Lämpökattila

Wikipedia

Lämpökattila on energiantuotantoon liittyvä laite, jolla lämmitetään väliainetta, yleensä vettä, polttoaineen palamisesta vapautuvalla energialla. Lämmintä vettä käytetään rakennusten lämmitykseen, lämpimän käyttöveden lämmitykseen tai erilaisiin teollisuusprosesseihin. Lämpökattiloita käytetään alkaen aivan pienestä muutaman kilowatin lämpötehon tarpeesta aina noin parin megawatin lämpötehoon saakka. Mikäli lämmön tarve on suurempi, rakennetaan lämmöntuotannon yhteyteen yleensä sähköntuotantolaitteisto, jolloin käytetään höyrykattilaa.

[muokkaa] Jaottelu tehon mukaan

kiinteistökattilat - Käytetään yksittäisen rakennuksen lämmöntarpeen kattamiseen. (alle 1MW)
kaukolämpökattilat - Käytetetään keskitettyyn lämmöntuotantoon eli kaukolämmön tuotantoon (yli MW).

[muokkaa] Kattilan lämmön talteenotto ja konvektiot

Tulipesän muoto ja lämmön siirtoon käytetty pinta-ala vaikuttavat kattilan hyötysuhteeseen. Mitä suuremmaksi hyötysuhdetta kasvatetaan sitä enemmän tulee käytännön teknisiä ongelmia. Myös eri polttoaineiden polttamisessa on omia rajoitteita. Hyötysuhde usein unohdetaan ja lasketaan pelkästään raaka-aineen energian sisällön mukaista tuottoa 100%:n hyötysuhteella.

Konvektio on tulipesän jatke, jolla lisätään lämmön talteenottoon tarkoitettua pinta-alaa. Konvektioiseinämän takana on yleensä vesi, johon lämpöä kerätään. Lämpö siirtyy sitä nopeammin mitä suurempi on lämpötilaero savukaasun ja konvektiopinnan välillä.

Kuumimmat kaasut kulkevat konvektion keskellä. Näiden vierailua konvektion lämmön talteenottopinnoilla parannetaan turbulenssilevyin. Levyjen on tarkoitus aiheuttaa pyörteilyä. Samalla savukaasut hidastuvat, mikä heikentää vetoa ja hidastaa samalla paloa, jos savukaasujen kulkureitti tulee liian ahtaaksi. Palon hidastuminen johtaa palamisen hyötysuhteen heikkenemiseen. Konvektiot eivät siis saa olla liian ahtaat.

Kattilassa on yleensä pysty tai vaakakonvektiot. Yhdistelmätkin ovat periaatteessa mahdollisia. Suomalaiset kattilavalmistajat käyttävät usein konvektioiden materiaalinen tiettyä kestävää (CORTE) metallia.

Puunpolton palokaasujen kohdatessa kylmän konvektio pinnan muodostuu nokea konvektion pinnalla.

Kun konvektion savukaasuja jäähdyttävä vaikutus kasvaa riittävän suureksi syntyy kondenssia. Tämä ei sinällään ole pelkästään huono asia. Kondenssiveden lämmönkeräily on menetelmä, jolla päästään polton hyötysuhteessa yli 100%:n. Kondenssivedellä on myös ruostuttava vaikutus. Öljyn poltosta tulee aina hieman rikkia, joka yhdistettynä kondenssiveteen muodostaa rikkihappoa.

Poltosta syntyvät kattilasta poistuvat palokaasut ohjataan yleensä savupiippuun. Pitkä savupiippu lisää vetoa. Vetoa voidaan lisätä myös savukaasuimurilla, joka voi olla piipun päässä. Ejektoripuhaltimella voidaan myös parantaa vetoa.

Kun poltto ei ole jatkuvaa niin polttojen välinen ilmavirtaus kattilan läpi jäähdyttää kattilaa, mikä ei ole tietenkään hyvä asia. Tätä ehkäistään pitämällä kattilan luukut ilmatiiviinä ja polttimen ilmanotto suljettuna. Osassa kattiloista on konvektion perässä vetopelti, jonka voi sulkea puunpolttojen välillä. Joissakin kattiloissa tämä on automaattisesti sulkeutuva ja avautuva.

[muokkaa] Kattilalyhenteet

Kattiloita nimitetään joskus sen mukaan, mitä aineita niissä on tarkoitettu poltettavan. Suurin osa suomalaisista kattiloista optimoidaan sekä öljy- että hiilipoltolle.

POK = kevyt polttoöljy POR = raskas polttoöljy KPA = kiinteän polttoaineen kattila