Основные конструкции рекуператоров

Рекуператоры, используемые в промышленности, могут быть как металлическими, так и керамическими [9—11, 14, 15, 22]. Металлические рекуператоры: конвективные из чугунных труб; чугунно-стальные (термоблоки); конвективные из гладких стальных труб; радиационные; комбинированные; пластинчатые; игольчатые; панельные; сетчатые; ребристые; пластинчато-ребристые. Керамические рекуператоры: шамотные, карборундовые; ситалловые; керамико-металлические. Для низкотемпературных химических активных потоков используются рекуператоры из полимерной пленки, пластин, трубок. Схемы движения дымовых газов и воздуха в рекуператорах могут быть прямоточными, противоточными и с перекрестным током. Противоток позволяет экономить поверхность теплообмена, а также нагревать воздух до более высоких температур, чем прямоток. Преимуществом применения прямотока является то, что при прочих равных условиях максимальная температура стенки рекуператора в этом случае ниже, чем при противотоке. Это позволяет изготавливать рекуператоры не из легированных, а из углеродистых сталей. В чугунных рекуператорах в основном применяется противоток.

Преимущества металлических рекуператоров перед керамическими заключаются в следующем:

а) металлические рекуператоры значительно компактнее керамических. Коэффициент теплопередачи в них в 6—8 раз выше, чем в керамических:

б) отсутствует необходимость устройства боровов, так как металлические рекуператоры хорошо размещаются на печах, сушилах или около них;

в) металлические рекуператоры более герметичны;

г) возможно использовать теплоту уходящих газов сравнительно низких температур, т. е. до 500 °С.

К недостаткам металлических рекуператоров относится небольшая их стойкость при высоких температурах, а также активная коррозия при низких температурах.

Ценным свойством керамических рекуператоров является возможность их применения при высоких температурах, свыше 700 °С. Основные их недостатки: низкий коэффициент теплопередачи, хрупкость, низкая герметичность, громоздкость, невозможность применения при высоких давлениях.

Методы теплотехнического и гидравлического расчета рекуператоров хорошо освещены в работах Г5, 9—11, 14, 15, 22, 24].

Установка определенного типа рекуператора должна иметь технико-экономическое обоснование (см. гл. 1). Срок окупаемости рекуператора может быть определен по формуле

где С — стоимость 1 м² поверхности рекуператора, руб/м²; Э — экономия топлива в денежном выражении при установке рекуператора, руб.