Kõrgsurvekatelde tüübid

Katel on anum, milles rõhu all soojendatakse vett ja aurustatakse auruks kindlal eesmärgil. On mitmeid erinevaid katlaid, mida soojendatakse kivisöe, tahke kütuse, õli või gaasiga. Katelde suurus on väga erinev, alates väikestest, kaasaskantavatest või poest kokku pandud seadmetest kuni suurte ahjudeni, mis põletavad minutis 6 tonni kivisütt. Katlad töötavad positiivsel rõhul ja kõik osad peavad olema piisavalt tugevad, et taluda nende tekitatud auru rõhku. Enamikku kõrgsurvekatlaid kasutatakse kaubanduslikel või tööstuslikel eesmärkidel.

Katlad on klassifitseeritud ka nende rõhuvõime, konstruktsiooni tüübi ja kasutamise järgi. Maksimaalne lubatud töörõhk ehk MAWP on suurim rõhu maht, millele anum (katel) on kavandatud taluma. Seda rõhku mõõdetakse naela ruuttolli kohta ehk “psi” ja mõõturõhku väljendatakse “psig”. Rahvuslik tulekahju Ennetamise ühing ja föderaalsed standardid määratlevad II tüüpi aurukatla kui sellise, mis toodab kõrgsurveauru vahemikus 16 kuni 150 psig. III tüüpi aurukatel toodab auru vahemikus 151 kuni 350 psig.

Seda tüüpi katlas põletatakse kütus ahju sees, tekitades kuuma gaasi, mis soojendab selle torude kaudu ringlevat vett. Vesi muundatakse auruks, mis tõuseb kinni aurutrumlisse, kus küllastunud aur eemaldatakse. See siseneb ahju uuesti ülekuumenemise kaudu, kus see muutub veelgi kuumemaks. Kui ülekuumendatud auru temperatuur on üle keemistemperatuuri, muutub see kuivaks survestatud gaasiks, mida kasutatakse turbiinide käitamiseks. Enamiku veetorude katlakonstruktsioonide võimsus on 4500 kuni 120 000 kilogrammi auru tunnis. Soojuselektrijaamades olevaid veetorukatlaid nimetatakse ka auru genereerivateks seadmeteks.

Bensoni boilerit nimetatakse superkriitiliseks aurugeneraatoriks ja seda kasutatakse sageli elektrienergia tootmiseks. See töötab nii kõrgel rõhul, rohkem kui 3200 psi, et tegelik keemine lakkab ja vee-auru eraldamist ei toimu. Mullitamist pole, sest vee temperatuur on üle kriitilise rõhu, mille juures mullid võivad tekkida. See aur töötab kõrgsurveturbiinis, seejärel siseneb generaatori kondensaatorisse. Terminit "boiler" ei tohiks selle aurugeneraatoriga kasutada, kuna keetmist tegelikult ei toimu.

Seda tüüpi katlad aurustavad vett ja soojendavad seejärel auru ülekuumendis, tekitades auru palju kõrgemal temperatuuril. See loob kõrgema suitsugaaside heitgaasi temperatuuri, kui ei kasutata ökonomaiserit. Ökonoomist soojendab etteandevett, mis jookseb läbi põlemisõhukütteseadme kuuma suitsugaasi heitgaaside teele. See ülekuumendatud aur suurendab sageli auru tootmise üldist efektiivsust ja kasutamist koos turbiinide sisendtemperatuuri tõusuga. Ülekuumutatud aur tekitab ohutusprobleeme, sest kui mõni süsteemi komponent ebaõnnestub ja aur välja voolab, võivad kõrge rõhk ja temperatuur olla surmavad. Temperatuur katlagaasi ahju piirkonnas on tavaliselt vahemikus 2400 kuni 2900 kraadi Fahrenheiti. Mõned neist on konvektsioonkuumutid, mis neelavad vedeliku sarnasest gaasist soojust, teised aga kiirgavad, neelavad kiirgussoojust.