8. Низкотемпературные поверхности нагрева котельных агрегатов (экономайзеры и воздухоподогреватели – устройство, схемы компоновки). Водяные экономайзеры.

Тепло, заключенное в уходящих дымовых газах, можно частично использовать, подогревая питательную воду в водяном экономайзере. Подогрев воды целесообразен из-за экономии топлива, а также потому, что котел, питаясь подогретой водой, работает в более благоприятных условиях. Водяной экономайзер для рабочего давления до 24 кгс/см² изготавливают из чугуна, а свыше 40 кгс/см² – из стали.

Нагрев воды в чугунном водяном экономайзере должен быть на 40 – 60 °С ниже температуры кипения воды. чугунный водяной экономайзер изготавливается из чугунных ребристых труб, на концах которых имеются квадратные фланцы и круглые фланцы для соединения труб между собой с помощью калачей. Трубы укладываются горизонтальными рядами одна на другую так, что квадратные фланцы образуют сплошные металлические стенки.

Достоинство чугунных экономайзеров в том, что они более устойчивы по сравнению со стальными к внутренней и внешней коррозии. Кроме того, при ремонте калачи могут сжиматься и трубы сравнительно легко очищаются от внутренних загрязнений.

Недостатками являются и относительно большие габариты и невысокий коэффициент теплоотдачи, вызванный значительными диаметрами труб и малыми скоростями газов, а также недостаточная устойчивость чугуна в случае гидравлических ударов.

Стальные экономайзеры состоят из труб Ø28…38х3,5, согнутых в виде змеевиков, вваренных в коллектор. Змеевики экономайзеров обычно располагаются в опускном газоходе при поперечном омывании их продуктами сгорания. Коллектора располагаются обычно за пределами газохода, укрепляются на опорах. Для разгрузки мест присоединения змеевиков к коллекторам от веса самих змеевиков, заполненных водой их подвешивают с помощью специальных подвесок к каркасу котла или опирают на каркас с помощью опорных стоек.

Воздухоподогреватели

В современных котельных установках воздухоподогреватели играют существенную роль. Воспринимая тепло уходящих газов и передавая его воздуху, воздухоподогреватель уменьшает потерю его с уходящими газами. Подогретый воздух от воздухоподогревателя направляется в топку котла, улучшая условия сгорания топлива. При этом увеличивается температура горения и КПД установки.

Воздухоподогреватели различают двух типов: рекуперативные и регенеративные. Наибольшее распространение получили рекуперативные трубчатые в/п.

Трубчатый в/п состоит из отдельных кубов, набираемых из стальных труб с толщиной стенки 1,5мм длиной 2-10м Ø41-51мм. Концы труб привариваются к верхним и нижним трубным доскам. Внутри труб в вертикальном направлении движутся дымовые газы. Снаружи трубы омываются воздухом, который движется в горизонтальном направлении.

Пластинчатые рекуперативные в/п состоят из чередующихся вертикальных и горизонтальных каналов, выполненных из стальных листов толщиной 2-3мм. По вертикальным каналам протекают газы, а по горизонтальным – воздух.

В регенеративном в/п теплообмен происходит в результате попеременного нагревания и охлаждения в газовом и воздушном потоке.

Трубчатые воздухоподогреватели (ТВП) осуществляют прямой нагрев воздуха продуктами сгорания. ТВП — поверхность на­грева, состоящая из отдельных секций (кубов), каждая из которых представляет набор вертикальных стальных труб 3 диаметром 28—51 мм и толщиной стенки б = 1,5 мм (рис. 66). ТВП опи­рается на балки 1, соединенные с каркасом 7 котла. Концы труб герметично закреплены в отверстиях горизонтальных трубных досок 2. Секции соединены коробами 5 с компенсаторами 4. Дымовые газы движутся сверху вниз внутри труб, а воздух обтекает ч трубы в горизонтальном направлении. При такой схеме движения продуктов сгорания внутренняя поверхность труб меньше загрязняется эоловыми частицами. Для топлив с большей зольностью применяют трубы большего диаметра. Их располагают в шахматном порядке (рис. 67).

По характеру движения продуктов сгорания и воздуха ТВП относятся к теплообменникам с многократным пере­крестным потоком сред. Из нижних сек­ций в верхние воздух подается по' пере­пускным коробам или. вертикальным ка­налам, расположенным между секциями. Снаружи воздухонагреватель имеет тепло­изоляцию и стальную обшивку. Нижняя трубная доска ТВП опирается на рам­ную конструкцию, связанную с каркасом котла, поэтому тепловое расширение ТВП котла, поэтому тепловое расширение ТВП происходит снизу вверх. Для обеспечения герметичности и сво­боды теплового расширения имеется линзовый компенсатор.