Ohřívák vzduchu / Výklad

Ohříváky vzduchu jsou v elektrárně využívány k ohřevu spalovacího vzduchu přiváděného do kotle teplem spalin odcházejících do komína. Předehřátí vzduchu podobně jako regenerace napájecí vody zlepšuje ekonomiku procesu výroby elektrické energie tím, že snižuje komínovou ztrátu (teplo unikající z kotle do komína), zlepšuje proces vzněcování a hoření uhelného prášku a zvyšuje teplotu v spalovací komoře kotle. Teplota ohřátí vzduchu závisí na typu spalovacího zařízení, pro roštové kotle je to přibližně 200 °C, u práškových granulačních kotlů je to asi 300 °C až 400 °C a u cyklonových ohnišť dosahuje teplota ohřátého vzduchu i přes 400 °C.

Potřebné množství spalovacího vzduchu v elektrárnách zajišťují vzduchové ventilátory

V ohřívácích vzduchu se teplo přenáší od spalin ke vzduchu. Podle principu přenosu tepla se ohříváky rozdělují na rekuperační a regenerační. Rekuperační znamená, že vzduch i spaliny jsou od sebe odděleny pevným materiálem a přenos tepla probíhá přes teplosměnnou plochu, která trvale odděluje obě prostředí. K typickým zástupcům rekuperačních ohříváků patří trubkový ohřívák vzduchu. Je tvořen svazkem ocelových trub, zaválcovaných nebo zavařených do trubkovnice, ve kterých proudí spaliny. Kolmo a protiproudem se v mezitrubním prostoru pohybuje ohřívaný vzduch. Tyto ohříváky jsou rozměrově i hmotnostně větší v porovnání s regeneračními ohříváky, jsou sice těsné, ale poměrně často se zanáší a je potřeba je čistit.

Hlavním představitelem regeneračních ohříváků je rotační ohřívák typu Ljungström. Skládá se z velkého počtu tenkostěnných vlnitých plechů, uložených v závěsech radiálních sektorů kruhového rotoru (obyčejně s vertikální osou rotace), který se pomalu otáčí. Celý rotor o průměru až několik metrů je uzavřen do prostoru výměníku, rozděleného na vzduchovou a spalinovou část. Obě části jsou od sebe odděleny a utěsněny pomocí kovových ucpávek. Akumulační hmota rotorových plechů je střídavě vystavena proudu horkých spalin, kde se nahřívá a proudu vzduchu, kde se ochlazuje. Materiál výplně plechů je vybírán podle obsahu SO₂ ve spalinách, termických vlastností a odolnosti proti korozi a abrazi. Nejčastěji používaným materiálem je uhlíkatá nebo nízkolegovaná ocel. U zvláště sirnatých paliv může být povrch plechů opatřen kyselino-vzdorným smaltem s několikanásobně vyšší životností.

Princip funkce regeneračního Ljungströmova ohříváku vzduchu

Otáčení rotoru, těsnost ucpávek, zanášení akumulační vrstvy a jiné provozní parametry ohříváků jsou kontinuálně monitorovány, procesy regulace, nastavení a čištění jsou automatizovány, čímž zabezpečují optimální provoz ohříváku při libovolné povolené výkonové hladině kotle.