2.1. Конструкція Ктанів-теплоутилізаторів

Контактний економайзер з активною насадкою є апаратом рекуперативно-змішувального типу, що призначений для нагрівання води в діапазоні температур від 5 до 50 ºС для систем хімічного очищення води або для технологічних потреб підприємств. Конструкція Ктанів-утилізаторів складається з трьох основних елементів: зрошуючої камери; активної насадки із трубного пучка; сепараційного пристрою (рис. 2.1).

Рисунок 2.1 – Принципова схема КТАНа-теплоутилізатора:

1 – корпус; 2 – активна насадка; 3 – зрошуюча камера з форсунками;

4 – відцентровий сепаратор; 5 – жалюзійний сепаратор; 6, 7 – підведення

та відвід води, що нагрівається; 8, 9 – підведення та відвід зрошуючої води

У контактному теплообміннику організується два незалежних потоки води – чистої, що підігрівається, – через активну насадку, та води, що нагрівається при безпосередньому контакті з димовими газами. Потік чистої води протікає усередині трубок активної насадки. Через систему зрошення, що являє собою блок форсунок, розпилюється вода. Потік зрошуючої води використовується для інтенсифікації передачі теплоти від димових газів до потоку чистої води.

Пучок труб виконує роль насадки, призначеної для створення розвиненої поверхні контакту зрошуючої води і димових газів. Одночасно така поверхня, у середині якої циркулює вода, бере участь у теплообміні, і щодо цього вона є активною в порівнянні із традиційними насадками, які використовуються в контактних теплообмінниках інших конструкцій.

Теплота димових газів у насадці КТАНа передається воді, що нагрівається, двома способами: за рахунок безпосередньої передачі теплоти димових газів і зрошуючої води, а також за рахунок конденсації водяної пари, що міститься в димових газах, на поверхні насадки.

Вхід димових газів у КТАН здійснюється через зрошуючу камеру 3, у якій за допомогою механічних форсунок розпилюється в об’єм димових газів вода. Потім димові гази надходять в активну насадку 2, у якій відбувається їх охолодження та нагрівання одного або декількох потоків води, що проходить у середині трубок. Відділення краплинної вологи, що сконденсувалася на поверхні труб, від димових газів, а також відвід їх із теплообмінника здійснюється за допомогою сепараційних пристроїв 4 і 5, встановлених у нижній частині апарата.

Блок активної насадки являє собою трубний пучок із шаховим розташуванням труб. Кріплення трубок до трубної дошки здійснюється за допомогою зварювання. Для зміни напряму руху води в насадці із зовнішньої сторони до трубної дошки, розташованої вертикально, приварюються колектори.

Активна насадка є одноходовою з боку димових газів і багатоходовою з боку води, що нагрівається. Кількість ходів по воді, що нагрівається, в одному блоці залежно від його розмірів становить від 10 до 22. Для максимальної уніфікації окремих вузлів різних апаратів з метою спрощення технології виготовлення зрошуючої камери активну насадку КТАНів розбито на блоки.

Для відділення краплинної вологи від димових газів у КТАНах використано двоступінчастий сепараційний пристрій. Як перша ступінь використовується колінний сепаратор, у якому крапельки вологи з газу сепаруються під дією відцентрових сил і, рухаючись по ввігнутих поверхнях лопаток, стікають у лотки, звідки відводяться у зливний патрубок. Як друга ступінь застосовується вертикальний жалюзійний сепаратор, в якому використовується інерційний принцип краплевловлювання (рис. 2.2).

Сепаратор являє собою вигнуті жалюзійні канали з кутом розкриття 120º. При зміні напряму руху димових газів краплі води під впливом інерційної сили прагнуть рухатися в колишньому напрямку, що дозволяє виділити їх з газового потоку.

Рисунок 2.2 – Жалюзійний сепаратор теплообмінника