Korkeapainekattiloiden tyypit

Kattila on astia, jossa vettä kuumennetaan paineen alaisena ja höyrystetään höyryksi tiettyä tarkoitusta varten. On olemassa useita erilaisia ​​kattiloita, joita lämmitetään kivihiilellä, kiinteällä polttoaineella, öljyllä tai kaasulla. Kattilat vaihtelevat suuresti pienistä, kannettavista tai kaupassa kootuista yksiköistä suuriin uuneihin, jotka polttavat 6 tonnia hiiltä minuutissa. Kattilat toimivat positiivisella paineella, ja kaikkien osien on oltava riittävän vahvoja kestämään tuottamansa höyryn paine. Useimpia korkeapainekattiloita käytetään kaupallisiin tai teollisiin tarkoituksiin.

Kattilat luokitellaan myös painekapasiteetin, suunnittelutyypin ja käytön mukaan. Suurin sallittu käyttöpaine eli MAWP on suurin paine, jonka astia (kattila) on suunniteltu kestämään. Tämä paine mitataan paineina neliötuumaa kohti tai "psi" ja mittaripaine ilmaistaan ​​"psig". Kansallinen tuli Prevention Association ja liittovaltion standardit määrittelevät tyypin II höyrykattilan sellaiseksi, joka tuottaa korkeapaineista höyryä välillä 16-150 psig. Tyypin III höyrykattila tuottaa höyryä välillä 151-350 psig.

Tämän tyyppisessä kattilassa polttoaine poltetaan uunin sisällä, mikä luo kuumaa kaasua, joka lämmittää putkiensa läpi kiertävää vettä. Vesi muuttuu höyryksi, joka nousee sieppaamaan höyryrumpuun, josta tyydyttynyt höyry imetään pois. Tämä tulee takaisin uuniin tulistimen kautta, jossa siitä tulee vielä kuumempi. Kun ylikuumennetun höyryn lämpötila on kiehumispisteen yläpuolella, siitä tulee kuiva, paineistettu kaasu, jota käytetään turbiinien käyttämiseen. Useimpien vesiputkikattiloiden kapasiteetti on 4500-120 000 kilogrammaa höyrytunnissa. Lämpövoimaloiden vesiputkikattiloita kutsutaan myös höyrynkehitysyksiköiksi.

Benson-kattilaa kutsutaan ylikriittiseksi höyrystimeksi ja sitä käytetään usein sähkövirran tuottamiseen. Se toimii niin korkeassa paineessa, yli 3200 psi, että varsinainen kiehuminen loppuu eikä vesi-höyry eroa. Kuplimista ei tapahdu, koska veden lämpötila on kriittisen paineen yläpuolella, jolla kuplat voivat muodostua. Tämä höyry toimii korkeapaineturbiinissa ja sitten pääsee generaattorin lauhduttimeen. Termiä "kattila" ei tule käyttää tässä höyrystimessä, koska kiehumista ei todellakaan tapahdu.

Tämän tyyppinen kattila höyrystää vettä ja lämmittää sitten höyryn tulistimessa, mikä tuottaa höyryä paljon korkeammassa lämpötilassa. Tämä nostaa savukaasujen pakokaasujen lämpötilaa, ellei käytetä “ekonomaiseria”. Säästölaite lämmittää syöttöveden, joka kulkee palamisilmalämmittimen läpi kuumien savukaasujen poistoilmassa. Tämä ylikuumentunut höyry lisää usein höyryntuotannon yleistä hyötysuhdetta ja sen käyttöä turbiinien syöttölämpötilan noustessa. Lämmitetty höyry aiheuttaa huolenaiheita, koska jos jokin järjestelmän komponentti epäonnistuu ja höyry pääsee ulos, korkea paine ja lämpötila voivat olla tappavia. Lämpötila kattilakaasu-uunin alueella on yleensä 2400 - 2900 Fahrenheit-astetta. Jotkut näistä ovat konvektiolämmittimiä, jotka absorboivat lämpöä nestemäisestä kaasusta, kun taas toiset ovat säteileviä, absorboivat säteilylämpöä.