1. 4. Регенеративные та

Регенеративные ТА нашли применение в основном в высокотемпе­ратурных технологических установках, ГТУ, низкотемпературных установ­ках разделения газов и газовых холодильных машинах. Теплоаккумулирующая насадка этих аппаратов может быть подвижной и неподвижной. В последнем случае для получения непрерывного процесса теплообме­на от одного теплоносителя к другому необходимы два аппарата (рис. 1.1, б). При подвижной насадке процесс теплообмена происходит в одном аппарате.

Область применения и температурный уровень теплоносителей предопределяет конструкцию регенеративного ТА и тип его насадки. В связи с этим выделяют аппараты, работающие в областях высоких, средних и очень низких температур.

В области высоких температур (800...1000 С) после различных пе­чей применяют аппараты с неподвижной насадкой из огнеупорного кир­пича, который выкладывают таким образом, чтобы образовались сплош­ные каналы для прохода газа. Для интенсификации теплообмена кирпич­ная кладка насадки имеет выступы. Преимуществами аппаратов с кир­пичной насадкой являются простота и возможность достижения высоких температур подогрева воздуха, а недостатками - громоздкость, слож­ность эксплуатации ввиду необходимости переключения аппарата, изме­нение температуры нагреваемого воздуха в течение цикла.

Для высокотемпературного подогрева воздуха могут быть исполь­зованы вращающиеся аппараты, роторы которых заполнены чугунной дробью или другой термостойкой насадкой.

В области средних температур (250...400 С) для подогрева воздуха используются вращающиеся регенеративные ТА, роторы которых имеют металлическую насадку, или аппараты с "падающим слоем". Горизонталь­ные и вертикальные вращающиеся регенеративные ТА относятся к аппа­ратам непрерывного действия, они более компактны и характеризуются более интенсивным теплообменом. Ротор 4 регенеративного подогрева­теля воздуха в мощных ГТУ (рис. 1.29) с насадкой 3 в виде набора сеток из коррозионно-стойкой проволоки диаметром 0,3...0,4 мм вращается в статоре 5.

С помощью радиальных перегородок ротор разделен на сек­торы, чем достигается отделение потоков газа и воздуха. Схема движения воздуха и газа противоточная, хотя каждая среда имеет сначала осевое направление, а затем радиальное и, проходя через насадку ротора, или нагревает ее, или воспринимает теплоту, аккумулированную в ней. Благодаря такому удлинению пути потоков увеличивается скорость в каналах насадки, коэффициент теплоотдачи достигает значений 300... 400 Вт / (м² К) при частоте вращения ротора 20.-.30 об/мин. Следует отметить, что в регенеративных воз­духоподогревателях котлов с часто­той вращения ротора 2...10 об/мин, имеющих насадку из гофрированных металлических листов с каналами треугольного и квадратного сечений, зна­чения коэффициентов теплопередачи сос­тавляют лишь 9...14 Вт/(м² К). Во избежание перетечек воздуха и газа в конструкции предусмотрены внутреннее 1 и наружные 2 уплотнения.

В транспортных ГТУ мощностью до 1 МВт может быть использован вра­щающийся регенеративный ТА с дис­ковым ротором карманного типа (рис. 1.30). Несущая и теплопередающая функции ротора разделены. Каркас диска образован массивными боковыми полотнами 2, связанными поперечными каркасными рамками. В полотнах прорезаны отверстия, в которые вставлены стаканы 3, образующие сквозные цилиндрические окна — карманы. В каждый карман помещен рабочий элемент 8 насад­ки, представляющий собой усеченный конус из многослойной плетеной сетки из коррозионно-стойкой стали. Поскольку рабочие элементы имеют очень небольшую площадь контакта с металлическими конструкциями ротора, то эти конструкции оказываются мало подверженными действию резко изменяющихся температур. Температура опорных поверхностей уплотнений 5 в рабочем режиме превышает 400 С, что позволяет изготов­лять их из графита.

В регенеративных ТА воздухоразделительных установок (ВРУ) наряду с охлаждением прямого потока воздуха происходит его очистка от влаги и двуокиси углерода путем вымораживания на насадке. Установка сос­тоит из двух аппаратов, обеспечивающих непрерывность процесса охлаж­дения (рис. 1.31). Установка работает следующим образом. Сжатый воздух давлением до 0,6 МПа нагревает насадку аппарата 1 и охлаждается до температуры, близкой к температуре насыщения. В это же время поток холодного газа (азота) проходит в насадку аппарата 2, охлаждает ее до определенной температуры. Через определенный промежуток времени происходит переключение клапанов и поток воздуха будет поступать в аппарат 2, а азот в аппарат 1. В ВРУ в качестве насадки применяют на­сыпную насадку в виде гранул и диски алюминиевой гофрированной лен­ты 3.