Teatud tüüpi tööstusrajatiste töötamise ajal eraldub suures koguses väga kõrge temperatuuriga heitgaase, mis saastavad keskkonda. Nende ainete kasutamiseks tootmise hüvanguks ja keskkonnakoormuse vähendamiseks leiutati heitsoojuskatel.
Heitsoojuskatelde tüüpide kirjeldus
Soojusvahetusseadmete töö põhineb kuumades gaasimassides sisalduva energia ülekandmisel vedelale jahutusvedelikule. Regenereerimiskatel ei ole tavaliselt varustatud põletiga, kuna selle konstruktsioon ei hõlma kütmist ja kütuseressursside põletamist. Kuid see sisaldab hõõglambi elektroodi ja plokki, mis tagab gaasi kunstliku liikumise mööda katlaüksuse sisemisi teid. Seadmed erinevad mitmete omaduste poolest: need on ühe- ja kaheahelalised, erinevate küttepaagi mõõtmetega.
Sõltuvalt heitgaaside temperatuurist võib seadmed jagada madalatel ja kõrgetel temperatuuridel töötavateks. Esimesse kategooriasse kuuluvad näitajad kuni 900 °C, teise – üle 1000 °C.
Lähtuvalt tööpõhimõttest võib heitsoojuskatlad jagada kahte klassi.Auruseadmeid kasutatakse kuuma auru tootmiseks kütmiseks või tööstuslikuks kasutamiseks. Veekütteseadmed võtavad paigaldist väljuvad gaasid ja kannavad oma soojuse vette. Viimast saab kasutada kütteks või muuks otstarbeks.
Vee soojendamiseks mõeldud auruseadmed ja boilerid võivad olla varustatud põlemiskambriga. Kuna muidu atmosfääri paiskuvate gaasimasside ringlussevõtul tekib palju energiat, kasutatakse selliseid katlaid mõnikord ka elektri tootmiseks. On mudeleid, mis ei ole varustatud kaminaga. Sellistes seadmetes mõjutavad gaasid vedeliku või auruga otse soojusvahetit.
Kõik konstruktsioonielemendid, milles põlemisprotsessid toimuvad, on valmistatud tulekindlatest materjalidest.
Seadmete konfiguratsioon
Tootmisettevõtte ümberorienteerimine või uute tegevusalade arendamine võib nõuda täiendavaid tehnilisi seadmeid. See võib sisaldada järgmisi elemente:
- kaitseseadmed: kuumakindel varjestus, kaitseplokid, sulgeventiilid, rippuvad osad;
- pumbaseadmed;
- ventilatsiooni ja õhumasside sissepritse tagavad seadmed.
Mõnedes mitmekomponentsetes süsteemides kasutatakse ka torumeeste arsenalist pärit tugevduselemente. Neid on vaja erinevat tüüpi soojusvahetusseadmete projekteerimiseks.
Mõnes olukorras on soovitatav osta katkematu elektrienergia allikas.Paljude mudelite disain annab võimaluse ühendada põleti.
Tehnilised andmed
Gaasijäätmete täielik kasutamine võimaldab kateldel saada kõrgeid efektiivsusnäitajaid. Vedel- või tahkelkütusel töötavate seadmete puhul on need oluliselt väiksemad. Kui aga soojusvahetuspinnad on tugevalt ummistunud, siis seadme efektiivsus väheneb. Neid konstruktsiooniosi saab puhastada veega pestes või auruga puhudes. Kasutatakse ka vibratsioonipuhastustehnoloogiat.
Erinevates tööstusharudes kasutatakse tootmistsükli teatud etappides erinevat tüüpi katlaid. Need erinevad auru genereerimise registrite arvu, võimsusparameetrite, kasutatavate tsirkulatsiooniahelate ja jahutusvedeliku kvaliteedinõuete poolest.
Seadme töö tõhusus sõltub toite tüübist, gaasimasside kogusest ja nende temperatuurist. Eraldatud jäätmete kogused on tööstusharuti erinevad. Suurim kogus tekib nafta rafineerimise ja metallurgia käigus. Laadigaas on omane viimasele. Metallkatla olemasolu on soodne gaasikütuse põletamiseks.
Eelised ja miinused
Vaatlusalused seadmed erinevad teist tüüpi katlaseadmetest täiendava kütuse vajaduse puudumise tõttu. Kasutaja tegutseb ainult gaasijäätmetega. See võimaldab kütust palju tõhusamalt kasutada, samuti vähendada heitgaaside puhastamise kulusid. Lisaks on selliste katelde kasutamisel ettevõtetes positiivne mõju keskkonnale. Energiaheitmed vähenevad oluliselt.Vähendades põletatud süsivesinikku sisaldava kütuse mahtu, satub atmosfääri oluliselt vähem kasvuhoonegaase. Energiasäästlik tootmistsükkel vähendab ettevõtte kulusid.
Seadme külmad osad on korrosioonile allutatud. Soojusvaheti kasutamise efektiivsus sõltub temperatuurist, milleni tekkivad gaasid kuumutatakse.
Töö omadused
Katlaseadme töötamise ajal on selle soojusvaheti kaetud suitsugaasides sisalduvate ainetega. See ei mõjuta taaskasutaja efektiivsust kõige paremini. Et efektiivsus oleks võimalikult kõrge, võite selle ette paigaldada lenduvate orgaaniliste ainete termilise oksüdeerija.
Kui heitgaaside soojuse kasutamise vajadus tekib vaid aeg-ajalt, saab reguleerida heitgaaside voolu katlasse. Selleks kasutatakse spetsiaalset möödaviik - plokki, mis suunab jäätmed korstnasse. Möödaviigu funktsiooni saab juhtida kuiva kontakti kaudu, millel on avatud ja blokeeritud olek, või välise analoogsignaali abil. Viimasel juhul on protsess seotud siibri avanemisnurga reguleerimisega.
Kasutusala
Jääkküttekehad on soovitav paigaldada, kui mõne protsessi tulemusena eraldub palju füüsilist soojust, mida tuleb kütusekulude vähendamiseks edasi kasutada. See hõlmab kuuma koksi kustutamist ja gaasiturbiinide käitamist. Viimasel juhul kasutatakse katelt auru genereerimiseks, mida seejärel kasutatakse ettevõtte kütmiseks või tehnoloogiliste probleemide lahendamiseks.
Samuti on olemas konvektiivse tüüpi modifikatsioonid, mis on kohandatud süsinikgaaside jahutamiseks.Neid kasutatakse terase sulatamisel. Nende seadmete disainifunktsioonid pakuvad suurt hulka kunstliku tsirkulatsiooni tsükleid ja kaheastmelist aurustamist. Mõned katlad põletavad süsinikmonooksiidi. Jahutusmuunduri jäätmed vähendavad kaasahaaramist ja õhusaastet.
Soojuselektrijaamades kasutatakse soojustagastusega seadmete täiustatud variatsioone. Atmosfäärirõhu õhutusseadmeid kasutatakse kütte- ja soojaveevarustussüsteemide varustamiseks mõeldud vee valmistamiseks. Samuti tegelevad nad aurukatelde jahutusvedeliku ettevalmistamisega. Vaakumõhu eemaldamiseks kasutatakse turbiini töö käigus eralduvaid sekundaarseid gaasimasse. Tulemuseks on aur, mida seejärel kasutatakse uuesti turbiinitehases. See võimaldab säästa kütuseressursse. Sageli on tekkiv aur kõrge rõhu all.
Taaskasutajate kasutamine tootmistsüklis toob kaasa mitmeid kasulikke mõjusid: kütust tarbitakse tõhusamalt ning soojusenergia ja kahjulike ühendite vool väliskeskkonda väheneb oluliselt. Piisava temperatuuriga gaasidega töötamisel on seadmed väga kõrge kasuteguriga.
