Mieczysław
Świętochowski

Przemysław Bukowski

Zagadnienia prezentacji

• Zasada działania podgrzewacza
• Budowa i elementy podgrzewacza
• Powierzchnia wymiany ciepła
• Typy LUVO
• Montaż ogrzewaczy przepływowych
• Uszczelnienie
• Obliczenia cieplne
• Czyszczenie obrotowego podgrzewacza

Ogólna zasada działania

Obrotowy podgrzewacz

powietrza jest
regeneracyjnym
wymiennikiem ciepła,
służącym do podgrzewania
powietrza ciepłem odebranym
od spalin. Wymianę ciepła
zapewnia powolny ruch
obrotowy wirnika, w którym
umieszczone są blachy
grzejne.

LUVO - Luftvorwärmer
(Air pre-heater in power plants)

Budowa obrotowego podgrzewacza
powietrza

• obudowa,
• wirnik,
• płyta górna i dolna,
• łożysko górne i dolne,
• elementy grzejne,
• uszczelnienie wirnika,
• zdmuchiwacze sadzy,
• instalacje do mycia i gaszenia ,
• napęd oraz dźwigar.

Elementy obrotowego
podgrzewacza powietrza

1. Kombinowany system

czyszczący z zastosowaniem

pary wodnej, sprężonego

powietrza i wody.

2. Skrzynie napędowe
3. Uszczelnienie obwodowe drzwi

płaszcza z samoczynną

regulacją

4. Uszczelnienia promieniowe z

samoczynną regulacją

5. Zespół łożyska prowadzącego
6. Wirnik
7. Kosze grzewcze
8. Kosze grzewcze gorącego

końca (materiał - blacha

St12.03)

9. Kosze grzewcze zimnego

końca (materiał - blacha

St12.03,Corten,blacha

emaliowa)

10. Kosze grzewcze warstwy

środkowej (materiał - blacha

St12.03)

11. Wieniec palczasty

Miejsce w układzie kotłowym

Obrotowy podgrzewacz
powietrza znajduje się na
ostatnim etapie odbierania
energii cieplnej od spalin.

Budowa

Centralną część wirnika
stanowi piasta do której
przyspawane są co 15°
lub 30° blachy
promieniowe,
połączone ze sobą
ramkami działowymi i
płaszczem tworzącym
obwód zewnętrzny
wirnika.

Obudowa wirnika

Obudowa wirnika składa
się z następujących
elementów:

 segmentów części
nośnej obudowy,

 dwóch pierścieni
spełniających rolę
bandaży

 płaszcza
uszczelniającego.

Elementy grzejne

Elementy grzejne wykonane

są z:

cienkiej blachy o

specjalnie dobranym

profilu i ułożonej w

przegrodach wirnika,

pakietami w warstwach.

Pakiety blach ułożone są w

koszach wykonanych z

płaskowników.

Kosze warstwy górnej

nazwano kaszami gorącego

końca, natomiast kosze

warstwy dolnej nazwano

koszami zimnego końca.

Napęd:

Napęd podgrzewacza

jest mechaniczny.

Zbudowany jest z

przekładni

planetarnej z silnikiem

zabudowanym na

konsoli przytwierdzonej

do obudowy

podgrzewacza. Dla

poprawnej współpracy

podgrzewacza z

wieńcem palczastym,

napęd z obudową

podgrzewacza połączony

jest przegubowo i

wyposażony w

amortyzator

sprężynowy

Wieniec zębaty

Obudowa łożyska

Wieniec zębaty

Na płaszczu wirnika
zabudowany jest
wieniec palczasty
złożony ze sworzni
stanowiący rolę
koła ząbatego

Instalacje dodatkowe:
Instalacja zdmuchiwania, mycia i p.poż.

Instalacja zdmuchiwania zależy

od konkretnego rodzaju i

budowy podgrzewaczy

Oddzielną instalację stanowi

instalacja do gaszenia w

przypadku pożaru.

Załączanie tej instalacji może

następować automatycznie i

ręcznie.

Układ smarowania
(eksploatacja)

przykład

BD 20,5/1400, LJUNGSTROM

• Łożyska silnika elektrycznego smarować smarem

ŁT-43. (wymiana smaru co 6 miesięcy),

• Łożysko górne zalać olejem MASZYNOWY 10 w

ilości 36 l. (Pierwsza wymiana po 500 h, następne

po 8000 h pracy).

• Łożysko dolne zalać olejem MASZYNOWY 10 w

ilości 30 l. (Pierwsze wymiana po 500h, następne

po 8000 h pracy).

• Przekładnię zalać olejem TRANSUL 170 w ilości

120 l. (Pierwsza wymiana po 500h, następne co

8000h).

LUVO - powierzchnie wymiany
ciepła

Powierzchnie wymiany ciepła dzielone są na koniec zimny i koniec
gorący. Wysokości zależą od typu podgrzewacza. Koniec zimny w
przytoczonych później urządzeniach Elektrowni Opole znajduje się na
poziomie 300mm.

LUVO - powierzchnie wymiany
ciepła

Struktura blach walcowanych
może być różna.

Do końca zimnego układa się
blachy o prosto-osiowych
kanałach.

-małe współczynniki oporu
-mały osad z popiołu (usuwanie
zanieczyszczeń – równoległe
karby)

-słaba korozja

Do końca gorącego stosuje się bardziej skomplikowane kształty w
których kierunek przepływu czynników odbywa się pod kątem α >
0º (30,45). Naprzemiennie układa się karbowane blachy oraz
płaskie. Powoduje to:

-swobodny przekrój dla przepływu spalin
-wysoki współczynnik przenikania ciepła k [W/m2*K] do
stosunkowo niskich współczynników oporu dla przepływu powietrza
i spalin

-

LUVO - dane

wielkości charakteryzujące obrotowy

podgrzewacz powietrza:

• Typ
• Średnica wirnika
• obroty wirnika
• Powierzchnia ogrzewalna
• stosunek sektorów powietrza do

sektorów spalin

• powierzchnia czynna dla przepływu

czynników

• całkowita wysokość końca gorącego (profil DU)
• całkowita wysokość końca zimnego (profil NF)

LUVO - dane

Typy podgrzewaczy

(ze względu na ilość sektorów)

:

2- sektorowy 3- sektorowy 4-

sektorowy

Do podgrzewania
powietrza
pierwotnego lub
wtórnego

Do równoczesnego
podgrzewu dwóch
strumieni
powietrza

Zmodyfikowany
3-sektorowy,
zaletą są
mniejsze wycieki

LUVO - dane

Typy podgrzewaczy

(ze względu na ilość sektorów)

:

2- sektorowy 3- sektorowy 4-

sektorowy

LUVO - montaż

Stanowisko montażowe

Spawanie wirnika
wewnętrznego

LUVO - montaż

Gotowy kosz grzewczy

Końcowa faza montażu
próbnego wirnika
napełnionego koszami
grzewczymi

Tak się

staraliśmy

a i tak

10%

powietrza

przeciekni

e

LUVO

Przykładowo w Elektrowni Opole obecnie pracują trzy obrotowe
podgrzewacze powietrza typu LUVO. W dwóch z nich zastosowano
wypełanienia grzejne (kosze) typu UD, a w jednym wypełnienia FNC.

1,2 – są to urządzenia typu BD 25/1400 o średnicy wirnika

7100mm

gdzie obroty wirnika osiągają 2,32 obr/min.

Powierzchnia

ogrzewalna w tym typie podgrzewacza to 20

530 m2.

Podgrzewacz jest wykorzystywany do zwiększenia

temperatury powietrza pierwotnego, gdzie jest

ono

podawane na młyny gdzie wykorzystywane jest do

suszenia

paliwa

3 – typ BD 27/1650 o średnicy wirnika 8560mm i prędkości

2,14obr/min. Powierzchnia ogrzewalna to 35

330m2

Uszczelnienia

• Stosowane są, aby wyeliminować dopływ fałszywego powietrza do

komory paleniskowej w drugim ciągu kotła.

• Rodzaje uszczelnień

- promieniowe bierne- stała szczelina utrzymywana jest na skutek
kontaktu elementów uszczelnień i wirnika („śledzenie"
odkształceń)
- promieniowe nadążne aktywne- stała szczelina jest utrzymywana
automatycznie za pomocą czujników umieszczonych na
promieniowych elementach wirnika. Zapobiega to zmianom
szczelin na wskutek wydłużeń i odkształceń (montaż jest droższy o
50% od klasycznego). System jest

- bezobsługowy
- odporny na zakłócenia zewnętrzne.

Uszczelnienia

Stan podgrzewacza powietrza

Gwarantowana

szczelność

podgrzewacza

(procent

ubytku powietrza do

spalin)

Podgrzewacz nowy z uszczelnieniem

klasycznym

8 - 10%

Podgrzewacz nowy z uszczelnieniem

aktywnym

5 - 7%

Podgrzewacz zmodernizowany

z uszczelnieniem klasycznym

9 - 12%

Podgrzewacz zmodernizowany

z uszczelnieniem aktywnym

6 - 8%

Spadek szczelności o 1% powoduje zmniejszenie sprawności
kotła o 0,1%

Obliczenia cieplne PPow
Wymiana ciepła (ASME)

• ogólne równanie opisujące wymianę ciepła:

Q=k*Δt*A

k- współczynnik przenikania ciepła

Δt- logarytmiczna różnica tem. w PoPo

A-powierzchnia wymiany

Metodyka obliczeń

• Szczelność wg

ASME;

• Obliczenia

wymiany ciepła;

2

2

1

1

1

1







x

x

k







k

=

A*(λ/d

e

)*Re

0,8

*Pr

0,4

*C

t

A – współczynnik zależny od
kształtu

blach wypełnienia

grzejnego,

A є (0,021÷0,037)

λ – współczynnik przewodzenia
ciepła przepływającego czynnika,

C

t

– poprawka zależna od

temperatury

czynnika i ścianki.

ζ – współczynnik wykorzystania
powierzchni,

x

1 i

x

2

– stosunek ilości segmentów

spalin i powietrza do wszystkich
segmentów OPP,

 - współczynnik wnikania ciepła