2. Классификация теплообменного оборудования

Теплообменное оборудование классифицируют по следующим направлениям представленным в литературе [4,5,6,7,8,9]:

- По способу передачи теплоты. Теплообменное оборудование подразделяют на регенеративное и рекуперативное.

Рекуперативные теплообменные аппараты - это такие, в которых тепло от одной среды к другой передается через теплообменную стенку. Например, парогенераторы АЭС, батареи центрального отопления и другие поверхностные теплообменники.

Регенеративные теплообменные аппараты осуществляют передачу тепла за счет:

- смешения греющей и обогреваемой среды в случае их жидкой или газообразной фазы. Например: деаэратор, струйные теплообменные аппараты, градирни.

- периодического воздействия твердого теплоносителя на обогре-ваемую среду (жидкую или газообразную) или наоборот. Например, регенеративный воздухоподогреватель на тепловых станциях.

- По назначению:

• теплообменники - в них передача теплоты осуществляется между однофазными средами;

• парогенераторы и паровые котлы - в них происходит изменение фазового состояния, из жидкости образуется пар;

• конденсаторы - осуществляют обратный процесс преобразования пара (газа) в жидкость.

По характеру сред греющих и охлаждающих: жидкие, газообразные, твердые.

По способу отвода теплоты: вынужденная и естественная конвекции.

2.1. Рекуперативные аппараты

2.1.1. Поверхностные теплообменники. Они подразделяются по конструкции теплообменной поверхности и конструктивным особенностям ее омывания: прямотрубные, кожухотрубные, пластинчатые, U-образные, ширмовые, спиральные и т.д. Подробнее эти конструкции рассмотрены в разд 5.

2.1.2. Котлы. Это теплообменные устройства, в которых источником теплоты (греющей средой) является факел и продукты сгорания (окисления) жидкого, твердого или газообразного топлива.

Компоновка котла определяется свойст­вами сжигаемого топлива, паропроизводительностью и выходными параметрами пара. При сжигании каменных углей, мазута, природного газа обычно используется П-образная компоновка (рис.2.1,а), при кото­рой котел имеет два вертикальных газохода (топочную камеру и конвективную шахту) и соединяющий их горизонтальный газоход.

Для мощных котлов, работающих на влажных бурых углях и углях с высокоабразивной золой, применяется Т-образная компоновка (рис.2.1,б), которая позволяет уменьшить глубину конвективной шахты и высоту соединительного газохода.

Рис. 2.1. Основные компоновки котлов:

а – П-образная; б – Т-образная;в – 4-ходовая; г – башенная

При сжигании топлив с высоким содержанием в золе окиси кальция и щелочей котел выполняется трех- или четырехходо­вым, с подъемной или инвертной топкой и ширмами в промежуточных газоходах (рис.2.1,в).

Д

Рис. 3.1. Основные компоновки.

а – П- образная; б – Т-образная; в – 4-ходовая; г – башенная.

ля мощных котлов при сжигании газа и мазута или твердого топлива, в том чис­ле и для бурых углей с большим содержа­нием высокоабразивной золы, может быть использована башенная компоновка котла (рис.2.1,г). Она удобна для открытой ус­тановки и для применения наддува.

Все поверхности нагрева котла и кол­лекторы, работающие под давлением, вы­полняют из бесшовных цельнотянутых труб; поверхность нагрева трубчатого воздухо­подогревателя — из тонкостенных сварных труб, а набивку регенеративного воздухопо­догревателя - из листового проката толщи­ной =0,6 или 1,2 мм. Газоплотные топоч­ные панели изготавливают из плавниковых труб (рис.2.2,а–2.2,д). Газоплотные панели конвективной опускной шахты, а в ряде случаев экономайзерные и другие поверхно­сти делают цельносварными из круглых труб с приваркой железных полос (рис.2.2,е и 2.2,ж). Диаметры труб теплообменных поверхностей нагрева контура сверхкрити­ческого давления прямоточных котлов вы­бирают в пределах 32-45 мм при толщине стенки до 6 мм, а пакетов промперегревателя 57- 60 мм при толщине стенки 56 мм.

Конвективные и полурадиационные по­верхности нагрева, топочные и настенные газоплотные панели заводы выполняют в виде завершенных блоков. Поставка блоков на тепловые электростанции осуществляет­ся с помощью железнодорожного транспорта, поэтому габариты заводских блоков выбираются в соответствии с требованиями подвижного железнодорожного состава.

Таблица 2.1