+7(499)322-81-32
Показать меню
Скрыть меню

Регенеративные

Регенеративные теплообменники

Регенеративные теплообменники (РТО) разделяют на обменники периодического и постоянного действия. Классический пример регенеративного обменника периодического действия с неподвижной насадкой – русская печь. Будучи протопленной, она длительное время сохраняет тепло в избе. После остывания её необходимо снова протопить и т.п.

Следующим шагом для выравнивания объёмов тепла, получаемых от РТО в течение времени является использование нескольких теплообменников. Условно – это установка двух (и более) печей в избе. Пока одна печь отдаёт тепло воздуху, другая нагревается во время топки. Именно так работают системы предварительного нагрева воздуха в мартеновских печах.

Схематически устройство регенеративных теплообменников с неподвижной и подвижной насадками показано на рисунке РТ–1.

Регенеративные

Рисунок РТ–1. Устройство регенеративного теплообменника с неподвижной и подвижной насадками.

При неподвижной насадке, рисунок РТ–1, А):

Именно так работают системы предварительного нагрева воздуха и газа в мартеновских печах:

«Из шлаковиков отходящие газы с температурой 1500—1600 °С попадают в насадки регенераторов. Объём насадки регенераторов и площадь поверхности её нагрева, то есть поверхности кирпича насадки, омываемой движущимися газами, взаимосвязаны. Эти величины определяют специальным теплотехническим расчётом, от них зависят основные показатели работы печи — производительность и расход топлива. Регенераторы должны обеспечивать постоянную высокую температуру подогрева газа и воздуха. В более тяжёлых условиях работают верхние ряды насадок, поскольку в этой части регенератора температура и осаждение пыли наиболее высокие, поэтому верхние ряды насадок выкладывают из термостойкого магнезитохромитового или форстеритового кирпича. Нижние ряды насадок работают при температурах 1000—1200 °С (и менее), их выкладывают из более дешёвого и прочного шамотного кирпича.»,

Нагревшийся регенератор затем используется для нагрева воздуха и газа перед их подачей в печь.

РТО также могут быть непрерывного действия, это регенеративные теплообменники с подвижной насадкой.

Регенераторы с подвижной насадкой можно разделить на две группы:

Регенераторы с подвижной зернистой насадкой, рисунок РТ–1, Б), используются в нефтехимической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности.

В качестве движущейся насадки (промежуточного теплоносителя) применяют твёрдые частицы и шарики диаметром 5 ‑ 12 мм из кварца, каолина, муллита, окиси алюминия и т. п.

Зернистые материалы обладают очень большой удельной поверхностью – до 500 – 10 000 м23 в зависимости от структуры и размеров частиц. Благодаря этому в сравнительно небольших по габаритам аппаратах размещаются значительные теплообменные поверхности.

При подвижной зернистой насадке:

«Бутылочное горлышко» между блоком нагрева и блоком охлаждения образует зону уплотнения, препятствующую смешиванию агентов 1 и 2.

Перемещение зернистой насадки из зоны рекуператора, где она отдаёт тепло воздуху в зону её нагрева осуществляется элеватором.

Регенеративные вращающиеся воздухоподогреватели (РВП) широко используются в России и за рубежом. Они устанавливаются на мощных котлах. Впервые вращающийся воздухоподогреватель построен в Швеции братьями Юнгстрем в 1923 г.

Воздухоподогреватели такого типа используются и для транспортных газотурбинных установок.

Основной элемент регенератора системы Юнгстрема – это барабан–ротор, заполненный профилированными металлическими листами толщиной 0,5 – 1,5 мм. Ротор устанавливается в неподвижном кожухе. Поверхности профилированных листов образуют проходы, по которым параллельно оси ротора попеременно проходят горячие газы или воздух. Ротор разбит на сектора сплошными радиальными перегородками, с помощью которых поток газа отделяется от потока воздуха. Насадка – ротор попеременно пересекает каналы с горячими газами, где она нагревается, а затем передаёт тепло воздуху, который нагнетается противотоком по отношению к горячим газам.

Поверхность нагрева одного кубического метра насадки – до 250 м2, диаметр ротора – до 7 м. Частота вращения ротора – 1, 5 – 10 оборотов в минуту.

Мощность электродвигателей – до 10 кВт.

Масса крупных аппаратов – сотни тонн, иногда достигает 500 т. Это предъявляет дополнительные требования к опорам и затрудняет их изготовление. Ротор таких воздухоподогревателей может располагаться как вертикально, так и горизонтально.

При разработке роторных теплообменников для промышленных газотурбинных установок сложной задачей является конструирование уплотнений, обеспечивающих разделение потоков газа и воздуха. Они работают с большими перепадами давлений (0,2—1,2 МПа) и при высоких температурах – до 600 С.

Надёжность роторных теплообменников определяется хорошей конструкцией уплотнительного устройства.

Всё шире применяются роторные воздухонагреватели с шариковыми насадками. В магазины помещаются чугунные, стальные, алюминиевые, керамические шарики диаметром 3 – 8 мм. Равномерное расположение шариков по объёму насадки и их перекатывание при вращении ротора обеспечивает их самоочистку. Для прохода газов образуются устойчивые по форме каналы. В каждый сектор ротора вставляются два магазина зигзагообразного профиля. В стенках магазина выполняются отверстия, площадь которых составляет 50 % от общей поверхности магазина. Диаметр отверстий – 60 – 70% диаметра шарика. Ротор вращается вокруг горизонтальной оси, что обеспечивает перекатывание шариков. Габариты воздухонагревателей с шариковой насадкой при одинаковых характеристиках теплообмена и условиях работы меньше в пять раз, а масса — в три раза по отношению к аппаратам Юнгстрема.

Недостатки РВП:

Правила портала и отказ от ответственности
Информационный специализированный ресурс teploobmenniki.pro
Проект B2B-Studio.ru
Перейти к полной версии Перейти к мобильной версии