Воздухоподогреватели. 
Общая энергетика. 
Основное оборудование

Воздухоподогреватели устанавливаются с целью подогрева воздуха, направляемого затем в топку для повышения эффективности горения топлив и углеразмольные устройства, за счет использования тепла уходящих газов.

Оптимальная величина подогрева воздуха в воздухоподогревателе зависит от рода сжигаемого топлива, его влажности и типа топочного устройства и колеблется от 200 °C для каменных углей, сжигаемых на цепной решетке (во избежание перегрева колосников), и 250 °C для торфа, сжигаемого на тех же решетках, до 350−450°С при сжигании жидкого и пылевидного топлива в камерных топках.

Для получения высокой температуры подогрева воздуха применяется двухступенчатый подогрев. Для этого воздухонагреватель делится на две части, между которыми («в рассечку») устанавливается часть водяного экономайзера.

Температура воздуха, поступающего в воздухоподогреватель, должна быть не менее чем на 10−15° выше точки росы дымовых газов, во избежание коррозии холодного конца воздухоподогревателя в результате конденсации водяных паров, содержащихся в дымовых газах (при их соприкосновении с относительно холодными стенками воздухоподогревателя), а также забивания при этом проходных каналов для газов налипающей на влажные стенки золой. Эти условия можно соблюсти двумя путями: либо повышением температуры уходящих газов и потерей тепла, что экономически невыгодно, либо установкой специальных устройств для подогрева воздуха перед его поступлением в воздухоподогреватель. Для этого применяются специальные калориферы, в которых воздух подогревается отборным паром от турбин или отработавшим паром от питательных насосов. В некоторых случаях подогрев воздуха осуществляется путем рециркуляции, т. е. часть нагретого в воздухоподогревателе воздуха возвращается через всасывающий патрубок к дутьевому вентилятору и смешивается с холодным воздухом.

По принципу действия воздухоподогреватели разделяются на рекуперативные и регенеративные. В рекуперативных воздухоподогревателях тепло от газов к воздуху передается через неподвижную разделяющую их металлическую стенку трубы. Как правило, это — стальные трубчатые воздухоподогреватели (диаметр трубок 25−40 мм). Схема такого подогревателя приведена на рис. 7.22. Трубки в нем расположены обычно вертикально, внутри них движутся продукты сгорания; воздух омывает их поперечным потоком в несколько ходов, организуемых за счет перепускных воздуховодов (коробов) и промежуточных перегородок.

Газ в трубках движется со скоростью 8−15 м/с, воздух между трубками — вдвое медленнее. Это позволяет иметь примерно равные коэффициенты теплоотдачи с обеих сторон стенки трубы.

Тепловое расширение воздухоподогревателя воспринимается линзовым компенсатором 3 (см. рис. 7.22), который устанавливается над воздухоподогревателем.

При помощи фланцев он прикрепляется болтами снизу к воздухоподогревателю, а сверху к переходной раме предыдущего газохода котлоагрегата.

Рис. 7.22. Трубчатый воздухоподогреватель:

• 1 — стальные трубы 40×1,5 мм; 2, 6 — верхняя и нижняя трубные доски толщиной 20−25 мм; 3 — компенсатор тепловых расширений;
• 4 — воздухоперепускной короб; 5 — промежуточная трубная лоска;
• 7, 8 — опорные рама и колонны

В регенеративном воздухоподогревателе тепло передается металлической насадкой, которая периодически нагревается газообразными продуктами сгорания, после чего переносится в поток воздуха и отдает ему аккумулированное тепло. Регенеративный воздухоподогреватель котла (рис. 7.23) представляет собой медленно вращающийся (3−5 об/мин) барабан (ротор) с набивкой (насадкой) из гофрированных тонких стальных листов, заключенный в неподвижный корпус.

Секторными плитами корпус разделен на две части — воздушную и газовую. При вращении ротора набивка попеременно пересекает то газовый, то воздушный поток. Несмотря на то, что набивка работает в нестационарном режиме, подогрев идущего сплошным потоком воздуха осуществляется непрерывно без колебаний температуры. Движение газов и воздуха — противоточное.

Рис. 7.23. Устройство регенеративного вращающегося воздухоподогревателя: 1 — ротор; 2 — неподвижный корпус; 3 — набивка; 4 — короба подвода и отвода воздуха и газа; 5 — секторные плиты, разделяющие газовый и воздушный потоки; 6 — механизм привода (электродвигатель, редуктор, шестерня); 7- сплошные перегородки ротора, препятствующие перемешиванию воздуха и продуктов сгорания Регенеративный воздухоподогреватель отличается компактностью (до 250 м² поверхности в 1 м³ набивки); он широко распространен на мощных энергетических котлоагрегатах.

Недостатком его являют большие (до 10%) перетоки воздуха в тракт газов, что ведет к перегрузкам дутьевых вентиляторов и дымососов и увеличению потерь с уходящими газами.