoosuse klassifikatsioonid M40 (arv t�hendav viskoosuse Engleri kraadi) M100 (M200) Engler'i kraadidelt v�ib � lber minna kinemaatilisele viskoosusele (E = V [m^2/s]) Selle vedelk�tus aurud segus � huga s�ttivad lahtise leegi juurde viimisel, kiiresti p�levad (plahvatavad) ja seej�rel lakkavad. S�ttimis temperatuuriks nim. temperatuuri, kui lahtise leegi juurdeviimisel k�tusepinnale koheselt s�ttivad need aurud ja m�ne sekundi p�rast s�ttib ka k�tus. Ja see temperatuur on k�rgem punkt temperatuurist Olenevalt vedelk�tuse viskoosusest see leek k�igub piirides 135-240kraadi(Celsius). S�ttimist temperatuur on 60-70 k�rgem. Need temperatuurid on kindlat m��ratud katselisel teel. Ises�ttimis temperatuur. kUI KUUmutada vedelk�tust ilma leegi juurdevimiseta tema l�hedusse, l�puks ta ikka s�ttib ja seda nim. ises�ttimist temperatuuriks. See temperatuurk�igu piirides 500-800kraadi(Celsius). 1)v��vlivaesed mazuudid - v��vlisisaldus (st) on v�iksem kui 0,5% 2)keskmise v��vli sisaldusega 0,5-2% 3)v��vlirikkad mazuudid , kus v��vli sisaldus on �le 2 ja kuni 4% Vanaadium kutsub esile mazuudi kateldes auru�lekuumendite k�rge temperatuuri �lekuumenemist korrosioon . ##GAASK�TUS## P�hiliselt p�letatakse kateldes maagaasi ehk loodusliku gaasi, mis koguneb maakoore t�himikesse. Maagaasi ballastiks l�mmastiks ja CO2. Naftagaase toodetakse ka ja need on need gaasi, naftak�rval gaasid on rasvasd gaasid, kuna nad sisaldavad palju raskeid s�sivesinike. Gaask�tuse p�hilisteks kaheks karakteristikuks on: 1)P�levagaasi tihedus Igal p�levagaasil on omaette plahvatus ehk s�ttimispiirid. Alumine plahvatuspiir ja �lemine plahvatuspiir. Alumiseks plahvatuspiiriks nim. minimaalset gaasi kontsentratsiooni gaas �husegus , mille puhul lahtise tule juurde viimisel ta plahvatab. �lemine s�ttimispiiriks nim. max gaasi konsentratsiooni mille puhul plahvatab. ##P�LEMINE## K�tuse p�lemine katla koldes on keemilis -f��sikaline protsess, mille k�igus k�tus viiakse kokku happendajaga (�hu hapnikuga) ja seej�rel k�tuse p�levaine ja see see hapendaja ehk hapnik �hinevad keemiliselt, mille tagaj�rjel eraldub p�lemissoojus ja see soojus kulutatakse siis k�tuse hapendaja ja p�lemisproduktide temperatuuri t�stmiseks, see protsess toimub koldes. Sellist p�lemist, kus k�tus on gaasilises faasis ja hapendaja on on samtui gaasilises faasis sellist p�lemist nim. homogeenseks p�lemiseks. Kui aga k�tus on tahkes faasis v�i vedelas faasis ja hapendaja on gaasilises faasis sellist p�lemist nim. heterogeenne p�lemine. Homogeense p�lemise korral k�tuse p�lemiseks vajalik aeg t(tau) on summa, mis koosneb ajas k�tuse ja hapniku segunemiseks td(taud indeks d) + aega, mis kulub keemilise reaktsiooni toimumisele tk (tau indeks k) . Esimene juhul kineetline p�lemine vastab korralikult �huga segatud gaask�tuse p�lemiselegaasikolletes. Teine aga vastab, kus k�tus ja hapnik on eelnevalt segamata v�i halvasti segatud sel juhl m��rab kogup�lemisaja just see segamisprotsess. Vahepealne protsess, kui m�lemad m�ngivad rolli. VEDELK�TUSE EHK MAZUUDI ETTEVALMISTAMIEN P�LETAMISEKS vedelk�tus p�leb aurufaasis, et p�lemine toimuks entensiivselt, tuleb vedelk�tus eelneevalt pihustada v�imalikult v�ikesteks tilkadeks selleks elemendiks kus protsess toimub on m ##P�LEMISPPRTSESSI P�LEMISBILANDS## Oleneevalt juurdeantav �hukogusest �hu kogusest, tehakse vahet t�ieliku ja mittet�ieliku p�lemise vahel. K�tuse t�ielik p�lemine see on k�tuse p�levelementide keemilise �hinemise protsess �huhapnikuga, mis toimub kindlal temperatuuril ja millega kaasneb maksimaalne soojuse eraldumine, st k�ik p�levelemendid p�levad �ra. P�lemisel moodustunud p�lemisgaasid siseldavad j�rgmisi komponente: CO2,SO2, l�mmastik ja hapnik. Mitte�ielik p�lemise korral suitsu gaasid sisaldavad p�levaid komponente, mis ei ole �ra p�lenud. Keemiline p�lemiskadu, kui avastatakse suitsugaasides CO, H2, CH4 )p�hjuseks on, et �ku on v�he). Mehaanlised mittet�ielikud p�lemised aegajalt v�etakse tuhaproov ja viiakse keemialaborisse ja keemikd teevad anal��si jakui tuhas avastatakse s�siniku, seda nimetatakse mehaaniliseks mittet�ielikusk p�lemiseks (mingil p�hjusel tolmuosakesed ei p�lenud �ra). Gaask�tuse puhul mehaanilist mittet�ielku p�lemist ei eisne seal on keemiline. Vedelk�tuse puhul v�ib mehaaniline kadu seisneda sellest, et katla j�relk�ttepindade sadestub tahk t�hendab, ei ole �ra p�lenud korralikult. K�tuse p�hilise p�levelemendid on s�sinik (C), vesinik (H) ja v��vel (S). S�siniku p�lemisel eraldub +33,6MJ/kg, vesiniku p�lemisel eraldub 139MJ/kg, v��vli p�lemisel eraldub tunduvalt v�hem soojust. nende reaktsioonde j�rgi on v�imalik arvutada v�lja, kui palju kulub hapniku 1 kg s�siniku, vesiniku v�i v��vli l�plikuks p�lemiseks. K�igepealt 1kg tahke v�i vedelk�tuse tarbimisainet (ehk tarbimismass) sisaldab s�siniku Ct/100 [kg]. Vesiniku sisldab Ht/100 [kg]. V��vlit sisaldab SO+p/100 [kg]. Summeerides need suurused ja lahutades sellest summast 1kg olevas k�tuses hapniku massi (O2t/100 [kg]) selle tulemusena saame v�lja arvutada, kui palju kulub hapniku 1kg k�tuse p�letamisel (vedel v�i tahke). ##MITTET�IELIK P�LEMINE## mittet�ieliku p�lemise korral suitsugaasid sisaldavad p�levaid komponente, kui gaasianal��s n�itab CO v�i H2 v�i CH4 kui �ks nendest sisaldub siis on kohe tegemist mittet�ieliku p�lemisega - Keemiline p�lemiskadu.�heks p�hjuseks on see et on v�he �hku. Peale selle v�ib esineda ka mehaaniliselt mittet�ielik p�lemine ja seda tehakse kindlaks nii et aegajalt v�etakse tuhaproov(teatud kogus tuhka) ja viiakse keemialaborisse ja seal tehakse anal��d ja kui leitakse s�sinikku - seda nim. Mehaaniliseks mittet�ielik p�lemine. Gaask�tuse puhul, mehaanilist k�tuse kadu ei saagi olla , saab ainult Keemilist olla. Vedelk�tuse p�letamisel, v�ib mehaaniline kadu seisneda selles et katla j�relk�ttepindadel sadestud tahm(t�hendab ei ole korralikult �ra p�lenud). K�tuse p�hilised p�levelemendid on s�sinik, vesinik S�siniku p�lemisel eraldub 33,6 MJ/Kg vesiniku p�lemisel eraldub 139 MJ/Kg v��vlil 9 MJ/Kg CO eraldub p�lemisel 9,9 MJ/Kg Nende reaktsioonide j�rgi on v�imalik arvutada v�imalk kui palju kulub/on vaja hapniku n�iteks s�siniku. K�igepealt 1KG tahke v�i vedelk�tuse tarbimisainet. Summeerides need k�ik suurused(liites nad kokku) ja lahutades sellest summast 1kg k�tuses oleva hapnikumassi, saame teada mitu kg kulub hapnikku 1kg (tahke v�i vedelk�tuse) p�letamiseks. Selleks et k�tus �ra p�leks on vaja tagada see et igale osale on v�imalik hapniku j�udmine, et oleks ideaalselt �ra segada �hk ja k�tus, kuid seda ei ole v�imalik teha . ja seep�rast koldesse antakse alati rohkem �hku kui teoreetiliselt vajalik �hukogus Vteg.(on suurem kui)V0 V0=Ct+Ht+So+p-O2(jagatud)100*1,429*0,21 (m3�hk/1kgk�tuse) ( delta )V on liig�hk. P�hiliseks karakteristikuks mille abil otsustatakse kui palju seda liig�hku on vaja anda - Kolde Liig�hutegur (alfa)K Kolde liig�hutegur - tegelikult koldesse antav Vteg.(jagatud)V0 , s�ltub p�letatava k�tuse liigist ja selle k�tuse struktuurist on ta tahke k�tus. Ta s�ltub k�tuse jahvatuspeensusest(mida peenem seda parem), veel s�ltub ta kolde p�lemis reziimist ja p�lemisprotsessi viisist(kuidas p�letatakse) ja veel katla kolde konstruktsioonist. Tema v��rtus kolde(alfa) v�ib muutuda 1,01..1,5 alfa minimaal v��rtused vastavad gaask�tuse p�lemisel. Gaasi v�ib p�letada isegi 1,03-1,05 Masuudi puhul on 1,08-1,1 . Tahkete k�tuste tolmp�letamisel on ta juba veel suurem 1,15 - 1,2 , kuni 1,5 v�ib ta ulatuda RESTKOLLETES ( kus p�letatakse tahkeid k�tuse osakesi). Katla arvutus normides on �ra toodud soovitused (alfa) valiku kohta , olenevad konstruktsioonist, liigist, p�lemisviisist. Liig�hutegur (alfa) gaasi liikumise suunas suureneb pidevalt, suureneb sellep �rast et erinevates katla gaasi k�ikude tsoonides imetakse l�bi ebatiheduste nn. V��R�HKU. Enamus katlaid t��tavad alar�hu all , koldes ja gaasik�ikudes on alar�hk , mille tekitab suitsuimeja. max Alfa on suitsuimeja ees. V��r�huks nim organiseerimatult katlasse sisenev �hk, l�bi ebatiheduste. Katla koldesse antav �hk kannab nimetust Organiseeritud �hk. (alfa) lahkuvates gaasides (on suurem kui) (alfa) koldes. Koguaeg gaasik�igus ta tavaliselt suureneb. Seda v��r�hku juurde imemist nimetatakse V��r�huga (delta)alfa. V��r�hutegur v�rdub v��r�hu kogust jagatud teoreetilise kogusega. (delta)Alfa=V.v��r�hk(jagatud)V0 . V��r�hu tegur koormad suitsuimeja �le. V��r�hutegurid on limiteeritud ja tema k�ikumise tegurid on piiratud (delta)Alfa=0...0,2 lubatud piirv��rtused tuuakse katla paigutusnormides. Pilantsi alusel p�lemisprotsessi asuvate k�tuse j�umasside summa on v�rdne p�lemis protsessis tekkivate p�lemisgaaside ja tahkete p�lemisj��kide summaga .Materjali bilantsi v�rrandist saab leida ka kui palju kulub �hku tegelikult �hele massi�hiku k�tuse p�letamiseks. Ja samuti saab leida kui palju tekib p�lemisgaase. Summaarset p�lemisgaaside mahtu on vaja teada selleks et v�lja arvutada katla suitsuimejate v�imsus ja seej�rel , kui see on v�lja arvutatud, valida antud katlalse vajalikku t��pi suitsuimejad.Summaarne p�lemisgaaside maht, mis tekib k�tuse p�lemisel t�psemalt koldes , koosneb j�rgmisest summast Kuivade gaaside maht + veeaurude maht. tuleb eraldi arvutata p�lemisel tekkivate kuivade suitsugaaside maht ja veeaurude maht. Kuivade gaaside maht v�rdub V(kuivad gaasid)=V(co2)+V(so2)+V(o2)+V(N2) Sinna tuleb veel lisada niiskuse aurustumine. ##KATELDE, KOLLETE T��BID JA NENDE KLASSIFIKATSIOON## Toimub k�tuse p�lemine(on vajaliku koguse soojuse saamine/eraldumine). Soojus eraldub peamiselt kiirguse teel , leek kiirgab seda soojust katla k�tte pindadele . Osaliselt ka konvektsioon teel. seal toimub keemine ja aurustumine (katlas) 1)Kamberkolded(suured katlate puhul) 2)Kihlkolded e. restkolded . K�ikide kollete p�hielementideks on p�leti (sellest oleneb kolde t�� ja p�lemisre�iim jne.) ##GAASIP�LETID## Gaasik�tuse p�letamisel on vaja tagada k�tuse ja �hu hea seguminemine. 1 p�hiliseks elemendiks , kus toimub see segunemine on gaasi p�leti, ja teine �l k�ttesegu suunamine koldesse. Esimene grupp p�leteid on injektsioonp�letid ja nendes p�letites suunatakse p�lemis�hk p�letisse gaasijuha kineetilise energia arvel. (Gaasi juga injekteerib kaasab �hku, gaasi ja �hk segunevad p�leti sees). Teine grupp p�leteid on sundsegunemisega p�letid ja nendes p�letites suunatakse p�lemis�hk p�letisse ja sealt edasi koldesse ja segatakse gaask�tusega �huventilaatori abil. Iga p�leti peab tagama stabiilse p�lemise koldes, leek ei tohi pulseerida, ei tohi p�letisse sisse t�mbuda ja ei tohi leek endast lahti rebida p�leti suudmes . leegi p�letisse t�mbumine v�ib esineda siis, kui leegi levimise kiirus osutub suuremaks , kui k�ttesegu v�ljumisel p�letis ja kui p�levsegu kiirus on liiga suur siis on oht, et leek v�ib ennast lahti rebida. (joonis 13 lk3 - on kujutatud legistabiilsuse piirid, vertikaalteljal on segunemiskiirus ja horisonaatlil on liig�hu tegur �letist v�lljumisel. P�lemine on stabiilne, suures segukiiruste vahemikus, vaid p�levsegu v�ikese �hu sisalduse juures, v�ikese liig�hu sisalduse juures. Liig�hu tegur alfa *suuremv�iv�rdne*, kui 1 selles alas on stabiilse p�lemise piirkond v�gakitsas, et kiiruse muutust ei toimuks paigaldatase leegi stabilisaatoreid. Leegi p�leti suudmest lahti rebimise �ltimiseks luuakse leegi algosas, p�leti suudmes, sundp�letamise . P�levsegu segu s�ttimistemperatuurist k�rgema temperatuuriga s��taja kasutamist selleks v�ivad olla t�iedavad gaasip�leti ja see p�leb koguaeg p�leb leegiga ja kui ikka rebib lahti ja s��tb uuesti . Pidevalt toimiv s�de s��tab uuesti. 1.mingisuguse keha k'rgemat tempi kasutades -s�de -gaasip�leti 2.kuumade p�lemis p�lemisprodiktide retsirkuatsioon e. tagasisuunamine leegisuudmesse Kasutatakse ka p�letite suudme juurde ka veel geraamilised stabilisaatorid st. p�letisuudme juurde kinnitatakse geraamiline suurema l�bim�� duga keraamiline torujupp (kuumuskindel) ##INJEKTSIOONP�LETI## V�ljundusosa suudme kujutamise osas. t�ieliku segunemisega p�letite paikneb suudme juures v�i suudme taga teatud kaugusel gaasi leegi stabilisaator ja need p�letid tagavad k�llalt suure soojuskoormuse vahemikus automaatselt tagavad gaasi ja �hukulu vastavuse. Ja �hukulu j�medaks reguleerimiseks ehk esialgseks reguleerimiseks on p�leti 'hutraktile on paigaldatudspetsiaalne reguleerimissein millega saab reguleerida pilu vastavalt mille kaudu �hk juhitakse sinna p�letisse. Penreguleerimine e. lisareguleerimine toimibautomaatselt automaatika abil. ##VAATLEME OSALISE P�LEMIS�HU EELSEGUNEMISEGA INJEKTSIOONP�LETIT## Sellistes p�letites segatakse gaask�tusega p�letisees 40-70% teoreetilisest vajalikust �hukogusest. Selliste p�letite puhul piisab �hu injekteerimiseks madalr�hugaasi r�huenergiast. Magalr�hu injektsitoon p�letid. -P�leti suudme ehituse poolest jagunevad nad kahte r�hma: 1.Kollektorita p�letid 2. Kollektoriga p�letid Kollektoril v�ib olla erinev kuju aga peamiselt kasutatakse torukujulisi kollektoreid. (joonis 16 lk3) IgA AVA kohale ilmub v�ike leegike- nende p�letite kasutamisel on tegemist l�hikeste leegiliste p�leti. �ieti projekteeritud ja reguleeritud p�letid tagavad gaask�tuse t�ieliku p�lemise, primaar�hu kogus k�igub piirides 40.70%. T��sis kiirus suurenes r�hk v�henes. Difuusoris kiirus v�henes r�hk suureneb. Lihtne konstruksioon, p�letid t��tavad stabiilselts ja seejuures neid v�ib kasutada k�llalt suurter soojuskoormuste vahemikes. Kasutatakse keskmise ja v�ikese koormusega kolletes. Suurtel gaasikateldel kasutatakse t�ieliku eelsoendusega p�leteid. sunnitakse gaasi ja �hku segunema. Kasutatakse ka t�ieluk eelsegunemisega injektsioon p�leteid. Metallv�re stabilisaatorid. Sundsegunemisega p�letid- �hk juhitakse p�letisse ventilaatori abil. Ja nende soojuslik v�imsus. Injektsioon p�letite maksimaalne v�imsus ulatub kuni 2MV. ##GAASK�TUSE ETTEVALMISTAMINE P�LETAMISEKS## Gaasikolletes p�letatakse �ldiselt loodusliku gaasi, maagaasi. Miinuseks on see, et see on p�letusohtlik. Ettevalmistamine seisneb siis gaasi puhastamises, gaas l�bib filtri ja seej�rel alandatakse gaasir�hk p�letites etten�htud r�huni ja selleks kohaks, kus gaasi ettevalmistamine p�letamiseks on gaasireguleerimsi punkt ehk gaasireguleerimis seade. Hoitakse see r�hk etten�htud tasemel automaatika abil olenemata gaasikulust. ##MASUUDI KOLDED JA MASUUDI P�LEMISED## Kateldes sobib p�letamiseks. Vedelk�tu eelnevalt peab aurustuma, h�sti aurustuks selleks on vaja masuuti pihustada korralikult, mida v�iksema l�bim��tduga on piisad, seda suurem on aurustumis pind, seda intensiivsemalt p�leb. Masuuti vedelk�tuse segunemine v�ib toimuda osaliselt p�letite sees v�i osaliselt koldes p�leti suudme juures. Kui masuuti pihustatakse pihustite abil siis tegelikult ta pihustub erineva l�bim��duga tilkadeks (n�iteks mida v�iksemad tilgakaesed seda prem aurustumispind). 1mm suur pilk v�ib saada 10^6 tilka l�bim��duga 10(mikro) meetrit. See v�lisind on 100x suurem, kui tilkadel. Peale selle on vaja segada korralikult segada need korralikud tilgad, et tagada t�ielik p�lemine , selleks masuudi pihusti �mbritsetakse �huaparaadiga, mille kaudu juhitakse p�letisse �hk. pihustid jagunevad kolme r�hka: 1)mehaanilised osevoolu pihustid. 2)Pihustatava keskonnaga pihustavad 3) kOMBINEERITUD PIHUSTID M�nindag vedelk�tuse pihustite pinnad on loetletud lk5.34 Einervaid t��pi masuudi pihustatud skeemid . Mehaanilistes pihustites pihustamine toimub peamiselt k�tuse kineetilise energia r�hu all liikuva vedelk�tuse likumisel l�bi v�ikeste avade, mis asuvad pihusti peas. Otsevoolu mehaniline pihusti on toodud joonisel 34 positsioonil "a". Ka tsentrifugaal j�udude abil saab toimuda, kui juhtida see k�tus p�letisse tangentsiaalselt (vaata skeem "b"). Ja kolmas pihustite t��p on rotatsioo pihustid (joonis "c"). Pihustatava keskonnana kasutatakse, mille abil toimub pihustmina kasutakse kas �hku v�i veeauru. "D" on pihustamine kas �hu v�i veeauru kineetilise energia arvel. Teine variant on, kus on teokujuline karp. Kombineeritud pihusti. Positsioonil (joonis 35 lk.5) "a" on n�idatud mehaanline pihusti. Poisitisoonil "b" siseneb masuut ja sealt tuleb �hk v�i aur. �hk v�i aur siseneb d��si (kinenendu ossa), �hk v�i auri kiirus liigub. Kui liigub avadest tekkib h�redus. Suunatakse k�tusesse koos pirmaar �huga ja p�leti sees toimub primaar �hu ja tolmu segunemine �lej��nud �hk ka (sekundaar�hk) antakse siis p�letisse erinkanatlise kaudu. Igal katlal on omaette s�steem. Trummelkuul veskitega tolmuvalmistamise s�steem haamerveskitega. K�tuse separaator separeerib j�medamad t�kid v�lja. ##P�LETID## P�letite skeemid on toodud lk 7 (toodud ka veskid joonis34). P�letid v�ivad paikneda katla kolletes, erinevates kohtades.(P�letite paigutus on toodud lk6 joonis30). Frontaalpaigutus n positsioon "b". P�letid paikenvad k�lgseintel "c". Kui kasutatakse k�lgseinte paigaldust siis s�mmeetriliselt on m�lemal seinal on p�leteid. Iga p�ltis see poolus tuleb �htemoodi jakeskel tekkib p�lemis silinder . Lk 6 joonis 29 k�ige laialdasemalt levinud trubulentne torup�leti.(Aerosegu). 4- spiraalne sekundaar�hu kanal /kamber. ##AURUKATELDE KONSTRUKTSIOONIDE AJALOOLISED ARNGUSUUNAD## Lk 8 joonis 38, 37.utsugaasid liiguvad torudesm, nad on paigaldatud vee sees. K�ige lihtsam silindee katel, q6 onkadu �laki ja tuha f��sikalise soojusega ja see kadu esineb ainult tahkete ktuste p�lemisel. ##Katelseadme veeauru trakt ja vee kvaliteedi n�itajad## Veeauru trakti moodustavad j�rgmised s�steemid ja seadmed: Vee-aurs�steem Vee ettevalmistamise sedamed Katla toiteseadmed �lal nimetatud seadmeid �hendavad torustikud Katla v�lised auru ja vee torud M��da veeauru trakti liigub vesi alatest toorveest ja l�petades valmsproduktiga, mis teisest kalta otsast v�lja tuleb. Vee kvaliteedi p�hin�itajad: (toorvesi ehk l�htevesi, see vesi v�etakse veekogudest v�i siis puurkaevudest, see vesi sisaldab mitmesugseid lisandeid, n�iteks vees v�ivad sialduda vees alhustunud soolad, happed, alused, gaasid ning tahkeid osakesi. Loodusliku vesi sisaldab kolloide. Kolloidi on v�ga v�ikese suurusega osakesed alates 1-100nanomeetrini. Need kollodid on moodustunud r�ni alumiini ja raua �henditest ja orgaanilised � hendid . Sisaldab veel h�ljumeid ja need h�ljumid on muudustunud suurtematest osakestes liiva ja savi �hendeid. Nad praktiliselt ei lahustu vees). Toorvett iseloomustuvad p�hilised kvaliteedi n�itajad: h�ljumi sisaldus vees mg/l kuivj��k mg/l leevelisus mg-ekvivalent/l (suur leelisus p�hjustab torude korrosiooni) vee karedus (veekaredus kujutab endast p�hiliste katlakivi tekitajate sisaldust, kaltsium -magneesium soolad) mg-ekvivalent/l pH sisaldus (v�ljendab vee happelisust , leelisust) vees lahustunud agressiivsete gaaside sisaldus (vees lahustunud CO2 ja hapnik ) mg-l Et vesi oleks normipiirides tuleb torudesse antavat vett ettevalmistada. Ettevalmistamine seisneb vee eelpuhastuses ja vee pehmendamises. Vee t��tluskomplekt koosneb tavaliselt filtreerimise seadmetest ja vee pehmendamise seadmetest see t�hendab ja t��deldakse nii kalta toitevett nii ka soojust�vrku andtavat vett, kusjuures vesi l�bib ka pH kontrollseadme ja siis satub vesi tavaliselt nn sellititesse. Selliti kujutab endast mahutit kus toimub toimub vee sellitamine ja sellititesse juhitakse teatud kogus ainet, mida nimetatakse koakulandiks. Koakulant on keemiline �hend, mille lisamine kolloidlahustile p�hjustab v�ikeste kolloidosakeste liitumise suurtemateks osadeks ja need settivad v�lja. Vesi juhitakse edasi pumpade abil filtritesse (mehaanilistesse alguses) ja need mehaanilised filtrid on mitmekihilised, nad on kihtimisi t�idetud filtreerivate materjalidega ja nendeks materjalideks on: 1 kiht - h�droantratsiit (peeneks purustatud) 2 kiht - kvartsliiva kiht 3 kiht - kruusa Filtreid aegaajalt puhastatakse vee uhtumise teel ja edasi suunatakse vesi �hte suurde paaki ja sealt juhitakse vesi edasi pehmendusseadmetesse ja need seadmed on t�idetud ioonvahetusmaterjalidega ja �heks selliseks materjalik on keedusool (NaCl) ja see keedusool vahetab vee koosseisust v�lja karedust p�hjustavate kaltsium-magneesium ioonid , vahetub naatrium ioonide vastu, selle tulemusena vesi pehmeneb. Tavaliselt on 2 veepehmendusseadet paralleelselt (�hesugused) ja �ks t��tab neist p�hire�iimil (st pehmendab vett) ja teine t��tab regenereerimisre�iimil (st t��v�ime taastamine). Pehmendatud vesi kogutakse j�lle �hte suurde paaki ja siis seda vett kasutatakse soojusv�ru lisaveena. Katelde toitevee t��tlemiseks kasutatakse kaheastmelist s�steemi, sinna juhtitakse vesi, mis on l�binud sellitid ja mehaanilised filtrid ja k�igepealtpumbatakse see vesi H-kationiit filtrisse ja seal toimub eelnev kareduse eemaldamine ja t�rjutakse v�lja suurem osa kaltsium-magneesium ioone, kuid kationeerimisel ajal suureneb vee happelisus mingi m��ral, edasi l�heb vesi sealt anioniit filtrisse, mis on t�idetud n�rga aluselise anioniidiga. Diareerimine (degaseerimine) - eemaldatakse gaasid, mis p�hjustavad katlatorude korrosiooni seest poolt. (joonis 40 lk8) ##VEE JA AURU KVALITEEDI TAGAMINE KATLAS## (Katlaveere�iim) Vaatamata sellele et enne katlasse sienemist toimub vee keemiline t��tlemine paratamatult tasapisi katla vee soolsus katla sees ja eriti trummlis sellep�rast, et trummlis toimub vee eraldamine aurust. Selleks, et �leliigset soolade kogunemist kasutatakse aurukatelde puhul katla l�bipuhet (l�bipuhumist), pidevalt juhtakse katla trummlist teatud kogus soolast vett (trummli alumisest osast, trenaa�toru m��da). Selleks, et minimaalse l�bipuhe veekogusega eraldada maksimaalse hulga sooli kasutataks kaasajal katla trummli astmelist aurustamist. Suurte katelde puhul katlasse juhitavast veest l�heb kaotsi 2%. Katla trummel on t�idetud sepearatsiooni sedamega, mille �lesandeks on separeerida aur veest v�lja. Need sepearatsiooni seadmed paiknevad allpool vee nivood . Allapoole vee nivood paigaldatakse perforeeritud trosselplaat. ##AURU JA VEE KATELDE K�TTEPINNAD (NENDE KONSTRUKTSIOONID)## K�ik katla k�ttepinnad on pindt��p soojusvahetid. Olenevalt gaaside voolusuunast jaotatakse katla k�ttepinnad kolme r�hma: 1)Pikivoolupinnad 2)Ristivoolu k�ttepinnad 3)Segavoolu k�ttepinnad Soojus�lekande iseloomu j�rgi jaotatakse kalta k�ttepinnad: 1)Kiirgusk�ttepinnad st, et soojus kantakse leegilt kolde erkaanidele �le 90% on kiirgus. 2)Konvektiivk�ttepinnad antakse soojust kuumadelt gaasidelt konvektsiooni teel, n�iteks �lekuumendis, �konomaiseris ja �hueelsoojendis vastavalt aurule, �hule ja veele. Kiirgusk�ttepinnad asuvad koldes. 3)Aurutus k�ttepinnad on need k�ttepinnad, kus toimub vee kuumutamine keemiseni, vee aurustamine, mis l�ppeb k�llastunud auru tekkimisega. K�ik need protsessid toimuvad kolde ekraanides v�i koldesse paigaldatud torusiugudes (see on v�ikekateldes ja keskmistes kateldes). Aurutus k�ttepinnad valmistatakse tavaliselt s�sinik teras torudest ja v�lja kujunenud standartne toru l�bim��t on 60mm ja seine paksus oleneb r�hust. Auru �lekuumendi torud valmistatakse legeeritud terasest (kuumuskindlad terased). �lekuumendatud auru temperatuur v�ib ulatuda kuni 600 kraadini, sellep�rast kasutataksegi legeeritud terasest torusid. �lekuumendi v�ib koosneda mitmest osast, osa �lekuumendit v�ib paikneda koldes (osaliselt kolde seintel ) sel juhul sellist �lekuumendit nimetatakse radiatsioon �lekuumendi. Valdav osa �lekuumendist paikeb katla gaasik�igus, seda �lekuumendit nimetatakse konvektiiv�lekuumendiks (sinna leek ei p��se). �lekuumendi torude l�bim��t on v�iksem (umbes 30mm), seina paksust oleneb r�hust. 4)�konomaiserid on toitevee soojendi , gaaside temperatuuri arvelt. Valmistatakse s�sinik teras torud, v�ikekateldel on malmtorud. 5)�hueelsoojendi , kus toimub �hu eel soojendamine . Seda kasutatakse alati energeetilistes kateldes ja suuretootlikuse katlad kasutatakse t��tstuslikel eesm�rkidel. V�ikese tootlikuse kateldes nendes ei kasutata tihtipeale �hueelsoojendit. ##KATELDE ARMATUUR JA GARNITUUR ## Peavad olema varustatud kindla komplekti m��teriistadega ning samuti kindla komplekti automaat reguleerimsi seadmetega, mis peavad kindlustama katelseadme ohutu ning �konoomse eksplotatsiooni. Neid seadmeid ja m��teriistu nimetatakse katla armatuuriks, kusjuures armatuur omakorda jaguneb aurukatlade armatuur (auruarmatuur), mis paigaldatakse aurutorustikule ja seadmetele, mida l�bib aur ja veearmatuur, mis paigaldatakse seadmetele, mida l�bib vesi. P�hilised seadmed, mis kuuluvad auru armatuuri gruppi oleks: manomeetrid, kaitseklapid, auru sulgemis- ja reguleerimisarmatuur, kraanid , ventiilid (mad v�ivad olla k�sitsi reguleeritavad ja vastutusrikkamates kohtades automaatjuhtimisega). Veearmatuuri alla k�ivad katlaveee nivoo m��turid, lihtsamad veenivoo m��turid (veeklaas), l�bipuhumiskraanid ja ventiilid, tagasil��gi klapid ja toiteliinid, vee prooviv�tukraanid. Garnituuri all m�eldakse j�rgmisi seadmeid: katlale opaigutatud luugid ja need paigaldatakse katla kolde seintele teatud kohtadesse , et j�lgida leegi asendit.Siia k�ivad ka shlaki punkritele ja toapunkritele paigaldatud luugid mille kaudu saab v�tta shlaki v�i tuha proovi ja samuti gaasi k�ikudele ette n�htud luugid. kui on tegemist tahke k�tuse kolletega siis paigaldatakse kolde seintele spetsiaalsed luugid mille kaudu sisenevad koldesse nn. (tahmapuhurid- vanast ajast) veeaurupuhurid millede abil toimub kolde ekraani shlaki eraldumiseks. �heks oluliseks termomeetriks on kaitseklapid ja tavaliselt p�hi kaitseklapid paiknevad , katla trumli �lemises osas ja on etten�htud, ta peab automaatselt avanema ja on ette n�htud auru v�lja laskmisest (kui auru r�hk t�useb �le lubatava) neid on tavaliselt 2 : t�� ja kontroll klapid. ##SOOJUSVAHETID## Soojusvahetite klassifikatsioon ja iseloomustus: mis on soojusvaheti?soojusvaheti on etten�htud juba olemasoleva soojuse �leandmiseks �helt kehalt teisele kehale , pole oluine kas on vedel tahke v�i gaasiline , kuumemalt kehalt madalama temp kehale, soojusvahetites v�ivad toimuda mitmesugused soojuslikud protsessid nagun�iteks soojusvahetistes toimub kehade temp. muutus. seal toimub aurustumine v�ib toimuda, keemine kondenseerumine , hiljem nimetame seda kondensaatoriks, sulamine v�ib toimuda, tahkumine. nedes protsessides mis toimuvad soojusvahetites, v�ib osaleda kas kaks v�i rohkem keha neid kehasid mis osalevad �lal mainitud protsessides nimetatakse SOOJUSKANDJATEKS . Soojuskandjad v�ivad olla , gaasilised vedelad v�i siis tahked . Osa soojuskandjaid annab soojuse �ra ja teised v�tavad vastu .Kasutusala j�rgi on soojusvahetid v�i nad v�ivad olla k�igepealt eelsoojendid. v�ivad kanda nimetust kondensaatorid - v�ivad olla aurutid v�ivad olla aurumuundurid, muunduvad �hest olekust teise. V�ivad kanda nimetust Gradiirid, v�ivad kanda nimetust Regeneraatorid , Rekuperaatorid v�i siis k�lmutid. T��PRINTSIIBI J�RGI: jaotatakse pindt��pi soojusvahetid ja segamissoojusvahetid, pindt��pi soojusvahetites �mbritsevad igat soojuskandjat tahkedseinad mis v�tavad siis soojusvahetusest osa kas osaliseltv�i t�ielikult , see pinna osa millelt toimub soojuvehtumine nimetatakse k�ttepinnaks ehk jahutuspinnaks. Rekuperatiivsed soojus vahetid ja teiseks v�ivad nad olla regeneratiivsed soojsvahetid (regeraatorid) valdavalt levinud on rekuperatiivsed soojusvahetid, nendes rekuperatiivsetes soojusvahetites toimub soojusvahetus l�bi soojuskandjaid eraldava pinna soojuvoolu suund nendes seadmetes j��b soojusvaheti t��tamise ajal muutumatuks. Regenariit soojusvahetites puutuvad �he ja sama k�ttepinnaga kokku kaks v�i enam soojuskandjat vahldumisi see t�hendab seda et kuumutava soojuskandja soojus akumuleerub selles k�ttepinnas esimesel t��perioodil aga kuumutatav soojuskandja kuumeneb teisel t��perioodil kokkupuutumise tagaj�rjel selle sama k�ttepinnaga ja soojusvoolu suund teisel t��perioodil on vastupidine . Kuumutav ja kuumutatav soojus kandja vahetus kontaktis ja toimub nende sojuskandjate osaline v�i siis t�ielik segunemine. Soojuskandjad v�ivad olla v�ga mitmesugused gaasilised,vedelad ja samuti tahked kehad. Veeaur,Vesi, Suitsugaasid, �lid, Soolade vesilahused, Vedelike segud, Sulametallid, Keraamilised metallist kuulid. Soojust akumuleeruvad tellised v�i keraamilised plokkid. Enam levinumad Veeaur, Vesi ja Suitsugaasid.v�ike kulu , suure entalpia v��rtuse t�ttu. K�rge soojus�lekande tegur. �heks puuduseks on tema piiratud transporditavus ta hakkab kiiresti kondenseeruma. Kuumal veel kui soojuskandjal on k�llalt suur konvektiivsus �lekande tegur ja just sundkonvektsiooni korral ja teda saab juhtida k�llalt kaugele eriti kaasajal kus kasutatakse eelisoleeritud torusid.Ja k�ttes�steemides ei ole probleemi nende pinna temperatuuiga kuni 70(kraadi) radika pinna temp on natukene madalam. Suitsugaasid (igap�evases elus ei ole nii palju , katelde sees ikka , t��stusashju jms) temp ei s�ltu r�hust nii nagu veeaurul oli see. saab k�rge temp. gaase saab kasutada atmosf��rir�hu �heks suureks puuduseks on v�ike soojus�lekande tegur.K�lmutites rakendatakse madala temp soojuskandjaid neid nimetatakse k�lmutus agentsideks , n�ndanimetatud k�lmutusagentside keemistemp on alla 0(kraadi) . peale selle kasuattakse k�lmutustehnikaas veel k�lmakandjaid k�lmakandjaid ja k�lmakandjatena kasutatakse mitmesuguste soolade vesilahuseid. Soojusvahetitele nii nagu ka teisteleseadmetele esitatakse mingisugused p�hin�uded ja p�hilised n�uded on k�igepealt tuleks arvestada SOOJUSVAHETI MAJANDUSLIKKUS, SUUR SOOJUSTOOTLIKKUS, ETTEN�HTUD TEHNOLOOGILISE PROTSESSI V�I TOODANGU KVALITEEDI TAGAMINE, KONSTRUKTSIOONI LIHTSUS, SOOJUSVAHETI HIND ( ODAVUS ), KOMPAKTSUS, V�IKE MASS, H�LBUS MANTAAZ JA REMONT , T��KINDLUS, ##REKUPERATIIVSETE SOOJUSVAHETITE KONSTRUKTSIOON ## Rekuperatiivseks soojusvahetiteks on nn mantel-torusoojusvahetid, (toodud on lk1 joonis 1a). Need torud moodustavad k�ttepinna. V�ljaspoolt on piiratud kestaga , tal on 2 p�hja �lemine ja alumine. Neil on 2 soojusvahetit. Neid nimetatakse tihtipeale boileriteks. K�ige lihtsam matnerlsoojusvaheti on toodud joonisel A. Sektsioon soojusvahetid "Toru-torus"