Sisältö
Kattila on astia, jossa vesi kuumennetaan paineen alaisena ja höyrystyy höyryksi tiettyyn tarkoitukseen. Kattiloita on useita erilaisia, lämmitetty kivihiilellä, kiinteällä polttoaineella, öljyllä tai kaasulla. Kattiloiden koko vaihtelee suuresti pienistä, kannettavista tai myymälässä koottavista yksiköistä suuriin uuneihin, jotka polttavat 6 tonnia hiiltä minuutissa. Kattilat toimivat positiivisessa paineessa, ja kaikkien osien on oltava riittävän vahvoja kestämään tuottamansa höyryn paine. Suurinta osaa korkeapainekattiloista käytetään kaupallisiin tai teollisiin tarkoituksiin.
Suurin sallittu paine
Fotolia.com "> ••• höyryventtiilikuva, jonka on lähettänyt John Sandoy Fotolia.comistaKattilat luokitellaan myös painekapasiteetin, rakennetyypin ja käytön perusteella. Suurin sallittu työpaine (MAWP) on suurin paine, jonka astia (kattila) on suunniteltu kestämään. Tämä paine mitataan puntina neliötuumalta tai ”psi” ja mittauspaine ilmaistaan ”psig”. Kansallinen palontorjuntayhdistys ja liittovaltion standardit määrittelevät tyypin II höyrykattilan sellaiseksi, joka tuottaa korkeapainehöyryä välillä 16 ja 150 psig. Tyypin III höyrykattila tuottaa höyryä välillä 151 - 350 psig.
Vesiputkikattila
Tämän tyyppisissä kattiloissa polttoaine poltetaan uunin sisällä, jolloin muodostuu kuumaa kaasua, joka lämmittää putkiensa kautta kiertävää vettä. Vesi muuttuu höyryksi, joka nousee sieppaamiseksi höyryrummussa, josta kylläinen höyry poistuu. Tämä tulee uuniin uudestaan lämmittimen kautta, missä se muuttuu vielä kuumemmaksi. Kun ylikuumennetun höyryn lämpötila on kiehumispisteen yläpuolella, siitä tulee kuiva, paineistettu kaasu, jota käytetään turbiinien ajamiseen. Useimpien vesiputkikattilan mallien kapasiteetti on 4500 - 120 000 kiloa höyryn tuntia kohden. Lämpövoimalaitosten vesiputkikattiloita kutsutaan myös höyrynkehitysyksiköiksi.
Benson-kattila
Fotolia.com "> ••• putkilinjat höyryturbiinikuvaan, jonka on kirjoittanut Andrei Merkulov Fotolia.comistaBenson-kattilaa kutsutaan ylikriittiseksi höyrygeneraattoriksi ja sitä käytetään usein sähkön tuottamiseen. Se toimii niin korkeassa paineessa, yli 3200 psi, että todellinen kiehuminen lopettaa eikä veden ja höyryn erottelua ole. Ei kuplita, koska veden lämpötila on kriittisen paineen yläpuolella, jossa kuplia voi muodostua. Tämä höyry toimii korkeapaineisessa turbiinissa, ja menee sitten generaattorin lauhduttimeen. Termiä "kattila" ei pitäisi käyttää tässä höyrygeneraattorissa, koska kiehuvaa ei todellakaan tapahdu.
Kuumennettu höyrykattila
••• Fotolia.comin Andrei Merkulovin höyryturbiinikuva
Tämäntyyppinen kattila höyrystää vettä ja lämmittää sitten höyryn ylikuumentimessa tuottaen höyryä paljon korkeammassa lämpötilassa. Tämä luo korkeamman savukaasujen poistolämpötilan, ellei käytetä ”ekonomisoijaa”. Taloudellisuuslaite lämmittää syöttöveden, joka kulkee palamisilmalämmittimen läpi kuumien savukaasujen poistoreitillä. Tämä ylikuumennettu höyry lisää usein höyrynkehityksen ja sen hyödyntämisen kokonaistehokkuutta turbiinien tulolämpötilan nousun myötä. Ylikuumennettu höyry aiheuttaa turvallisuuteen liittyviä huolenaiheita, koska jos jokin järjestelmän komponentti vioittuu ja höyry karkaa, korkea paine ja lämpötila voivat olla tappavia. Lämpötila kattilan kaasuuunin alueella on yleensä 2 400 - 2 900 astetta Fahrenheit. Jotkut näistä ovat konvektiolämmittimiä, jotka absorboivat lämpöä nestemäisestä kaasusta, kun taas toiset ovat säteileviä ja absorboivat säteilylämpöä.