Котельные установки

ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛИ

Начало использования тепла уходящих газов для подогрева воздуха от­носится к 1878 г. Однако промышленное применение воздуха относится к 1910 г. (Германия).

Широкое применение воздухоподогревателей у нас в стране началось в 20-х годах текущего столетия. Это совпало с внедрением пылеугольных топок, работающих на низкосортном высоковлажном топливе и на топливах с малой реакционной способностью (АШ, Т).

Подогретый воздух вносит в топку добавочное количество тепла и повышает температурный уровень топочного процесса, что приводит к интен­сификации процесса горения и процесса теплоотдачи.

Установка воздухоподогревателя дает следующие преимущества.

1. Повышается температура в топочной камере, что приводит к увеличе­нию коэффициента теплоотдачи.

При среднем составе топочных газов подогрев воздуха на 100 °С увели­чивает теоретическую температуру горения на 35-40 °С. При этом уменьшает­ся роль конвективных поверхностей нагрева. Более дорогими являются кон­вективные поверхности нагрева. Следовательно, это приводит к снижению стоимости котла.

2. Интенсифицируется процесс горения. Повышение температуры в топке приводит к уменьшению времени, необходимого для прогрева пылинки и ее воспламенения. Ускоряются и окислительные процессы.

3. На основании вышеизложенного уменьшаются потери от химической неполноты горения (с]}) и от механического недожога (q4) за счет лучшего вы­горания частиц.

4. Интенсификация процессов горения дает возможность без особого ущерба уменьшить коэффициент избытка воздуха в топке.

5.Установка воздухоподогревателя дает возможность значительно сни­зить температуру уходящих газов, что уменьшает потерю с уходящими газами

(q2).

6. Уменьшается расход энергии на тягодутьевые установки - ввиду сни­жения объемов газов (уменьшение ат см. выше, а также снижение температу­ры уходящих газов).

Все вышеизложенное привело к тому, что в настоящее время воздухопо­догреватель является основной и неотъемлемой частью современного котель­ного агрегата.

Воздухоподогреватели - это аппараты, которые не находятся под боль­шим давлением. Поэтому их поверхность нагрева значительно дешевле, чем поверхность нагрева котла. При охлаждении газов на 1 °С воздух нагревается примерно на 1,2-1,3 °С (это за счет большего объема газов и более высокой его теплоемкости). Снижение температуры уходящих газов на 20 °С за счет полезного использования их тепла повышает КПД котла примерно на 1 %.

В современных котлоагрегатах стремятся к наиболее высокому подогре­ву воздуха.

При слоевом способе сжигания повышению температуры воздуха ста­вится предел условием работы колосниковой решетки. Топливо сгорает на ко­лосниковом полотне. При этом вблизи решетки развиваются высокие темпера­туры. Решетка фактически охлаждается воздухом, подаваемым под нее. По­догрев воздуха ухудшает условия ее работы. Поэтому в слоевых топках воздух подогревается до 150-200 °С. Самый высокий подогрев - 250 °С. Нижний пре­дел (150 °С) - для антрацита, поскольку он содержит мало летучих и основное горение - горение кокса - происходит на колосниковой решетке. В этом случае развиваются особенно высокие температуры и высокий подогрев воздуха не­допустим.

В котлах с пылевидным сжиганием топлива воздух подогревают до бо­лее высокой температуры. Чем выше температура подогрева воздуха, тем меньше потери, тем выше КПД котла. Верхний предел подогрева воздуха - 420 °С. Более высокий подогрев в настоящее время не производится, несмотря на желательность в некоторых случаях дальнейшего повышения его темпера­туры. Объясняется это тем, что температура стенок труб воздухоподогревателя в этом случае превышала бы 500 °С и, следовательно, потребовалось бы при­менение легированных сталей для изготовления верхних кубов воздухоподог­ревателя.