Конструкция котла предусматривает двухступенчатый подогрев питательной воды и горячего воздуха (рисунок 2.1).
При двухступенчатой схеме воздухоподогреватель имеет две ступени – 10 и 12, которые соединены коробом перепуска воздуха.
Между первой и второй ступенью воздухоподогревателя расположена первая ступень водяного экономайзера 11.
Вторая ступень водяного экономайзера 9 расположена после пароперегревателя по ходу газов.
Воздухоподогреватель I ступени является последней поверхностью по ходу газов.
На рисунке 2.5 приведено распределение температурных напоров при двухступенчатой компоновке конвективных поверхностей нагрева.
При одноступенчатом исполнении в процессе нагрева воздуха температурный напор, определяющий интенсивность теплообмена, уменьшается.
Температура
Вода
Воздуха
Вода
tп.в
tп.в
tг.в
tг.в
tх.в
tх.в
Воздуха
Р и с. 2.5. Распределение температурных напоров при двухступенчатой компоновке поверхностей нагрева: 1 и 3 - вторая и первая ступени экономайзера; 2 и 4 - вторая и первая ступени воздухоподогревателя
Дальнейший нагрев воздуха в таком воздухоподогревателе экономически нецелесообразен, из-за малой эффективности теплообмена в горячей части воздухоподогревателя.
При двухступенчатом исполнении температура воздуха на выходе из первой ступени воздухоподогревателя не значительно ниже температуры продуктов сгорания. На входе во вторую ступень воздухоподогревателя эта разность существенно увеличивается, так как здесь выше температура продуктов сгорания.
Это объясняется тем, что уравнение теплового баланса учитывает водяные эквиваленты объёмов воздуха и газов. Водяные эквиваленты у газов всегда выше, чем у воздуха, объём газов больше объёма воздуха.
При подогреве воздуха до температуры выше 350 0С на котлах устанавливается двухступенчатый воздухоподогреватель, расположенный в рассечку водяного экономайзера.
Водяной эквивалент у воды, отнесённый к 1 килограмму топлива, больше водяного эквивалента продуктов сгорания, поэтому температурные кривые воды и продуктов сгорания на рисунке 5 в области водяного экономайзера расходятся.