Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Конспект лекций по специальности.doc
Скачиваний:
18
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
12.12 Mб
Скачать

Тема 9. Воздухоподогреватели.

  1. Классификация.

С начала 20-го века получил широкое развитие регенеративный подогрев питательной воды отборами пара из паровых турбин. В настоящее время приняты следующие температуры питательной воды в зависимости от давления парогенератора: 145оС для 4МПа; 215оС для 10МПа; 230оС для 14МПа; 235оС для 17МПа; и 240оС для 25МПа. Уже при подогреве питательной воды в регенеративном цикле паровой турбины до 145оС стало затруднительно охлаждать уходящие дымовые газы до достаточно низкой температуры. Это заставило искать новых путей утилизации тепла уходящих газов, в результате чего появились воздухоподогреватели. Одновременно с этим действовал в том же направлении и другой фактор; изыскание способов рационального сжигания местных топлив, которое также потребовало предварительного подогрева воздуха.

Роль воздушного подогревателя существенно отличается от роли экономайзера. Воздухоподогреватель не только отнимает тепло от уходящих газов, но и вносит это тепло в камеру горения с подогретым воздухом, в следствии чего температура в камере горения повышается, процесс горения интенсифицируется, уменьшаются потери тепла с химическим и механическим недожогом. Тепло воздуха, полученное за счёт низкотемпературного тепла газов, поднимает температуру в топке, в связи с чем растут температурные напоры на всём тракте газов, вплоть до воздухоподогревателя. В результате этого уменьшаются поверхности нагрева, работающие под давлением, чем с избытком компенсируются затраты металла на воздухоподогреватель.

Первичный и вторичный воздух нагревается в воздухоподогревателе, по воздуховоду часть воздуха, называемого первичным, направляется на сушку и транспорт пыли (котлы работающие на твёрдом топливе).

Воздухоподогреватели как элемент паровых котлов появились в начале ХХ в. для подогрева воздуха, подаваемого на горение топлива, так как горячий окислитель топлива значительно интенсифицирует процесс горения. Кроме того , повышая температуру горения в топке, окислитель повышает температурный напор между теплоносителем и рабочим телом по всем поверхностям нагрева котла, и тем самым интенсифицирует теплообмен, снижаются недожог топлива и удельная затрата металла на поверхности нагрева.

В топку современного парогенератора подаётся воздух, нагретый до 250-400оС. С подогревом воздуха увеличивается температура в топке, что способствует лучшему выгоранию топлива и интенсифицирует процесс парообразования.

Воздух подогревают в воздухоподогревателях за счёт передачи теплоты от газов. Воздухоподогреватель является последней поверхностью нагрева парогенератора, поэтому он определяет, с одной стороны, температуру уходящих газов и соответствующую потерю теплоты, а с другой – температуру нагреваемого воздуха. Таким образом, работа воздухоподогревателя в значительной степени определяет КПД парогенератора. Так, например, со снижением температуры уходящих газов на каждые 10оС экономится около 0,5% топлива. При работе воздухоподогревателя часть воздуха уходит вместе с дымовыми газами, т.е. бесполезно теряется. Утечка воздуха связана с потерей некоторого количества теплоты и дополнительной загрузкой тягодутьевой установки.

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 (вращающая) 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.