Воздухоподогреватели

Теплообменные устройства, служащие для подогрева воздуха, подаваемого в топку котла, продуктами сгорания топлива, уходящими из котла, называют воздухоподогревателем.

По принципу действия воздухоподогреватели разделяют на рекуперативные (трубчатый)и регенеративные (пластинчатый).

В рекуперативном воздухоподогревателе передача теплоты от продуктов сгорания к воздуху происходит непрерывно через разделительную стенку, по одну сторону которой движутся продукты сгорания, а по другую - нагреваемый воздух. Трубчатый воздухоподогреватель (ТВП) имеет вертикально расположенную трубную систему (см. рисунок 10.4), выполненную из стальных труб d_н=30-40 мм (d_с=1,2-1,5 мм). Трубы прямые вертикальные, концами приварены к трубным доскам и расположены в шахматном порядке. Внутри труб движутся продукты сгорания, теплота которых передается воздуху, движущемуся между трубами.

Для образования перекрестного тока воздуха трубная система по высоте делится на несколько ходов промежуточными перегородками, в местах поворота установлены воздушные перепускные короба. Нижняя трубная доска опирается на металлическую раму, связанную с каркасом котла.

Трубы расширяются при нагревании, при этом верхняя трубная доска имеет возможность перемещений, и в то же время обеспечивается плотность газохода за счет установки линзового компенсатора по всему ее периметру. ТВП выполняется в виде отдельных кубов (секций), удобных для монтажа и транспорта, которые заполняют все сечение газохода. Из-за невысокого коэффициента теплопередачи 15-20 Вт/(м²*К) и низкого температурного напора между газами и нагреваемым воздухом (50-80°С) ТВП имеет большую теплообменную поверхность и габариты.

Рисунок 10.4 - Конструкция ТВП

ТВП выполняются из углеродистой стали t_ст £ 500°С, что при температуре подогрева воздуха до 400°С соответствует температуре продуктов сгорания не более 600°С. Обычно температура продуктов сгорания за пароперегревателем высокого давления выше, а поэтому для защиты металла второй ступени воздухоподогревателя, если в схеме котла нет промежуточного перегревателя, располагают вторую ступень экономайзера.

В регенеративных вращающихся воздухоподогревателях (РВП) передача теплоты от продуктов сгорания к нагреваемому воздуху осуществляется путем попеременного нагревания и охлаждения одной и той же поверхности нагрева. Поверхностью теплообмена в РВП служат гофрированные и плоские стальные листы (пластины), образующие каналы d=8-9 мм для прохода продуктов сгорания и воздуха (см. рисунок 10.5).

Пластины объединяются в секции и заполняют цилиндрический пустотелый ротор (с вертикальным или горизонтальным расположением), который по сечению разделен глухими радиальными перегородками на изолированные друг от друга сектора. Ротор РВП медленно вращается с частотой 1,5-2,2 об/мин. Диаметр ротора РВП составляет от 5,4 до 9,8 м, а высота от 1,4 до 2,4 м. Применение волнистых (гофрированных) листов-пластин обеспечивает интенсификацию конвективного теплообмена и тем самым более быстрый нагрев пластин и затем более глубокое их охлаждение, хотя удельное аэродинамическое сопротивление такой поверхности увеличивается. Поверхность нагрева пластин, располагаемая в 1 м³ объема, составляет 300-340 м²/м³, в то время как в трубчатых воздухоподогревателях этот показатель составляет порядка 50 м²/м³.

В отличие от ТВП, РВП располагается вне пределов конвективной шахты.

Лекция

Водный режим работы барабанных котлов. Организация безнакипного режима работы котлов.