4.20. Воздухоподогреватели ку. Назначение, конструкция, виды

В современных котельных агрегатах воз­духоподогреватель играет весьма существенную роль, воспринимая теплоту от отходящих газов и передавая ее воздуху, он уменьшает наиболее заметную статью потерь теплоты с уходящими газами. При использовании подогретого воздуха повышается температура горения топлива, интенсифицируется процесс сжигания, повыша­ется коэффициент полезного действия котельного агрегата. Вместе с тем при установке воздушного подогревателя увеличиваются аэро­динамические сопротивления воздушного и дымового трактов,

В регенеративных воздухоподогревателях передача тепло­ты от продуктов сгорания к нагреваемому воздуху осуществляется путем попеременного нагревания и охлаждения одной и той же поверхности нагрева.

Воздухоподогреватели предназначены для подогрева воздуха поступающего на процесс горения, что уменьшает потери тепла и соответственно увеличивает КПД.

Воздухоподогреватели бывают двух типов:

1) рекуперативные (трубчатые);

2) регенеративные (вращающееся).

Рекуперативный воздухоподогреватель состоит из стального кожуха, двух плоских трубных досок и стальных тонкостенных трубок, которые при помощи сварки крепятся в трубных досках.

Продукты сгорания проходят через воздухоподогреватель сверху вниз по трубкам, а подогреваемый воздух между трубок, омывая их в поперечном направлении. Такие воздухоподогреватели могут быть одноступенчатыми, двухступенчатыми и многоступенчатыми.

В целях предохранения обслуживающего персонала от ожогов и уменьшения потери тепла при эксплуатации, наружную поверхность кожуха покрывают тепловой изоляцией.

Регенеративные воздухоподогреватели применяются для котлов средней и большой мощности. Воздух в этих воздухоподогревателях нагревается до 250 ⁰С при глубоком охлаждении продуктов сгорания.

Воздухоподогреватель представляет собой вертикальный неподвижный цилиндрический корпус, внутри которого расположен вращающийся ротор, установленный на вертикальном валу. Ротор состоит из секций набранных из пластин обладающих хорошей теплопроводностью. Ротор приводится во вращательное движение при помощи электродвигателя, скорость вращения от 2 до 10 оборотов в минуту.

Принцип работы регенеративного воздухоподогревателя заключается в том, что в одну половину корпуса, сверху подаются продукты сгорания, которые опускаются вниз и пронизывают ротор, за счет чего платины нагреваются, а продукты сгорания охлаждаются. Во вторую половину корпуса снизу подается подогреваемый воздух, который подымаясь вверх, пронизывая горячие платины, нагревается, а пластины охлаждаются. Воздухоподогреватели устанавливают за экономайзером, а рекуперативные могут устанавливаться и в рассечку между ступенями экономайзера при этом первым по ходу продуктов сгорания должна быть ступень экономайзера. Температура воздуха поступающего в воздухоподогреватель, должна быть не менее чем на 10-15 ОС выше точки росы продуктов сгорания, во избежание конденсации водяных поров и коррозии поверхностей нагрева.

Рисунок 4.20.1. Воздухоподогреватель рекуперативного типа:

7 — трубные доски; 2 — трубы; 3 — перегородка; 4— кожух; 5— направ­ляющая лопатка; 6 — линзовый ком­

На рис. 4.20.1 приведен стальной трубчатый воздухоподогрева­тель рекуперативного типа, в котором к двум трубным доскам толщиной 20...30 мм приварены стальные трубы 2 наружным диа­метром 33...40 мм с толщиной стенки 1,2... 1,5 мм.

Дымовые газы (продукты горения) движутся по трубам 2 сверху вниз, а воздух поперечным потоком обтекает расположенные в шахматном порядке трубы снаружи.

Воздухоподогреватель может быть разделен поперечными пере­городками 3 по воздушной стороне на два, три, четыре и даже пять ходов. Снаружи секции заключены в кожух 4 из листового железа, по­крытый теплоизоляцией толщиной 60...70 мм.

В воздушных перепускных коро­бах предусмотрены направляющие лопатки 5 для более равномерного обтекания воздухом труб воздухо­подогревателя.

Для компенсации температур­ных удлинений труб и кожуха в воз­духоподогревателе предусмотрен линзовый компенсатор 6.

В трубчатых воздухонагревателях при заданной невысокой темпера­туре уходящих газов можно подо­греть воздух до определенной тем­пературы (не выше 300...320°С). Для подогрева воздуха до более высоких температур (380...420°С), например, при сжигании влажных топлив, вместо одноступенчатой применяют двухступенчатую ком­поновку воздухонагревателя, уста­навливая между ступенями I и II экономайзер, что позволяет увели­чить температурный напор на сту­пени II и уменьшить ее поверхность нагрева.