12Конструкции стальных рекуператоров

Рекуператоры из гладких стальных труб разнообразны по конструкции (прямотрубные, петлевые, с двойной циркуляцией). Трубы для рекуператоров применяются обычно цельнотянутые диаметром от 15 до 100 мм с толщиной стенки 2-5 мм. Греющая и нагреваемая среды могут находиться как внутри, так и снаружи труб. прямотрубные рекуператоры изготавливаются из прямых стальных труб, концы которых завальцовываются или ввариваются в трубные доски.

Из-за различного термического удлинения труб возможны нарушения герметичности и порывы, деформации. Необходимо обеспечить защиту от перегрева входной трубной доски и начальных участков труб, а также защиту от низкотемпературной коррозии в нижней части труб при наличии в продуктах сгорания SО₂ и SО₃. В этом случае в хвостовой секции температура t_m должна быть выше температуры точки росы, т.е. выше 100÷150^оС.

Защита от низкотемпературной коррозии и от перегрева верхней трубной доски осуществляется в схеме с предвключенной секцией предварительного нагрева воздуха: Другой способ защиты от низкотемпературной коррозии хвоста рекуператора состоит в рециркуляции 20-30%, воздуха, т.е. в подаче (подмешивании) горячего к вводимому холодному.

Для устранения разрушений от термических деформаций используют U-образные трубчатые элементы: Недостаток: все трубные петли имеют разную длину (наружная петля ≈ в 2 раза длиннее внутренней), а отсюда и разное аэродинамическое сопротивление, отчего в наружные петли, самые теплонагруженные с дымовой стороны, поступает меньше воздуха, чем в остальные петли. Частично этот недостаток уменьшают тем, что первые по ходу дыма петли выполняют из труб большего диаметра, чем другие и с меньшим числом труб в одном ряду.

Более совершенными являются рекуператоры двойной циркуляции (с трубками Фильда) Здесь все трубы обтекаются дымовыми газами под углом 90^оС, все элементы имеют одинаковое аэродинамическое сопротивление, свободное термическое удлинение трубы меньшего диаметра вставлена концентрично в заглушенную с одной стороны трубу большого диаметра (в рекуператоре разработанном в Типромезе трубы 81/89 вставлена в трубу 100/108мм). Достоинством является и меньшая температура наружных труб из-за наличия передачи тепла излучением от стенки наружной трубы к внутренней через лучепрозрачный кольцевой слой воздуха.

Недостаток: высокое аэродинамическое сопротивление воздуха на повороте внизу, сложность изготовления и монтажа.

При температуре дымовых газов свыше 900-1000^оС применяют радиационные рекуператоры, позволяющие нагреть воздух до 700-900^оС. Часто их делают щелевым. Радиационные рекуператоры работают с высокими коэффициентами теплообмена со стороны дыма ; поэтому и за счет высоких ∆t достигается высокая плотность теплового потока q, Вт/м². Это позволяет иметь меньшие величины F , м², чем для конвективных рекуператоров и экономить дорогую жаростойкую сталь.