В котельных агрегатах воздухоподогреватель играет весьма существенную роль, воспринимая теплоту отходящих газов и передавая ее воздуху, он уменьшает в тепловом балансе наиболее существенную статью потерь теплоты с уходящими газами. При использовании подогретого воздуха повышается температура горения топлива, интенсифицируется процесс сжигания, повышается КПД котельного агрегата. Вместе с тем при установке воздушного подогревателя увеличивается аэродинамическое сопротивление воздушного и дымового трактов. Температура подогрева воздуха выбирается в зависимости от способа сжигания топлива и его вида. Для природного газа и мазута, сжигаемых в камерных топках, температура горячего воздуха составляет 200...250°С. При наличии в котельном агрегате экономайзера и воздухоподогревателя первым по ходу газа устанавливается экономайзер, а вторым — воздухоподогреватель, что позволяет более глубоко охладить продукты горения, так как температура холодного воздуха ниже температуры питательной воды на входе в экономайзер. По принципу действия воздухоподогреватели разделяют на рекуперативные и регенеративные. В рекуперативном воздухоподогревателе передача теплоты от продуктов горения к воздуху происходит непрерывно через разделительную стенку, по одну сторону которой движутся продукты горения, а по другую — нагреваемый воздух. В регенеративных воздухоподогревателях передача теплоты от продуктов горения к нагреваемому воздуху осуществляется путем попеременного нагревания и охлаждения одной и той же поверхности нагрева. На рис. 7.13 приведен рекуперативный стальной трубчатый воздухоподогреватель. К двум трубным доскам толщиной 20... 30 мм привариваются стальные трубы с наружным диаметром 33...40 мм и толщиной стенки 1,2... 1,5 мм. Продукты горения движутся внутри труб 2 сверху вниз, а воздух поперечным потоком обтекает расположенные в шахматном порядке трубы снаружи. Воздухоподогреватель может быть разделен поперечными перегородками 3 по воздушной стороне на два, три, четыре и даже пять ходов. Снаружи секции заключены в кожух 4 из листового железа, покрытый изоляцией толщиной 60...70 мм. В воздушных перепускных коробах предусмотрены направляющие лопатки 5 для более равномерного обтекания воздухом труб воздухоподогревателя. Для компенсации температурных удлинений труб и кожуха в воздухоподогревателе предусмотрен линзовый компенсатор 6.
Рис. 7.14. Регенеративный воздухоподогреватель: а — общий вид; б — схема размещения радиальных уплотнений; в — листовая набивка гладкая (I) и интенсифицированная (II); 1,2 — воздушный и газовый патрубки; 3 — разделительная перегородка; 4 — опорная рама; 5 — ротор; 6 — набивка; 1,8 — зубчатое колесо и шестерня; 9 — редуктор; 10 — электродвигатель; 11 — корпус; 12— вал; 13— уплотнительные плиты радиального уплотнения
Регенеративный воздухоподогреватель (рис. 7.14) имеет металлический корпус //, внутри которого на валу 12 вращается ротор 5 с набивкой 6 из тонких (0,6... 1,0 мм) стальных гофрированных и плоских листов, образующих каналы малого размера (4...5 мм) для прохода воздуха и продуктов горения. Набивкой, которая служит поверхностью теплообмена, заполняется пустотелый ротор, разделенный сплошными перегородками на изолированные один от другого секторы. На корпусе, опирающемся на раму 4, установлены патрубки 1 и 2 соответственно подвода и отвода воздуха и газов, привод зубчатого колеса 7, включающий в себя шестерню, редуктор 9 и электродвигатель 10, а также на корпусе крепятся разделительные перегородки 3, под которыми расположены уплотнительные плиты, обеспечивающие радиальное уплотнение. Ротор медленно (с частотой вращения 2...6 мин-1) вращается в неподвижном корпусе. Пластины ротора нагреваются газом (при прохождении под газовыми патрубками), а после поворота ротора (при прохождении под воздушными патрубками) отдают теплоту проходящему воздуху. Регенеративные воздухонагреватели применяются как с вертикально (РВВ), так и с горизонтально (РВГ) расположенным ротором. Регенеративные воздухоподогреватели более компактны, имеют меньшую металлоемкость и сопротивление по сравнению с трубчатыми, их коррозия меньше сказывается на работе котла. Площадь поверхности нагрева 1 м3 набивки составляет 200...250 м2. В то же время наличие вращающихся деталей требует установки сложных и ненадежных в работе уплотнений, приводящих к повышенному перетоку воздуха в газовую среду (нормативный подсос воздуха Ааподс = 0,2...0,25), постоянного контроля за охлаждением вала ротора и подшипников, усложняет эксплуатацию из-за забивания межпластинчатых зазоров. Вследствие коробления набивки подогрев воздуха в регенеративных подогревателях ограничен температурой 300 °С.
