> Техника, страница 32 > Воздушные подогреватели
Воздушные подогреватели
Воздушные подогреватели, воздушные экономайзеры, используют тепло уходящих дымовых газов для нагревания воздуха. В нагретом состоянии воздух подается в топку котла, а иногда используется для целей сушки, отопления или вентиляции помещений. Воздушные подогреватели применяются главным образом в котельных установках.
Система включения В. п. в комбинацию отдельных элементов установки определяется в зависимости от условий данного конкретного случая. Встречаются установки, в которых В. и. включаются после водяного экономайзера или между котлом и водяным экономайзером. При наличии питательной воды с высокой t° ставят иногда только один В. п. При наличии В. и. естественная тяга бывает недостаточна, поэтому дымовые газы забираются из борова и выводятся в дымовую трубу при помощи дымососа. Почти всегда В. п. делают с обводным каналом— с тем, чтобы в случае надобности часть газов, а иногда и все газы, можно было пропустить мимо воздушного подогревателя.
Установка В. п. дает значительные выгоды. Уменьшается потеря тепла с уходящими газами, к-рая, при неблагоприятных условиях, без В. п, составляет 20—25% от общего количества тепла, внесенного в топку горящим топливом. Отнимая тепло от газов на низком Г-ном уровне за котлом или за водяным экономайзером, В. п. отдает его с подогретым воздухом на высоком Г-ном уровне в топке, благодаря чему использование тепла всей котельной установкой улучшается. В современных паротурбинных установках высокая Г уходящих газов становится нормальным явлением вследствие повышения паронапряжения котлов; поэтому установка В. п., уменьшающая потери тепла с уходящими газами, дает существенное повышение экономичности. Введение в топку горячего, а не холодного воздуха, несомненно улучшает и ускоряет процесс сгорания топлива, так как горячий воздух, проходя через слой топлива, улучшает подсушку влажного угля, способствует более быстрому нагреву топлива до ta его воспламенения, дает возможность уменьшить избыток воздуха и потери в очаговых остатках; все это значительно увеличивает паропроизводительность котла и улучшает его кпд.
Особенно важное значение В. п. приобретает при сжигании низкосортных влажных топлив (как, например, подмосковный уголь, торф), неспособных развить в топке необходимую для удовлетворительного горения ί°, а также для топлива с малым выходом летучих веществ (как, например, антрацитовый штыб), то есть трудно воспламеняющегося. В этих случаях В. п., позволяющий осуществить т. н. горячее дутье под колосниковую или цепную решетку или же в горелки с угольным порошком при пылевидном сжигании,—безусловно необходим. Максимальный предел t° нагрева воздуха зависит от ряда условий, например: от t° колосниковой или цепной решетки, к-рая· не должна перегреваться, от t° топочного пространства, от сорта и качества топлива и t° слоя топлива на решетке, золы и от экономии, выгодности увеличения поверхности В. п., определяемой на основании цен на топливо и стоимости 1 м2 поверхности нагрева В. п. Обычно t° горячего дутья не превышает 150—180°, но в нек-рых случаях она м. б. доведена до 200—250° и выше, например при сжигании угольного порошка, полученного из влажного антрацитового штыба.
Для изготовления В. п. применяют гл. обр. железо и чугун и реже кирпич. По конструкции наиболее распространенными являются пластинчатые и трубчатые В. п., причем пластинчатые более компактны, удобны для размещения и дешевле трубчатых. Каждая из этих систем представляет собою ряд каналов той или иной формы и размера, по которым в большинстве случаев проходят горячие газы; между каналами проходит воздух, причем выгодно устанавливать направление движения газа и воздуха по противотоку.
Включение в котельную установку В. п. вызывает необходимость постановки не только дымососа для газов, но и вентилятора для воздуха, причем вентилятор м. б. установлен как до В. п., так и после него. В первом случае вентилятор нагнетает холодный воздух в В. п., а во втором случае засасывает нагретый воздух из В. п. Как тот, так и другой способ имеют свои преимущества и недостатки: в первом случае вся система находится под более значительным напором, что вызывает утечку подогретого воздуха через все неплотности, а во втором— требуется вентилятор с большей подачей и большим расходом энергии. Коэфф. теплопередачи В. п., при одном и том же объёме и ί° газов, увеличивается с увеличением скорости движения газов; поэтому выгодно уменьшать диаметр труб или сближать отдельные пластины В. п. с тем, чтобы довести скорость движения газов и воздуха до 8— 10 м/ск и выше. Предел увеличению скорости ставится сопротивлением системы проходу газов и воздуха, к-рое возрастает пропорционально квадрату скорости движения. Повышение же сопротивлений требует зна чительного увеличения затрат электроэнергии на дымосос и вентилятор, поэтому повышение скоростей как газов, так и воздуха выше определенного предела невыгодно.
На фигуре 1 показана в виде примера распространенная конструкция пластинчатого В. п. системы Стуртеван.
Оригинальной является конструкция металлич. В. п. сист.
Юнгстрема (фигура 2).
Цилиндрич. кожух прибора разделен по длине оси на три части; в средней помещается медленно вращающийся ротор R, состоящий из ряда секторов; каждый сектор состоит из нагревательных элементов, выполненных из гофрированных стальных листов с прокладкой меяеду ними гладких листов. Верхняя и нижняя цилиндрич. части воздушного подогревателя разделены перегородками Е и ^на четыре камерыД,В, (7,1). Топочные газы
Е
Фигура 2.
из котла поступают в камеру С, проходят через расположенную над камерой С часть ротора, отдавая нагревательным элементам свое тепло, проходят в камеру А и вентилятором G выводятся в дымовую трубу. Воздух засасывается вентилятором Н в камеру В, проходит через нагретые каналы ротора, нагревается и через камеру Ώ по трубопроводу идет в топку. Для того, чтобы не происходило смешивания воздуха с газами, перегородки Е и F сконструированы так, что они дают перекрышку для двух соседних секторов ротора. Скорость вращения ротора устанавливается с таким расчетом
чтобы проходящий воздух совершенно охладил нагретые элементы ротора к моменту, когда они вновь вступают в камеру В цилиндра с горячими газами.
Лит.: Б е л о н о ж к и н А. И., Подогреватель воздуха Ф. Юнгстрема, «Вестник металлопромышл.», Москва, 1924, 4—6; Бутаков И. Н., Воздушные экономайзеры и вороподогрев промешут. паром, Москва, 1 927; Гу мд В., ПЬдогрев воздуха в котельных устан· вках, Л., 1928; Рамзин Л. К., Ко зл мнений Г. Ю. и Нови 10. О., «Изв. Теплотехнич. ин-та», М., 1925, δ—7; Шефтель А. И., Воздушные экономайзеры, «Вести. Моек, об-ва тех. надзора» (б. «Тепло и сила»), Москва, 1925, 7; Burwick К., Die Bedeutung <1. Abgasspeisewasservorw&rmers u. d. Lufterhitzers liir d. neuzeitlichen Hochdruckkessel, «Die Warme», Berlin, 1928, 4, p. 64; Finckli L., Erfahrungen niit Luiterhitzer, ibidem, 1922, 50,
1925, 7, p. 4; Hakanson u. Zander H., Tem-peraturen und Warmeausnutzung in einem Luftvor-warmer, «Z. d. VDI», 1 926, B. 70, p. 471; Huller, Bewertung der Luftvorwarmung bei Dampfkessel-feuerungen, «Archiv iiir Varmewirtschaft», 1926, Η. I; Schmoller О. H., yorwarmung d. Verbrennungs-Iuft, ibid., 1925, Η. VI, p. 153; Scbulz B., Die Vorwarmung d. Verbrennungslurt bei Dampfkesseln, «Die Warme», 1925, 52, p. 660; Witz Η. E., Die Lufterbitzer, ibid., 1 925. 44, p. 553; Clarke, Air Preheaters, «Mechanical Engineering», Easton, 1925, v. 47, 3; Funk N. E., Comparative Performance of Air Preheaters, ibid., 1926. v. 48, 6; Funk N. E., A New Type of Air Preheaters, «Engineering», L.,
1926, v. 122, 14. А. Мороз, Ю. Нови.