Категории: ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Конструкция и выбор рекуператоровОрганизация подогрева воздуха в результате использования теплоты отходящих дымовых газов позволяет снизить удельный расход топлива в основном технологическом агрегате, улучшить организацию процессов сжигания топлива, повысить температуру в рабочем пространстве, что, в свою очередь, может привести к повышению производительности теплотехнологической установки. В рекуператорах передача теплоты от дымовых газов к воздуху осуществляется через разделяющую стенку, выполняемую из металлических или керамических материалов. Выбор материала теплообменной поверхности зависит от начальной температуры греющего энергоносителя и температуры нагреваемого воздуха, что в конечном итоге влияет на температуру стенки поверхности теплообмена. Рекуператоры из углеродистой стали позволяют осуществлять подогрев воздуха до 300...400°С, из легированной стали – до 600...800°С, керамические рекуператоры достаточно надежно работают при подогреве воздуха до температуры 500...1000°С. В области низких температур (холодильная техника) целесообразно использовать медные сплавы. Наличие в энергоносителях агрессивных газов и паров требует более тщательного выбора материалов теплообменной поверхности. Конструктивное выполнение рекуператоров достаточно разнообразно. Наиболее широко применяющиеся типы рекуператоров нормализованы. Так, к примеру, имеются нормали на радиационно-щелевые, конвективно-петлевые, конвективные кожухотрубные, игольчатые, термоблочные рекуператоры [2]. Наиболее широкое распространение получили рекуператоры из стальных гладких труб (рис. 1). Трубы при помощи сварки крепят к трубным решеткам (доскам) коробок из листовой стали. Для рекуператоров применяют цельнотянутые трубы с внутренним диаметром от 15 до 100 мм и толщиной стенки 2…5мм (25х2, 32х2, 38х2, 45х2.5, 57х3, 76х3, 89х3.5, 108х4).
Достаточно широко на заводах черной металлургии применяются петлевые рекуператоры из гладких стальных труб (рис. 2). Основным преимуществом конструкции петлевого рекуператора является свободная самокомпенсация температурного расширения каждой трубы (петли) в отдельности. Недостатком конструкции является то, что все трубные петли имеют разную длину (например, наружная петля примерно в 2 раза длиннее внутренней), а отсюда разное аэродинамическое сопротивление, отчего в наружные наиболее теплонагруженные трубы поступает меньше воздуха и ухудшает охлаждение труб. Рекомендуемые условия работы трубчатых стальных рекуператоров: - начальная температура дымовых газов перед рекуператором –600...8000С; - ориентировочные значения коэффициента теплопередачи k = = 20...30 Вт/(м2·гр); - рекомендуемые значения скоростей при нормальных условиях: для воздуха – 5...10 м/с, для дыма – 2...4 м/с.
При условии выполнения рекуператоров из жаростойкого металла начальная температура дымовых газов может быть повышена до 1000°С. Чугунные рекуператоры выполняются из унифицированных однотипных элементов. По конструкции чугунные рекуператоры условно разделяют на два основных типа: большие и малые. Большие рекуператоры состоят из типизированных труб, собираемых на месте установки в отдельные блоки, причем число труб в блоке может колебаться в широких пределах. Малые рекуператоры представляют собой готовые аппараты с определенной поверхностью нагрева, целиком собираемые на заводе-изготовителе. Наиболее широко применяют так называемые игольчатые чугунные трубы (рис. 3 и 4). Основным элементом игольчатого рекуператора является чугунная игольчатая труба овальной в сечении формы с наружными и внутренними (или только внутренними) иглами обтекаемой формы. Воздух проходит внутри трубы, а дымовые газы омывают трубу снаружи. Сборка чугунного рекуператора заключается в соединении болтами фланцев труб. По периферии секции рекуператорных труб присоединяют к крепежной раме. Основные преимущества таких рекуператоров связаны с высокой интенсивностью теплопередачи, большой удельной поверхностью в единице объема. Основной недостаток – низкая газоплотность конструкции, что увеличивает утечки воздуха.
Рекомендуемые условия работы игольчатых рекуператоров: - начальная температура дымовых газов перед рекуператором – 600...9000С; температура подогрева воздуха – 350...4500С; - ориентировочные значения коэффициента теплопередачи k= = 50...90 Вт/(м2 ·гр); - рекомендуемые значения скоростей: для воздуха – 3...8 м/с, для дыма – 0,5...2 м/с. Применение керамических рекуператоров вызвано необходимостью повышения начальной температуры дымовых газов и температуры подогрева воздуха. Такие рекуператоры устанавливают в основном на высокотемпературных нагревательных печах для надежного подогрева воздуха до 600...900°С при температуре газов на входе 1000...1500°С. Материалом для изготовления элементов керамических рекуператоров служит шамот, карборунд и карбошамот. Конструктивно керамические рекуператоры выполняют из трубчатых элементов и блоков. Керамические рекуператорные трубы – восьмигранной в сечении формы; длина труб – 300...400мм, толщина стенок шамотных труб составляет 13мм, карбошамотных – 16 мм. Длина труб, выполненных из карборунда, может составлять до 1,3 м при толщине стенки 5–8 мм. Блочные керамические рекуператоры выполняют из однотипных фасонных шамотных блоков (камней). Наиболее распространенными являются блоки с четырьмя прямоугольными каналами. Рекомендуемые условия работы керамических рекуператоров: - ориентировочные значения коэффициента теплопередачи k = = 3...10 Вт/(м2 ·гр); - значения скоростей: по воздуху – 1...3 м/с, по дымовым газам – 0,3...1 м/с. Основным недостатком конструкции керамических рекуператоров является низкая газоплотность. Методика расчета рекуператоров приведена в [2].
|
||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-07-23 lectmania.ru. Все права принадлежат авторам данных материалов. В случае нарушения авторского права напишите нам сюда... |