Tutvu katlamaja tööprotsessidega läbi virtuaaltuuri

Kui keegi ütleb sõna katlamaja, siis kas kujutad sisemas ette söetolmust tahmunud mehi labidaga katelt kütmas või pigem suurte akendega valgusküllast hoonet mis on täis kaasaegset tehnikat? Adven tegi Saue katlamajas tuuri, et saaksid nendele ja paljudele teistele küsimustele vastused.

Tuur on interaktiivne ehk saad ise oma arvutis hiirega klikkides katlamajas ringi liikuda ning infonupukesi avada ja sealt täiendavat infot lugeda. Virtuaaltuur asub siin:

Selleks, et kodudes olevad radiaatorid saaksid soojaks ning soe tarbevesi tuleks kraanist, peavad katlamajas toimuma mitmed protsessid ja mõistagi on selleks paljud erinevad seadmed ning kontrollitud automaatika. Vaatame etappide kaupa lähemalt, mis katlamajas tegelikult toimub.

Kütuse vastuvõtt

Kütuse vastuvõtt toimub autolt laadimisega otse kraapkonveierile, millega transporditakse kütus lattu. Konveiersüsteem on täisautomaatne ja eelnevalt koolituse läbinud autojuht saab üksi kütuse ümberlaadimisega hakkama. Katlamaja efektiivsuse kontrollimiseks võtame kütuse proove, millest saame määrata eelkõige kütuse niiskuse sisaldust ja seeläbi kütteväärtust.

Ladu

Kütuse laos on hüdrauliliste silindritega töötav kraappõrand, mis lükkab vastavalt katla vajadusele kütuse söötmiskonveierile. Laos hoiame enamasti ca 3 päeva varu, et nädalavahetustel ei peaks kütust tarnima.

Kütusekonveier koldesse

Kütus transporditakse koldesse kraapkonveieriga, mis töötab hüdraulilise silindriga. Konveier lükkab kütust koldesse kindlalt määratud tsüklitega. Üheks tsükliks loetakse kraapkonveieri ühekordset edasi-tagasi liikumist.

Kolle

Kolle on suur samottkividega vooderdatud ruum, kus toimub põlemisprotsess. Kolde põrandaks on liikuvad restid. Kuna kasutame soojuse tootmiseks märga kütust (suhtelise niiskusega kuni 60%), siis sellise kütuse põletamiseks kasutame soojusvahetuspindadeta kollet, milles hoitakse umbes 900-1000⁰C temperatuuri. 
Suures pildis jagunevad restid kolmeks osaks: ülemistel restidel toimub kütuse kuivamine, keskmistel põlemine ja alumistel tuhastumine. Põlemist reguleeritakse peamiselt primaarõhu reguleerimisega, mis suunatakse koldesse läbi restide, aga ka etteantava kütuse hulga ja restide liigutamise sageduse reguleerimisega. Kuum suitsugaas suunatakse koldest edasi katlasse.

Katel

Katel töötab soojusvahetina, kus toru sees on kuum suitsugaas ja torude ümber vesi ning füüsikaseaduste tulenevalt läheb soojus kõrgema temperatuuriga kehalt madalama temperatuuriga kehale. See tähendab, et suitsugaaside soojus kandub edasi veele. Katlas kuumutatakse vett kuni 110⁰C-ni. Juhul kui vee temperatuur läheb üle 110⁰C, siis rakendub avariikaitse (averiitermostaat) ja katlasüsteem jäetakse ohutult seisma. Suitsugaas on katlast väljumisel kuni 170⁰C .

Suitsukäigud

Suitsugaas liigub katlast korstnani läbi suitsukäikude. Ehk suitsugaas läbib peale katelt multitsükloni, seejärel suitsuventilaatori, siis elektrifiltri ja enne korstnasse jõudmist veel ka suitsugaaside kondensaatori. Kuna suitsugaas on esialgu suhteliselt kõrge temperatuuriga, on suitsukäigud ohutuse tagamiseks isoleeritud kivivillaga.

Multitsüklon

Multitsüklonis puhastatakse suitsugaas lendtuhast ja tahketest osakestest. Multitsüklon koosneb mitmest eraldi tsüklonist, mis panevad suitsugaasid keerlema eraldades sedasi tsentrifugaaljõu tulemusel tahked osakesed. Eraldatud tahked osakesed transporditakse tuhakasti.

Elektrifilter

Elektrifiltrit kasutatakse suitsugaaside täiendavaks puhastamiseks. Elektrifiltri eesmärk on tagada ülimalt madal tahkete osakeste kontsentratsioon (alla 50 mg/nm3) ning puhastada väljuvaid suitsugaase eriti kõrgete nõuete kohaselt. Elektrifiltris juhitakse kõrgepinge läbi elektrifiltris asuvate metallplaatide, kuhu ladestuvad suitsugaasidest väiksemad osakesed.

Suitsugaaside kondensaator

Kuna katlamajas põletatakse suure niiskussisaldusega (kuni 60%) hakkpuitu, siis märkimisväärne osa energiast kulub katlas kütuse kuivatamisele ja sellest vee välja aurustamisele. Selleks, et katlamaja kasutegurit tõsta ja kuivatamiseks kulunud energiat tagasi saada, kasutatakse suitsugaaside kondensaatorit.

Suitsugaaside pesuris viiakse suitsugaaside temperatuur soojusvõrgu tagastuva temperatuurini ca 40-50⁰C ja sellega kondenseeritakse põlemisgaasis olev veeaur välja ning saadakse põlemisprotsessis kaduma läinud energia tagasi. Oluline on siinjuures see, et suitsugaas mitte ainult ei jahutata maha, vaid viiakse allapoole kondenseerumistemperatuuri. See on oluline seetõttu, et kõige suurema energia kuluga on faasimuutuse protsessid- vee aurustamine ja kondenseerumine.

Suitsugaaside ventilaator

Suitsugaaside ventilaatorit kasutatakse koldes alarõhu hoidmiseks, et tagada põlemisgaaside liikumine koldest korstnasse ning vältida põlemisgaaside sattumist katlamaja siseruumidesse.

Veepehmendi

Ühisveevärgist tulev vesi sisaldab palju kaltsiumi (Ca) ja magneesiumi (Mg) soolasid, mis hakkavad temperatuuril üle 55⁰C tekitama kuumadele küttepindadele väga intensiivselt katlakivi. Selle vältimiseks töötleme vett keemiliselt Na kationiit ioonvahetusfiltris, kus spetsiaalne filtermaterjal seob endaga Ca ja Mg ioonid. Kui kationiit on oma sidumisvõime ammendanud, regenereerime (taastame) seda filtermateriali küllastunud soolalahusega.

Lisavee - paisupaak

Vee maht on sõltuv temperatuurist - soojusvõrgus ringleb keemiliselt töödeldud vesi mille temperatuur on pidevas muutumises, seega vajab ka katlamaja lisavee mahutit, kus kompenseeritakse vedeliku temperatuuri mõjul tekkivaid mahu muutused.

Korsten

Korsten kujutab endast pikka jämedat toru, mille abil hajutatakse katlast väljuvad suitsugaasid. Korstna all on suure massiga vundament, mis hoiab seda ka suure tuule korral tugevalt konstruktsiooni küljes kinni. Tänu kondensaatori kasutamisele on välisõhku paisatava põlemisgaasi temperatuur madal, vaid kuni 50⁰C. Tulenevalt väga madalast temperatuurist on talviti seetõttu näha korstnast väljumas suurt valget „suitsu“. See on tingitud kiirest veeauru kondenseerumist korstnast väljumisel.

Tuhakonveier

Kolde põhjas on hüdraulilise silindriga tuhakraap, mis lükkab tekkinud tuha konveieri peale. Tuhakonveieri abil transporditakse tuhk katla koldest tuhakonteinerisse.

Tuhakonteiner

Tuhakonteinerit kasutatakse tuha kogumiseks. Konteineris sees on tasandustigu, mis tagab konteineri ühtlase täituvuse. Tuhakonteineris on täituvusandur, mis teavitab automaatselt tühjendamise vajadusest. Hakkpuidu põletamisel tekkiv tuhk on kasulik põlluväetis, seega jõuab Adveni katlamajades põletatud tuhk ka enamasti põldudele.

Võrgupumbad ja torustik

Soojusvõrgus on 2 toru- pealevool ning tagasivool. Pealevoolu torustiku kaudu liigub soojuskandja tarbijani, soojendades radiaatoreid ning võimaldades kasutada sooja tarbevett. Hoone soojussõlmes maja kütmiseks või sooja tarbevee valmistamiseks maha jahtunud vesi suunatakse tagasivoolu kaudu tagasi katlamajja. Võrgupumbad hoiavad soojuskandja tarbijate ja katla vahel pidevas ringluses.

Automaatika süsteem

Katlamaja on täielikult automatiseeritud. Tänu sellele pole operaatori pidev kohapeal viibimine vajalik. Katla automaatika reguleerib kõiki protsesse ise. Näiteks tagab süsteem täielikuks põlemiseks sobiliku temperatuuri, jälgib ning reguleerib kütuse kogust ning põlemisõhu hulka ja jälgib ka ohutust ning teavitab võimalikest avariilistest olukordadest. Lisaks automatiseerutud süsteemile on Advenil ka juhtimiskeskus, kus dispetšerid hoiavad tootmisel 24/7 silma peal.

Avariigeneraator

Kaugküte on elutähtis teenus. Kuna küttesüsteem vajab toimimiseks elektrit, kuid vahel esineb elektrivõrgus rikkeid, siis on katlamaja varustatud avariigeneraatoriga. See võimaldab hoida katlamaja teatud aja töös ka elektrikatkestuse ajal ning tagada soojusvarustus.

Priit Tiit
Arenduse ja investeeringute valdkonna juht