Воздухоподогреватели

Основные элементы котельного агрегата

Воздухоподогреватель – устройство, предназначенное для подогрева воздуха, поступающего в топку на горение, за счет использования тепла уходящих газов. При использовании подогретого воздуха повышается температура горения топлива, интенсифицируется процесс сжигания, повышается КПД котельного агрегата. Воздухоподогреватели выполняются рекуперативными (трубчатыми) или регенеративными вращающимися.

Трубчатые воздухоподогреватели (рис. 3.13) выполняются из отдельных кубов (секций), которые устанавливают рядом, заполняя все сечение газохода. Куб состоит из вертикальных тонкостенных труб, закрепленных в трубных досках. Расположение труб – шахматное.

Рис. 3.13. Трубчатый воздухоподогреватель: 1 – стальные трубы; 2, 5 – верхняя и нижняя трубные доски; 3 – воздухоперепускной короб; 4 – промежуточная трубная доска; 6 – опорные колонны; 7 – горизонтальные балки

Газы движутся в трубках сверху вниз, воздух – в межтрубном пространстве поперечным потоком. Для получения необходимой скорости перекрестного тока воздуха трубную систему по высоте разделяют промежуточными досками на несколько ходов. Для перепуска воздуха из одного хода в другой установлены воздухоперепускные короба. Снаружи воздухоподогреватель обшивается стальными листами и покрывается теплоизоляцией.

Предельная температура подогрева воздуха в одноступенчатом воздухоподогревателе, установленном по ходу газов за водяным экономайзером, составляет 250…320 ºC. Для получения более высокой температуры подогрева воздуха применяется двухступенчатый подогрев. Для этого воздухоподогреватель делится на две части, между которыми в рассечку устанавливается ступень водяного экономайзера.

Трубчатые воздухоподогреватели просты по конструкции, надежны в работе, обладают высокой газоплотностью. Недостатками их являются большие габариты. Кроме того, трубчатые воздухоподогреватели при низких температурах продуктов сгорания в значительной мере подвержены коррозии..

В регенеративном воздухоподогревателе тепло передается металлической насадкой, которая периодически нагревается дымовыми газами, после чего переносится в поток воздуха и отдает ему аккумулированное тепло.

Рис. 3.14. Устройство регенеративного вращающегося воздухоподогревателя: 1 – насадка; 2 – сплошные перегородки ротора; 3 – короба подвода и отвода продуктов сгорания и воздуха; 4 – механизм привода (электродвигатель, редуктор, шестерня); 5 – неподвижный корпус; 6 – ротор

Регенеративный воздухоподогреватель (рис. 3.14) представляет собой вращающийся барабан с набивкой (насадкой) из тонких стальных гофрированных и плоских листов, образующих каналы малого эквивалентного диаметра (4…5 мм) для прохода воздуха и продуктов сгорания. Набивкой, которая служит поверхностью теплообмена, заполняется пустотелый ротор, разделенный сплошными перегородками на изолированные друг от друга секции.

Ротор медленно вращается в неподвижном корпусе. Частота вращения составляет 2…6 об/мин. Корпус разделен на две части секторными плитами. В одну из них через горловину поступают продукты сгорания, в другую – воздух. При вращении ротора набивка попеременно пересекает то газовый, то воздушный поток. В регенеративных воздухоподогревателях организуется противоточное движение потоков воздуха и продуктов сгорания.

Регенеративные воздухоподогреватели более компактны по сравнению с трубчатыми, имеют меньшую металлоемкость. Величина аэродинамического сопротивления таких воздухоподогревателей также меньше, чем у рекуперативных. Кроме того, коррозия набивки не приводит к увеличению перетока воздуха в газовый тракт.

При этом регенеративные воздухоподогреватели характеризуются высоким перетоком воздуха в газовую среду (до 10 %). Другим недостатком этих воздухоподогревателей является наличие вращающихся элементов и системы водяного охлаждения вала ротора и подшипников. В целях недопущения коробления набивки подогрев воздуха в регенеративных воздухоподогревателях производится до температуры, не превышающей 300 ºC. При необходимости подогрева воздуха до более высокой температуры воздухоподогреватель выполняют комбинированным из регенеративного воздухоподогревателя с подогревом в нем воздуха до 250…300 ºC и трубчатого, установленного в рассечку между ступенями водяного экономайзера. В таком случае нагрев воздуха до необходимой температуры осуществляется в трубчатом воздухоподогревателе.

Вопросы для самопроверки

– Назначение воздухоподогревателей, их классификация, достоинства и недостатки

– Особенности конструкции трубчатых воздухоподогревателей

– Особенности работы трубчатых воздухоподогревателей

– Достоинства и недостатки трубчатых воздухоподогревателей

– Особенности конструкции регенеративных воздухоподогревателей

– Особенности работы регенеративных воздухоподогревателей

– Достоинства и недостатки регенеративных воздухоподогревателей

Литература.

1. Губарев, А.В. Паротеплогенерирующие установки промышленных предприятий: учеб. пособие для вузов / А.В. Губарев. – Белгород: Изд-во БГТУ, 2013. – 240 с.