Kas ir katla sadedzināšana?

Katlu sadedzināšanai var izmantot dažādus kurināmos, tostarp dabasgāzi, mazutu un biodegvielu, kas ražota no augu vai dzīvnieku atkritumiem. Kad degviela tiek izsmidzināta vai izsmidzināta katlā ar gaisu, aizdedzes spole vai neliela aizdedzes liesma var aizdedzināt maisījumu. Degšanas laikā izdalās liels daudzums siltuma, no kuriem daļa uzsilda ūdeni līdz tvaikiem, bet daļa tiek zaudēta radiācijas un dūmvadu zudumu dēļ. Radiācija ir infrasarkanais siltuma zudums, kas rodas no karsta katla uz vēsāku telpu. Dūmvadu zudumi ir uzkarsētas gāzes, kas tiek izvadītas no katla caur tā dūmvadu vai ventilācijas atveri.

Īpašnieki un operatori ir ieinteresēti maksimāli palielināt katla sadegšanas efektivitāti. Galvenie jautājumi, kas jāapsver, ir sadegšanas efektivitāte jeb degvielas un gaisa maisījuma degšana un siltuma zudumu samazināšana. Izstarojuma siltuma zudumus var samazināt, pareizi izolējot katlu un tvaika cauruļvadus. Katla konstrukciju un vadības ierīces var izmantot, lai palielinātu sadegšanas efektivitāti.

Katla sadegšanas zonā parasti ir caurules ar ūdeni un tvaiku, kas iet caur atvērtu kārbu, kurā var būt degļi un vadības ierīces. Caurules dizains var uzlabot efektivitāti, izmantojot vairāku caurlaidību sistēmas. Ūdens caurules, kas nonāk katlā, vispirms var iziet cauri dūmgāzu zonai, kas paņem daļu siltuma un uzsilda ūdeni. Pēc tam caurules var iziet cauri sadegšanas zonai vairāk nekā vienu reizi, lai pilnībā izmantotu sadegšanas siltumu, kas arī uzlabo efektivitāti.

Katla sadegšanas efektivitāte gaisa un kurināmā maisījumiem ir būtiska pareizai katla darbībai. Degvielas molekulai ir nepieciešams teorētisks skābekļa daudzums, lai tā pilnībā sadegtu, bet patiesībā ir nepieciešams lieks skābeklis dažādu zudumu dēļ degšanas zonā. Gaiss ir aptuveni 21 procents skābekļa, tāpēc arī nesadegušais slāpeklis gaisā ir jāuzsilda katlā un jāizvada caur dūmvadu. Tas vēl vairāk ietekmē katla efektivitāti un rada slāpekļa savienojumus, kas ir saistīti ar skābo lietu un smoga veidošanos.

Pārāk daudz skābekļa samazina katla sadegšanas temperatūru, var radīt dažus nevēlamus piesārņotājus, un skābekļa un slāpekļa sildīšanai ir nepieciešama degviela, kas netiek izmantota. Skābekļa trūkums var samazināt katla efektivitāti un radīt kvēpus un citus blakusproduktus, kas laika gaitā var sabojāt katlu. Pētījumi ir atklājuši, ka skābekļa un sadegšanas gāzu koncentrācijas kontrole dūmgāzēs un pareizas dūmvadu temperatūras uzturēšana var optimizēt katla darbību.

Mazākus apkures katlus var regulēt manuāli, izmantojot dūmgāzu sensorus un dūmgāzu termometrus, taču daudziem apkures katliem var izmantot automātisko vadību. Katli var nedarboties vienā darbības punktā, bet tiem būs dažādas tvaika prasības vai darbības apstākļi, kas padara manuālus efektivitātes iestatījumus nepraktiskus. Vecākus apkures katlus var aprīkot ar elektroniskām vadības ierīcēm, kas nodrošina atgriezenisko saiti ar gaisa un degvielas padeves sūkņiem, lai nodrošinātu vislabāko sadegšanas attiecību.