ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЬ

Воздухонагреватель — теплообменный аппарат для нагревания проходящего через него воздуха. Воздухоподогреватели широко применяют в котельных установках ТЭС и промышленных предприятий, в печных агрегатах промышленности, в системах воздушного отопления, вентиляции приточной и кондиционирования воздуха. В качестве теплоносителя используют горячие газообразные продукты сгорания (в котельных и печных установках), водяной пар, горячую воду или электроэнергию (в системах отопления и вентиляции). По принципу действия воздухоподогреватели разделяют на рекуперативные и регенеративные. В первых теплообмен между теплоносителем и нагреваемым воздухом происходит непрерывно через разделяющие их стенки поверхностей нагрева; во вторых — попеременно нагреванием и охлаждением насадок (металлических или керамических) неподвижных или вращающихся. По виду применяемого материала рекуперативные воздухоподогреватели подразделяют на чугунные, стальные и неметаллические, а по конструктивному оформлению — на пластинчатые и трубчатые. У чугунных толщина теплопередающей поверхности обычно равна 6 мм, у стальных — 0,5—2 мм. Поверхность нагрева чугунных воздухоподогревателей обычно состоит из горизонтальных или овальных с внутренней и наружной сторон оребренных (для увеличения площади поверхности) чугунных труб. Продукты сгорания проходят между трубами, воздух — внутри труб. В последние годы чугунные воздухоподогреватели в котлостроении практически не применяют из-за громоздкости, большой массы, хрупкости. Их преимущество — стойкость против коррозии и жаростойкость. Стальные воздухоподогреватели подразделяют на пластинчатые и трубчатые. Пластинчатые состоят из системы вертикальных (протекают продукты сгорания) и горизонтальных (протекает воздух) каналов. Из-за недостатков (неравномерность температурного поля по всей поверхности листов и, как следствие, коробление, разрыв сварных швов и др.) пластинчатые воздухоподогреватели не используют. Наиболее распространены трубчатые воздухоподогреватели. Они состоят из пучка параллельных труб, расположенных в шахматном порядке, присоединенных к трубным доскам (верхней и нижней) и вместе образующих секцию или куб. В вертикальных воздухоподогревателях газ движется внутри труб, воздух — в межтрубном пространстве; в горизонтальных воздухоподогревателях — наоборот. Снаружи воздухоподогреватель имеет плотные стенки и воздухоперепускные короба. По уровню нагрева воздуха все воздухоподогреватели делят на низкотемпературные (150—200°С), среднетемпературные (200—350°С), высокотемпературные (350—450°С) и радиационные (450—700 С). В зависимости oт количества нагреваемого воздуха, требуемой температуры и площади поверхности трубчатые воздухоподогреватели имеют различную компоновку. Нагрев воздуха до 200—250°С достигают в одноходовом воздухоподогревателе, до 350—400 С — в двухходовом или двухъярусном многоходовом воздухоподогревателе, выполняемом обычно в рассечку с водяным экономайзером. При увеличении числа ходов растет скорость воздуха. Применение труб малого диаметра (менее 25 мм) привело к созданию малогабаритного воздухоподогревателя. При этом для сохранения прежнего значения скорости увеличивают количество труб.
В 80-х гг. нашли применение обращенные воздухоподогреватели, в которых продукты сгорания проходят в межтрубном пространстве, а нагреваемый воздух — внутри труб. Их преимущество — вынос трубных досок из зоны обогрева; недостаток — высокая по сравнению с традиционными воздухоподогревателями загрязненность золой. Существуют воздухоподогреватели нетрадиционных конструкций (при необходимости нагрева воздуха до температуры 400 С и выше),: змеевиковые из плоских и спиральных змеевиков, преимущества которых в компактности при относительно большой длине труб и удачном решении проблемы компенсации температурных удлинений; радиационные панельные, располагаемые в топке или другой зоне высоких температур. Для защиты от низкотемпературной сернокислой коррозии, а также для низкотемпературных поверхностей нагрева котла используют воздухоподогреватели со стеклянными трубами (СВП), в которых воздух проходит внутри труб длиной 1—3 м, а продукты сгорания — в межтрубном пространстве. Расположение труб в пучке — шахматное и коридорное вертикальное и горизонтальное. Концы стеклянных труб закреплены в металлических трубных досках.
В котлах большой производительности широко применяют регенеративные воздухоподогреватели. Регенеративный вращающийся воздухоподогреватель (РВВ) состоит из цилиндрического ротора, медленно вращающегося вокруг вертикальной оси, и патрубков, через которые к ротору подводятся и отводятся дымовые газы и воздух. Преимущества РВВ по сравнению с трубчатыми воздухоподогревателями — меньшие затраты металла, возможность использования неметаллической антикоррозийной поверхности нагрева (керамические блоки, эмалированные листы стали, стеклянные и керамические шарики и т.п.) без ухудшения теплообмена, меньшая высота, простота обдувки и промывки поверхности нагрева от золовых отложений; недостатки — наличие вращающихся элементов и системы водяного охлаждения ротора и подшипников, а также повышение притока воздуха в газовый поток (10—20%).