CS239219B1 - Protiproudý konvekční trubkový rekuperátor - Google Patents

Abstract

Vynález se týká protiproudého konvekčniho trubkového rekuperátoru vestavěného do spalinového kanálu průmyslových ohřívacích peci, který slouží k předehřevu spalovacího vzduchu přiváděného k pecním hořákům. Protiproudý konvekční trubkový rekupexátor sestává ze dvou sekcí, opatřených ve své horní částí rozváděoími vzduchovými skříněmi a ve své spodní části sběrnou vzduchovou skříní, která je v části nacházející se pod čelní rekuperátorou sekci (1) přehrazena horizontální přepážkou (7> zasahující k čelní stěně (8) vzduchové sběrné skříně (5)» přičemž do prostoru mezi dnem čelní rekuperátoxové sekce (1) a přepážkou (7) je vložena škrticí clona (10).

Description

Vynález se týká protiproudého konvekčního trubkového rekuperátoru vestavěného do spalinového kanálu průmyslových ohřívacích pecí, který slouží k předehřevu spalovacího vzduchu přiváděného k pecním hořákům.

K předehřevu spalovacího vzduchu pro ohřívací pece <4tdO«IV se často používá kovový trubkový rekuperátor s Hazenovými články. V rekuperátorů pracujících za vyšších provozních teplot hrozí přehřátí přední řady článků, protože odpor proti pohybu předehřívaného plynného media se zvětšuje s rostoucí teplotou spalin ohřívajících trubky rekuperátoru· Rostoucí podíl tekutých paliv v poslední době přináší rostoucí riziko tzv. vanadové koroze a kovový materiál rekuperátorových trubek již není namáhán poJŽe tepelně, ale i chemicky. Částečným řešením je přisávání chladného vzduchu do proudu spalin,a tím snížení povrchové teploty trubky pod bod tavení sloučeniny vanadu,ale získané pozitivní účinky jsou do značné míry znehodnoceny snížením citelného tepla spalin. Jiným řešením jsou clonící články, zhotovené obvykle z hladkých žáruvzdorných trubek ohnutých do smyčky, které nejsou stavební součástí hlavního rekuperátoru a zařazují se před jeho čelní část k zachycení prvního tepelného nárazu.

Tato clonící sekce se zapojuje paralelně s hlavním rekuperátorem a neprochází jí obvykle více než 10 % všeho ohřívacího vzduchu.

Je také znám sektorový rekuperátor, tvořený nejméně třemi sektory, které jsou řazeny za sebou a každý z nich sestává ze stejného počtu trubkových rekuperátorových článků, které jsou opatřeny rozváděcími vzduchovými skříněmi shodných rozměrů, tvarů a hydraulických průřezů a jsou uspořádány souproudně se smyslem proudění spalin. Tím se zásadní problém ochrany článků rekuperátoru neřeší, usnadňují se však podmínky montážní vlivem unifikace a lze často narušené sektory čelní části přeřadit do stínu

239 219 a naopak zadní, Zachovalé sektory nasadit do exponovaného prostoru· Vzhledem k vysoké náročnosti na zástavbový prostor řešení bylo vyvinuto kompromisní řešení protiproudého konvekčního trubkového rekuperátoru sestávajícího z jediné sekce, jehož vzduchová rozváděči skříň,situovaná v horní části rekuperátoru, je symetricky upravena ke dvěma svislem rovinám symetrie kolmým na sebe, přičemž oddíl studeného vzduchu rozváděči vzduchové skříně je přepažen sklopnou klapou. Záměr tohoto řešení je, že při známkách poškození předních trubek se rekuperátor vytáhne ze spalinového kanálu, otočí se o 180 %, usadí zpět do kanálu, přičemž klapa se sklopí do druhé krajní polohy tak, že rekuperátor začíná opět pracovat se Zachovalými čelními trubkami.

Po obrácení rekuperátoru však jeho životnost končí a kromě toho málokde existují volné montážní prostory, které dovolují tak častou manipulaci. U souproudých trubkových rekuperátorů jsou také známa řešení, sledující docílení vyššího tlaku předehřívaného média v trubkách clonícího rekuperátoru, jímž se překonává odpor proti pohybu média v- trubce. Děje se tak umístěním škrticí clony do přívodního potrubí studeného vzduchu určeného k předehří· vání a dopravovaného do rozváděči vzduchové skříně čelní sekce rekuperátoru nebo, clonícího rekuperátoru.

Problémy stávajícího stavu protiproudých konvekčních trubkových rekuperátorů řeší vynález, jehož podstata spočívá v tom, že spodní vzduchová sběrná krabice rekuperátorových sekcí je,v části nacházející se pod čelní rekuperátorovou sekcí,přehrazena horizontální přepážkou zasahující k čelní stěně vzduchové sběrné krabice a do prostoru mezi dnem čelní rekuperátorové sekce a přepážkou je vložena škrticí clona.

Vzduchová sběrná skříň,přepažená a odcloněná podle vynálezu, zaručuje zrychlené prouděni předehříváného vzduchu předními trubkami čelní rekuperátorové sekce, čímž se výrazně zlepšuje konvekční faktor v tepelně nejvíce exponované části rekuperátoru, což je v podstatě způsobeno tím, že horizontální přepážka je situována až k přední stěně vzduchové skříně*

Podstata vynálezu je na praktickém příkladu provedení patrna z přiloženého výkresu, který ve schématickém řezu znázorňuje uspořádání sběrné vzduchové skříně rekuperátorových sekci.

239 219

Rekuperátorové sekce 1, £ jsou usazeny ve spalinovém kanálu 2, jímž proudí horké spaliny ve smyslu naznačeném oblými šipkami. V protiproudu k těmto spalinám je přívodem 4 přiváděn do ^íuperátorové sekce 2 chladný vzduch, který ohřát vstupuje do sběrné vzduchové skříně £, odkud přechází do čelní rekuperátorové sekce Ι,ζ níž plně předehřát odchází výstupem 6 ke směšovacím komorám hořáků ohřívací pece. Aby předehřátý vzduch vystupující z rekuperátorové sekce 2 neměl tendenci vstupovat do trubek čelní rekuperátorové sekce 1 cestou nejmenšího odporu, to jest jejími zadními trubkami, je vzduchová sběrná skříň £ přehrazená horizontální přepážkou 2» která zasahuje až k čelní stěně 8 vzduchové sběrné skříně 2t ale nikoliv tak, aby dno čelní rekuperátorové sekce 1 oddělila úplně od prostoru skříně 2i ^εθ Provede například tak, že se mezi čelní stěnou 8 vzduchové sběrné skříně 2 ^a hranou přepážky 2 ponechá mezera 2» nebo se v této části přepážka 2 perforuje otvory a podobně. Mezi dno čelní rekuperátorové sekce 1, za její tepelně nejvíce exponovanou řadu nebo řady trubek^a mezi horizontální přepážku 2 j^e vložena škrtící clona 10 s otvory nebo podélnou štěrbinou 11.

Claims (1)

1. Protiproudý konvekční trubkový rekuperátor, sestávající ze dvou sekcí_fopatřených ve své horní části rozváděcími a vzduchovými skříněmi a ve své spodní části sběrnou vzduchovou skříní, vyznačený tím, že vzduchová sběrná skříň (5) rekuperátorových sekcí (1, 2) je v části nacházející se pod čelní rekuperátorovou sekcí (1) přehrazena horizontální přepážkou (7) zasahující k čelní stěně (8) vzduchové sběrné skříně (5) λ do prostoru mezi dnem čelní rekuperátorové sekce (1) a přepážkou (7) je vložena škrtící clona (10).