Повышение эффективности котельного оборудования — задача, которая постоянно стоит перед инженерами. Один из путей ее решения — использование тепла уходящих дымовых газов. Вместо того чтобы просто выбрасывать это тепло в атмосферу, его можно направить на подогрев воздуха, который затем пойдет в топку. Это позволяет сжигать топливо полнее и экономить ресурсы.
Для этих целей служат трубчатые воздухоподогреватели, известные как ВЗП. Это рекуперативные теплообменники, где тепло от дымовых газов передается воздуху через стенки стальных труб. Конструкция довольно проста, но ее применение дает заметный прирост коэффициента полезного действия всей установки. Подогретый воздух улучшает горение и снижает количество вредных выбросов.
Устройство и принцип работы трубчатых воздухоподогревателей
В основе ВЗП лежит пакет стальных труб, закрепленных в трубных досках. Дымовые газы с высокой температурой проходят внутри этих труб, а холодный воздух омывает их снаружи, двигаясь перпендикулярно. Теплообмен происходит через металл. Чтобы упростить производство, транспортировку и последующий ремонт, всю конструкцию делят на отдельные модули — секции или кубы. Такой подход позволяет легко заменять изношенные элементы без демонтажа всей системы.
Размеры и компоновка воздухоподогревателей могут сильно отличаться. Выбор зависит от мощности котла и условий эксплуатации.
Ключевые моменты, определяющие конструкцию:
- диаметр и толщина стенок труб;
- шахматное или коридорное расположение труб в пучке;
- количество ходов для воздуха и газов.
Все эти параметры рассчитываются так, чтобы обеспечить максимальную теплопередачу при минимальном аэродинамическом сопротивлении.
Сферы применения и классификация кубов ВЗП
Воздухоподогреватели стали неотъемлемой частью многих промышленных объектов. Они используются в энергетике, металлургии и химической промышленности — везде, где работают мощные котельные агрегаты и печи. Температура газов за экономайзером котла может достигать 450 °C, и это тепло возвращается в топку. Использование такого оборудования, как воздухоподогреватель котла от компании Энергомашхолдинг, г. Бийск позволяет поднять КПД установки на 10–15 %, что для большого предприятия означает серьезную экономию.
Эти устройства классифицируют по нескольким признакам. Основные из них:
- по направлению движения теплоносителей: прямоточные, противоточные и перекрестные;
- числу ходов: одноходовые и многоходовые;
- компоновке трубных пучков: секционные и блочные (кубы).
Выбор конкретного типа зависит от множества факторов, включая характеристики топлива и требования к экологичности.
Особенности эксплуатации и обслуживания ВЗП
Несмотря на кажущуюся простоту, работа трубчатых воздухоподогревателей связана с рядом трудностей. Главная проблема — низкотемпературная коррозия. Когда температура стенок труб опускается ниже «точки росы», на них конденсируется влага из дымовых газов. Эта влага, смешиваясь с оксидами серы, образует агрессивную кислоту, которая разрушает металл.
Другая сложность — золовый износ. Частицы золы, летящие с высокой скоростью, действуют как абразив, истирая поверхность труб. Особенно сильно это проявляется в местах изменения направления потока газов. Для борьбы с этими явлениями применяют разные методы — от предварительной очистки газов до использования более стойких материалов и защитных покрытий. Регулярная проверка состояния труб и своевременная замена изношенных секций помогают продлить срок службы всего агрегата.
