Материал: Теплообменное оборудование предприятий

В воздухоподогревателях ГТУ потери напора по газовой стороне рассчитываются

Для котельных воздухоподогревателей и теплоуловителей из профильных листов потери напора по стороне газов и паровоздушной смеси рассчитываются по формуле

где

116

Выводы

В разделе 5 представлены рекуперативные газо-газовые теплообменные аппараты (ГЖТОА). Описана область применения и конструктивные особенности газо-газовых теплообменных аппаратов: котельных воздухоподогревателей, регенераторов газовых турбин, теплорекуператоров сушильной части бумаго- и картоноделательных машин. Приведены особенности теплового, конструктивного и аэродинамического расчёта газо-газовых теплообменников.

Вопросы для самоконтроля

1.Опишите сферу применения различных газо-газовых теплообменников.

2.Какова цель теплового расчёта ТОА?

3.Напишите уравнение теплового баланса ГГТОА.

4.Как и почему упрощается формула для определения коэффициента теплопередачи для газо-газовых теплообменников?

5.Опишите процесс изменения состояния паровоздушной смеси и воздуха с помощью I-d-диаграммы.

6.Что является целью аэродинамического расчёта газо-газовых теплообменников?

117

ГЛАВА 6. РЕГЕНЕРАТИВНЫЕ ТЕПЛООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ

6.1. Области применения и конструкции

Процесс передачи теплоты в регенеративных аппаратах осуществляется периодически (циклично) через неподвижную или движущуюся насадку. Насадка выполняется в виде кирпичной кладки, алюминиевых или стальных листов, металлической стружки. Основным преимуществом регенеративных теплообменников является возможность высокого подогрева воздуха до 800–1000 °С.

Примером подогревателя с неподвижной насадкой может служить регенератор стеклоплавильных и мартеновских печей с кладкой из динасового или шамотного кирпича, приведенный на рис. 6.1 [27].

Рис. 6.1. Регенеративный воздухоподогреватель с кирпичной насадкой типа “Каупер”:

а – без смещения рядов; б – со смещением рядов:

1 – форсунки; 2 – воздушный канал; 3 – насадка; 4 – перекидной шибер

В период времени, соответствующий положению перекидного шибера на рис. 6.1, воздух подогревается до необходимой температуры в левой камере; при этом насадка в ней охлаждается. В этот же период времени насадка правой камеры нагревается отходящими продуктами сгорания. Через определенный промежуток времени перекидной шибер поворачивается, изменяет направление движения воз-

118

духа и горячих газов. При этом насадка левой камеры нагревается, а правой охлаждается, нагревая воздух. Одновременно с переключением шибера гасятся форсунки с левой стороны и зажигаются форсунки справа.

Толщина кирпичей, применяемых для регенеративных насадок, составляет 40–50 мм. Степень заполнения насадки – 50 %.

В качестве примера регенеративного воздухоподогревателя (РВП) с движущейся насадкой можно привести вращающийся котельный воздухоподогреватель. Одна из конструкций РВП Таганрогского котельного завода представлена на рис. 6. 2 [24].

Рис. 6.2. Регенеративный вращающийся воздухоподогреватель:

а – набивка “горячей” части с плоским дистанционирующим листом; б – набивка “горячей” части с волнистым дистанционирующим листом; в – набивка “холодной” части.

1 – ротор; 2 – вал ротора; 3 – “горячая” набивка; 4 – “холодная” набивка; 5 – нижняя опора; 6 – уплотнение

Основным элементом РВП является ротор, вращающийся со скоростью 1,5–3 об/мин. Ротор разделен радиальными и аксиальными перегородками на ячейки, которые заполняются набивкой – стальными профильными листами толщиной 0,5–1,2 мм. Дымовые газы проходят между листами в левой части ротора и нагревают их. Нагретые

119

листы вращающимся ротором переносятся на воздушную сторону, где отдают свою теплоту.

В связи с тем, что давление воздуха выше давления газов, часть воздуха между корпусом и ротором перетекает в газовую часть. Для уменьшения перетечек воздуха устанавливаются уплотнения: радиальные, предотвращающие перетечки воздуха между ротором и крышками; аксиальные – между ротором и кожухом. Присосы в РВП находятся в пределах 10 – 20 %. В современных РВП они составляют 8 – 10 %. Кроме этого, до 3 % воздуха переносится в дымовые газы в каналах набивки при переходе из воздушной части в газовую.

Набивка устанавливается в три слоя: два верхних слоя – “горячие” и один “холодный” слой. Высота холодного слоя составляет 300–600 мм. Для увеличения срока службы “холодную” набивку изготовляют из более толстых листов (1,0–1,2 мм) упрощенного профиля и с увеличенным эквивалентным диаметром.

6.2. Расчет аппаратов с неподвижной насадкой

В регенераторе поверхность насадки попеременно воспринимает и отдает теплоту. В течение периода нагревания или охлаждения изменяется температура насадки как по толщине, так и по пути движения теплоносителей. После реверсирования регенератора направление теплового потока в насадке изменяет знак. Строгое физико– математическое описание и решение задачи нестационарных процессов теплообмена в регенеративных аппаратах представляют значительные трудности и точных методов расчета пока нет. Поэтому эти процессы рассматриваются с упрощающими условиями.

Рис. 6.3. График изменения температуры теплоносителей и насадки

120