Воздухоподогреватели.

Воздухоподогреватели по принципу действия делятся на рекуперативные и регенеративные. В рекуперативном типе воздухоподогревателей передача теплоты от газов к воздуху осуществляется непосредственно через разделяющую их стенку, в регенеративном – через промежуточное тело или среду (металл, жидкость и др.) путём последовательного нагревания его газами, а затем охлаждения воздухом. Если у воздухоподогревателя регенеративного типа эксплуатируется в основном только одна (вращающаяся) конструкция, то модификаций рекуперативного типа существует множество. Однако на средних и мощных котлах зарекомендовала себя конструкция высокоплотного стального трубчатого воздухоподогревателя (ТВП), у которого переток воздуха в область газов не превышает 5%. Кроме стальных, применяются также и чугунные поверхности нагрева воздухоподогревателей. Так, чугун нашёл широкое применение в промышленных установках рекуперативных воздухоподогревателей, особенно при сжигании сернистых и высоковлажных топлив, в виде ребристых или зубчатых трубных элементов. Рёбра и зубья размещают для увеличения поверхности нагрева как по воздушной, так и по газовой сторонам. Конструкции основных элементов рекуперативных трубчатых воздухоподогревателей представлены на рис.2.13.

Обычно греющие воздух стальные трубы устанавливают вертикально и только в некоторых специальных случаях, как, например, у стеклянного воздухоподогревателя – горизонтально. Внутри трубок сверху вниз проходят дымовые газы, а поперёк пучка – нагреваемый воздух.

Расположение труб в пучке шахматное:

продольный шаг S₁ = 80 – 95 поперечный S₂ = 50 – 60мм. для труб Ф 51х1,5мм.

52 – 70 40 – 50 мм. для труб Ф 40х1,5мм.

Основными деталями воздухоподогревателя являются трубы и трубные доски; нижняя - несущая наиболее толстая (~20мм), две промежуточные для создания газовых перегородок (свободно пропущены сквозь них трубы), верхняя скрепляет трубы и перемещается вверх при прогреве системы. Для этого вверху установлены линзовые компенсаторы. Так как доски удлиняются и в горизонтальном направлении, то устанавливают соответствующие компенсаторы и по периферии воздухоподогревателя и между соседними трубами. Трубы крепятся к доскам с помощью механической развальцовки или приварки.

Применяются конструкции для защиты входных концов труб от эрозии летучей золой. Удар золовых частиц объясняется сепарацией золы в некоторой точке трубы при расширении струи после входа. Особые пружинящие втулки защищают трубу, а выступ втулки над доской образует слой дроби, защищающий трубную доску от эрозии и наклёпа.

Иногда для увеличения рабочего ресурса труб при сжигании сернистых мазутов устанавливают эмалированные или стеклянные трубки взамен стальных. Стеклянные трубы в трубных досках закреплены квадратными прижимными досками с уплотнением стыка манжетами из жаростойкой резины. Для предохранения от боя стеклянных труб при транспорте и монтаже первый ряд труб воздухоподогревателя (по ходу дымовых газов) выполнен из обычных стальных труб. Пакет из стеклянных труб устанавливается последним по ходу газов.

Применяются различные схемы подогрева воздуха. Рис.2.14.

На рис.2.14.а показана последовательная схема воздухоподогревателя и экономайзера при однопоточной подаче воздуха в четыре поперечных хода для котлов небольших единичных мощностей и умеренном подогреве воздуха до 250 – 270^оС.

Рис. 2.14.б - двухступенчатая схема воздухоподогревателя и экономайзера в рассечку, что обеспечивает подогрев воздуха выше 250 – 300^оС.

Рис. 2.14.в. для мощного котла – двухпоточная по воздуху схема. Двух-, четырёх- и даже шестипоточный подвод воздуха сокращает высоту воздушного хода, но увеличивает число ходов при меньшем числе рядов трубок по глубине хода, что снижает сопротивление по воздуху и повышает температурный напор воздухоподогревателя.

Обращает внимание на всех схемах раздельное расположение входного «холодного» ппакета воздухоподогревателя, что объясняется стремлением облегчить замену прокорродированных холодных поверхностей воздухоподогревателя.

Совместить низкую температуру уходящих газов, например 110 – 130^оС, с высоким подогрева воздуха выше примерно 270^оС, практически невозможно. В этом случае приходится прибегать к двухступенчатому расположению. При этом достигается достаточный температурный напор на горячем конце воздухоподогревателя, что позволяет сохранить на сравнительно низком уровне температуру уходящих газов и минимальный расход металла даже при высоких температурах подогрева воздуха. Так как конец воздухоподогревателя первой ступени и начало экономайзера первой ступени находятся в одной точке газохода, то подогрев воздуха в 1-й ступени воздухоподогревателя, очевидно, должен быть примерно равным t_п.в., т. е. t^//~t_п.в.

В качестве общих выводов можно отметить, что трубчатые воздухоподогреватели просты в изготовлении, отличаются высокой газовой плотностью, требуют сравнительно небольших расходов металла, в силу чего используются на котлах производительностью до 130кг/с – 470тн/час