Конструктивные особенности рекуператоров типа ОПТ
Конструкция новых рекуператоров проста. Она представляет собой «слоеный пирог» в виде чередующихся полостей для нагревающей и нагреваемой сред ( рис3).
На рисунке схематично показаны варианты сборки модулей рекуператоров
Возможна следующая последовательность операций сборки рекуператоров ОПТ:
Из оребренной панели формируется элемент модуля:
- панель накрывается листом (крышкой)
- панель накрывается оребренным листом, ориентированным согласно с первым (двойное оребрение по одной из сторон).
- панель накрывается оребренным листом, ориентированным поперек относительно первого.
Первые два варианта применимы для случаев с оребрением одного из газовых трактов.
Третий вариант используется для случаев оребрения обоих трактов.
В зависимости от температурных режимов и конкретных требований производства оребренной может быть только высокотемпературная сторона, только нагреваемые полости или обе полости. Чем выше температура теплоносителя, тем больше шаг привариваемых ребер. При режимах с температурой теплоносителя выше 900-1000 градусов оребрение дымовой стороны становится не эффективным.
Элементы модуля собираются (свариваются) в пакет (модуль):
- для первых двух вариантов элементы свариваются с проставками, создающими полости для одной из газовых сред (не оребренной)
- для варианта 1.3 пакет собирается из перекрестно расположенных панелей.
Рекуператор для компании “ROCKWOOL”
Из модулей формируется рекуператор, для чего на входе и выходе газовых трактов устанавливаются диффузоры и конфузоры. При необходимости между модулями на входе или выходе греющего тракта устанавливаются также компенсаторы температурного расширения.
Следует заметить, что благодаря конструкции таких модулей имеет место внутренняя компенсация термического расширения, поэтому рекуператоры типа ОПТ часто допускают использование без компенсатора.
Собирается конструкция рекуператора, обеспечивающая необходимую мощность, для чего набирается необходимое количество модулей и их компоновка.
Модульное исполнение в сочетании с относительно малым весом дает возможность упростить процессы монтажа, обслуживания и ремонта рекуператора.
Открытый доступ к каналам газовых трактов позволяет осуществлять осмотр и прочистку каналов, а относительно малые аэродинамические сопротивления допускают высокие скорости газовых потоков, в том числе позволяют обеспечить скорости самоочищения (более 11 метров в секунду). Т.е конструкция рекуператора ОПТ позволяет избегать отложений (зашлаковывания) в каналах, ухудшающих параметры рекуператора.
точки зрения направления движения сред конструкция рекуператора ОПТ может выполняться как с согласным, так и с противоточным и с перекрестным движениями. Возможно также использование комбинации этих вариантов В каждом случае достигаются определенные технологические и конструктивные результаты.
Схемы движения газовых сред
Рекуператоры, имеющие перекрестное движение сред и особенно перекрестно-противоточное, являются наиболее технологичной и удобной в эксплуатации конструкцией.
Конструкции могут иметь один или несколько ходов по воздуху ( нагреваемой среде).
Изменение числа ходов сильно влияет на параметры теплообменника и на его аэродинамическое сопротивление (резко увеличивая сопротивление при увеличении числа ходов).
Допустимые значения аэродинамических сопротивлений в большой степени определяют габариты и массу рекуператора. Увеличение допустимого сопротивления в два раза позволяет на 30-35% снизить массогабаритные показатели рекуператора.
Исследования показали, что новые рекуператоры благодаря малой толщине элементов обладают дополнительными достоинствами:
- низкой инерционностью;
- высокой термопластичностью.
Эти обстоятельства чрезвычайно важны для подобных аппаратов, т.к. в случаях, когда рекуператор включает элементы различной толщины (в том числе весьма толстостенные, как например, в трубчатых рекуператорах) они подвержены термической усталости. Т.е. в моменты переходных процессов (включение и выключение, резкое изменение температурных режимов и т.д.) в элементах появляются огромные термические напряжения, разрушающие конструкцию.
Рекуператоры ОПТ благодаря малой и практически равной толщине всех элементов конструкции быстро прогревается, почти мгновенно начиная работать (низкая инерция), не вызывая при этом появления термических напряжений (термопластичность).
Сравнение технических характеристик традиционных и новых рекуператоров показывает, что при прочих равных условиях и равной производительности их массогабаритные показатели могут в 2-10 раз превосходить показатели традиционных устройств.
Например, в таблице приведены сравнительные характеристики кожухо- трубного рекуператора и рекуператора ОПТ ( данные реальных теплообменников).
Сравнительные характеристики рекуператоров.
Исходные данные: Температура газа, оС - 1000; температура воздуха, оС – 400, объем газа, м3/час – 34000, объем воздуха, м3/час – 19000, мощность рекуператора – 2780 кВт.
| |
Кожухо- трубчатый |
Рекуператор ОПТ |
| Длина, мм |
3340 |
1000 |
| Ширина, мм |
5655 |
2000 |
| Высота, мм |
2090 |
1500 |
| Масса, т |
12 |
3 |
Рекуператоры нового поколения могут не только успешно заменить существующие устройства, но благодаря своим особенностям могут быть установлены там, где сегодня традиционные рекуператоры установить нельзя или нецелесообразно ( из-за их технико-экономических характеристик). В объеме отраслей это обеспечит колоссальную экономию энергии и средств.
|