XVI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2024

В рекуператоре уходящие газы отдают теплоту воздуху через поверхности пластин, которые отделяют течение уходящих газов от течения воздуха. В рекуператоре процесс теплообмена между дымовыми газами и воздухом происходит непрерывно, что повышает простоту конструкции, так как отсутствуют сложные элементы, требующие дополнительного обслуживания.

Рис. 1. Принцип работы рекуператора.

По направлению движений уходящих газов и воздуха рекуператоры разделяют на прямоточные, противоточные и перекрестного тока.

Прямоточный рекуператор- рекуператор, в котором уходящие газы и воздух движутся в одном направлении.

Противоточный рекуператор-рекуператор, в котором уходящие газы и воздух движутся в противоположном направлении на встречу друг другу.

Противоточный рекуператор-рекуператор, в котором уходящие газы и воздух движутся перпендикулярно друг другу.

По материалу рекуператоры делятся на керамические и металлические. Из- за низкой плотности в керамической рекуператорах воздух можно нагреть доо 800-1000⁰С. В металлических рекуператорах возможен подогрев не только воздуха, так и газообразного топлива до 500— 600⁰С. При установке керамических и металлических рекуператоров требуется применение искусственного дутья.

Рассмотрим керамические рекуператоры, которые собираются из шамотных блоков с каналами для прохода воздуха. Каждый блок имеет четыре отверстия прямоугольного сечения и опорные буртики.

Блоки устанавливаются так, что их отверстия образуют сплошные каналы, по которым проходит воздух. Продукты сгорания движутся между блоками в перпендикулярном направлении движении воздуха.

Керамические рекуператоры состоят из фасонных трубчатых элементов. Внутри элементов движутся отходящие газы, снаружи их омывает воздух, или наоборот. Трубчатые элементы изготовляют из шамотных, карборундовых или высокоглиноземистых огнеупорных материалов.

Рис. 2. Керамический рекуператор.

Рассмотрим петлевой трубчатый металлический рекуператор. Петлевой трубчатый рекуператор, выполняющийся из металлических труба диаметром 57/50 мм, который располагается в дымовом канале. Из- за подвешенного состояния труб не возникаю термические напряжений, в следствии трубы свободно удлиняются при разогреве рекуператора.

Воздух входит в один из двух коллекторов, затем движется внутри труб по петлевой траектории и выходит из второго коллектора. Поток дыма проходит вдоль дымового канала между трубами и отдает тепло воздуху. Подогретый воздух возвращается к печи. Эти рекуператоры получили широкое распространение на нагревательных печах для подогрева воздуха и газообразного топлива.

Петлевой металлический рекуператор обладает следующими характеристиками:

-Коэффициент теплопередачи 20-25 Вт/м2К;

-Хорошая компенсация температурных расширений;

-Температура подогрева воздуха до 300⁰С;

-Высокая газоплотность;

Рис. 3. Петлевой трубчатый рекуператор.

При утилизации теплоты через рекуператоры снижается температура уходящих дымовых газов, что приводит к повышению экологичности производства. Утилизированная теплота может вернуться обратно в печь путем подогрева воздуха и топлива за счет теплоты уходящих газов. При предварительном подогрева газа и воздуха повышается температура топлива и темпераратура рабочего пространства печи, в следствии чего уменьшает удельный расход топлива, а коэффициент полезного действия естественно возрастает. Благодаря подогреву топливо и воздуха через рекуператоры повышается коэффициент использования топлива печи, а также повышается само качество топлива. Достигается экономия бюджета, так как снижается расход топлива.

В общем можно сказать, что установка рекуператоров значительно повышает энергоэффективность системы.

Заключение: При использовании рекуператоров достигаются следующие показатели:

-Экономия топлива;

-Снижение выбросов СО2 c продуктами сгорания;

-Повышение коэффициентов использования топлива;

Список используемых источников

1. Новгородский, Е. Е. Повышение эффективности использования природного газа в промышленности / Е. Е. Новгородский // Материалы международного семинара «Повышение эффективности использования газа в промышленности». – Москва, 1987.

2. Новгородский, Е. Е. Комплексное использование тепла при производстве цинковых белил / Е. Е. Новгородский, В. А. Широков //

Экономия материальных и энергетических ресурсов в системах отопления и вентиляции : межвуз. сб. / Рост. инженер.-строит. ин-т. – Ростов-на- Дону, 1985.

3. Друскин, Л. И. Эффективное использование природного газа в промышленных установках : справ. пособие / Л. И. Друскин. – Москва : Энергоатомиздат, 1992. – 175 с. : ил.