Рис. 54, Блочный одноколонковый экономайзер ВТИ :
а - продельный разрез,
б - вид с фронта,
в -схема;
1 - заслонки, 2 - обдувочное устройство, 3 - ребристые трубы, 4, 7, 9 и 13 - вентили, 5 - предохранительный клапан, 6 - вантуз, 8 - обратный питательный клапан, 10-барабан котла, 11 - коллекторы, 12 - трубы экономайзера, 14 - манометр, 15 - обводная линия

Тепло, заключенное в уходящих дымовых газах, можно частично использовать путем подогрева питательной воды в водяном экономайзере. Подогрев воды в экономайзере целесообразен, так как обеспечивает экономию топлива и работу котла в более благоприятных температурных условиях.
Применяют экономайзеры индивидуальные, предназначенные для одного котла, и групповые - для нескольких котлов. Для рабочего давления 2,4 МПа (24 кгс/см2) экономайзеры изготовляют из чугуна, а выше 3,9 МПа (40 кгс/см2) - из стали.
По ходу воды экономайзер устанавливают между насосом и котлом. При подогреве воды в чугунном экономайзере не следует доводить ее до кипения во избежание разрушения экономайзера. Кроме того, могут возникать гидравлические удары, приводящие к разрыву труб. Поэтому нагрев воды в индивидуальном экономайзере должен быть на 20" С ниже температуры кипения воды, а групповой - на
На рис. 54, а, б показана установка одноколонкового экономайзера ВТИ за котлом ДКВР-10-14, который может использоваться в котлах других конструкций. Колонка состоит из ребристых труб 3. Несколько горизонтальных рядов (до восьми) труб образуют группы, которые компонуют в одну колонку или две, разделенные металлической перегородкой. Группы собирают в каркасе с глухими стенками, состоящими из изоляционных плит, обшитых металлическими листами. Торцы экономайзеров закрывают съемными металлическими щитами. Экономайзеры снабжены стационарными обдувочными устройствами 2, встроенными в блоки.
Вода, нагнетаемая насосом в крайнюю нижнюю трубу нижнего ряда, последовательно проходит все трубы 12 экономайзера и отводится КЗ крайней трубы верхнего ряда через соединительную трубу в барабан 10 котла. Для улучшения теплообмена движение воды в экономайзере происходит снизу вверх, а газов в газоходе - сверху вниз.
По нормам Котлонадзора при входе воды в экономайзер (рис. 54, в) и выходе ее из него должны быть установлены два предохранительных клапана 5 и два запорных вентиля 9, причем при перекрытии в системе экономайзера должен оставаться не отключенным от него хотя бы один из предохранительных клапанов. Кроме того, необходим манометр 14, а в самой верхней части экономайзера - краники или приспособления для автоматического выпуска воздуха (вантуз 6).
Предохранительный клапан ставят на входной линии перед запорным вентилем для защиты напорной линии от гидравлических ударов, которые могут возникнуть, например, при быстром пуске в ход поршневого нагнетательного насоса. Второй предохранительный клапан устанавливают в самой верхней точке экономайзера на выходной линии для выпуска воды при повышении давления в экономайзере.
Питательная линия присоединяется к водяному экономайзеру таким образом, что возможно питание котла, минуя экономайзер.
Следует особо отметить ответственное значение обводного вентиля. Случайное открытие его при непереключенном потоке дымовых газов может вызвать вскипание воды в экономайзере и аварию, поэтому его следует запломбировывать в закрытом состоянии. Срывать пломбу и открывать обводной вентиль можно только в случае необходимости выключения экономайзера для ремонта или осмотра.
Закипание воды в чугунном экономайзере вызывает нарушение питания котельной установки, сопровождается гидравлическими ударами и приводит к аварии. Кроме того, стенки чугунных труб, омываемые с одной стороны газами, с другой - в одном месте водой, а в другом - паром, получают дополнительные напряжения от неравномерного прогрева, что, в свою очередь, вызывает образование трещин в металле. Поэтому экономайзеры должны иметь обходной боров. Через него же пропускаются дымовые газы в период растопки котла.
Стальные водяные экономайзеры состоят из труб, согнутых в виде змеевиков, ввальцованных или вваренных в коллекторы круглого и квадратного сечений. Эти экономайзеры изготовляют двух типов: некипящего и кипящего (рис. 55).
На рис. 55, а показан общий вид стального трубчатого водяного экономайзера, который состоит из нижнего входного коллектора 2, труб 3 и верхнего выходного коллектора 4. На рис. 55,6 приведена схема включения некипящего экономайзера. Эти экономайзеры должны иметь возможность отключаться от котла как но водяной, так и по газовой стороне, для чего у них обязательно делают обводной трубопровод питания 10 я обводной газоход помимо экономайзера. На питательном трубопроводе как перед барабаном, так и перед входным коллектором экономайзера устанавливают запорные вентили 7 и обратные клапаны 8. На выходном коллекторе обязательно монтируют предохранительный клапан 9.

Рис. 55. Стальной трубчатый экономайзер :
а - общий вид,
б - схема включения некипящего экономайзера,
в - схема включения кипящего экономайзера;
1 и 7 - спускной и запорный вентили, 2 - входной коллектор, 3 - трубы экономайзера, 4 - выходной коллектор подогретой воды, 5 - вход газов, б - барабан котла, 8 и 9 - обратный питательный и предохранительный клапаны, 10 - обводной трубопровод питания водяного экономайзера

На рис. 55,6 показана схема включения кипящего экономайзера. Такие экономайзеры не отключаются ни но водяной, ни но газовой стороне. Вся питательная и запорная арматура, а также и обратный 8 устанавливают до входного коллектора 2 экономайзера. Между экономайзером и барабаном никакой арматуры не монтируют, чтобы не мешать свободному выходу пара, образующегося в экономайзере, при перегреве воды свыше допустимой температуры.

Экономайзер представляет собой устройство, которое обогревается продуктами сгорания топлива. Подобное устройство предназначено для подогрева либо для частичного испарения воды, которая поступает в паровой котёл.

Экономайзер является неотъемным элементом котлоагрегата. Это теплообменник, где питательная вода, прежде чем будет подана в котел, подогревается при помощи уходящих из котла газов. Изготовляются экономайзеры из ребристых или гладких чугунных труб на давление 2,2 МПа, а на более высокую температуру и давление - как правило, из стальных гладких труб. Ребристые трубы - это довольно популярный вид товара. Они могут быть использованы в качестве труб отопления, поскольку имеют свойство держать тепло дольше чугунных труб. Это происходит за счёт ребристой поверхности. Ребристые трубы являются неотъемлемой частью экономайзеров.

В зависимости от металла, из которого изготовляют экономайзеры, они могут быть чугунными и стальными. Чугунные экономайзеры используют при давлении в барабане котла не более 2,4 МПа, а стальные могут применяться при любых давлениях.

Чугунный водяной блочный одноколонковый экономайзер выполняется из оребренных труб 3 (рис. 6), соединяемых между собой посредством калачей. Питательная вода проходит последовательно по всем трубам снизу вверх, а продукты горения проходят через зазоры между ребрами труб. В чугунных экономайзерах недопустимо кипение воды, так как это приводит к гидравлическим ударам и разрушению экономайзера. Для очистки поверхности нагрева водяные экономайзеры имеют обдувочные аппараты.

Рис. 6.

а - продольный разрез; б - поперечный разрез; 1 - заслонки; 2 - обдувочное устройство; 3 - чугунные оребренные трубы; 4 - газоход

В соответствии с требованиями Ростехнадзора экономайзеры некипящего типа должны быть отключаемыми по водяному тракту и тракту продуктов горения, т. е. должны иметь обводные (бай-пасные) линии в отопительном котле.

Устройство обводного газохода в отопительном котле для отключения индивидуального водяного экономайзера по тракту продуктов горения необязательно при наличии сгонной линии, обеспечивающей возможность постоянного пропуска воды через экономайзер в деаэратор в случае повышения температуры после него. Сгонной линией пользуются при растопке котла. Схема включения чугунного экономайзера с устройством сгонной линии представлена на рис. 7.

На входе воды в экономайзер и выходе из него должны быть установлены два предохранительных клапана 5 и два запорных вентиля 2. Кроме того, необходимы манометр, вентиль б воздушника для удаления воздуха при заполнении системы водой, вентиль 8 на дренажной линии для слива воды из экономайзера, обратные клапаны 3.

Рис. 7.

1 - барабан котла; 2 - запорный вентиль; 3 - обратный клапан; 4 - вентиль на сгонной линии; 5 - предохранительный клапан; 6 - вентиль воздушника (стрелкой показано удаление воздуха в процессе заполнения экономайзера водой); 7 - чугунный водяной экономайзер; 8 - вентиль на дренажной линии.

Стальные трубчатые экономайзеры изготовляются из труб 028...38 мм, которые изгибают в змеевики 2, ввальцованные или вваренные в коллекторы 1 круглого или квадратного сечений, размещаемые за пределами газохода. Змеевики располагают в шахматном порядке и подвешивают с помощью специальных подвесок или опирают на опорные балки 3. Для выдерживания заданного шага между змеевиками служат дистанционные гребенки 4.

Схема включения кипящего стального трубчатого экономайзера. Такие экономайзеры выполняются неотключаемыми по водяному и дымовому трактам. Во избежание превращения всей воды, находящейся в экономайзере, в пар при растопке котла и его отключении предусматривается устройство рециркуляционной линии. Эта линия соединяет входной коллектор 9 экономайзера с барабаном 5 котла и обеспечивает поступление воды в экономайзер при ее испарении в периоды растопки и останова котла, когда питательная вода в экономайзер не подается. На линии рециркуляции имеется вентиль 11, который открывают при растопке и отключении котла и закрывают при включении котла в паровую магистраль.

Рис. 8. Стальной трубчатый экономайзер: а - общий вид; б - схема включения кипящего экономайзера:

1 - коллекторы; 2 - змеевик; 3 - опорная балка; 4 - дистанционная гребенка; 5 - барабан; 6 - вентиль воздушника; 7 - выходной коллектор подогретой воды; 8-экономайзер; 9-входной коллектор; 10 - вентиль на дренажной линии; 11 - вентиль на линии рециркуляции; 12 - запорный вентиль; 13 - обратный клапан; 14 - предохранительный клапан

Скорость воды в экономайзере принимают, исходя из условий предотвращения расслоения в них пароводяной смеси или прилипания пузырьков воздуха к внутренней поверхности. Для некипящих экономайзеров скорость воды должна быть не менее 0,3 м/с, а для кипящих экономайзеров -- не менее 1 м/с.

Стальные экономайзеры применяют для использования уходящего газа, котлов типа Е, ДЕ, КЕ, ДКВР. Экономайзер монтируется за котлом, который работает на газе, не содержащем серных соединений, и в случае присутствия атмосферного деаэратора.

Блочные чугунные экономайзеры используются для нагревания питательной воды в стационарных водогрейных и паровых котлах, которые имеют рабочее давление не более 2,4 МПа.

Существует ещё один тип экономайзера - контактный водяной. Такой тип может быть использован для нагрева воды системы технологического и бытового горячего водоснабжения, прачечных или бань.

Применение тепла, которое было получено в контактном экономайзере в бытовом горячем водоснабжении, возможно только при условии наличия промежуточных теплообменников. Нагрев воды для прачечных или бань может производиться в контактных экономайзерах, использование которых разрешено Министерством здравоохранения РФ. Контактный экономайзер, как правило, устанавливается после поверхностных экономайзеров, которые принимаются в заводской комплектации котлоагрегатов, либо непосредственно за самими котлами.

Индивидуальные экономайзеры проектируются неотключаемые, т.е. на входе воды в экономайзер должен быть предусмотрен автоматический регулятор, который будет обеспечивать бесперебойное питание котлов.

Для нагрева сетевой и питательной воды в экономайзерах следует предусматривать направление потока воды снизу вверх, т.е. движение воды должно производиться в обеих колонках экономайзера снизу вверх.

Для обеспечения нормальных условий использования и управления работой экономайзер должен оснащаться арматурой, приборами безопасности и контрольно-измерительными приборами, которые доступны для обслуживания и наблюдения. Если же необходимо отремонтировать экономайзер, то в таком случае без ребристых труб не обойтись. Кроме таких труб для проведения ремонта экономайзера понадобятся калачи и чугунные дуги, а также крепёжные болты 20х85 (с гайкой и шайбой) и паранитовые прокладки.

На входе и на выходе воды в экономайзер устанавливаются гильзы, чтобы была возможность измерить температуру питательной воды.

В. Котлер, к. т. н., В. Янкелевич

Экономайзер - устройство для подогрева питательной воды уходящими из котла продуктами сгорания с целью дополнительного использования тепла сожженного топлива.

Подписаться на статьи можно на

Для промышленных паровых котлов с давлением пара до 1,3-1,6 МПа (котлы ДЕ, ДКВР, импортные) температура кипения воды и насыщенного пара составляет 195-200 °С. Соответственно температура уходящих газов за котлом - порядка 250-300 °С в зависимости от вида топлива. Температура питательной воды после деаэраторов атмосферного типа - 100-105 °С. Если подавать эту воду непосредственно в барабан котла, то она будет догреваться до температуры кипения за счет конденсации части пара. При этом температура поверхностей нагрева котла будет практически равна температуре насыщения (кипения), и температура уходящих газов, которая определяется в первую очередь степенью нагрева поверхностей, не изменится. Для возможности использования тепла уходящих газов и снижения расхода топлива необходимо выделить отдельную поверхность нагрева с относительно низкой температурой - экономайзер.

Рис. 1. Транспортабельные блоки экономайзеров. Входной и выходной трубопроводы воды выведены вверх. Продукты сгорания проходят сверху вниз. В центре торцевой стенки отверстия для аппаратов очистки.

В него поступает вода из атмосферного деаэратора с температурой 100 °С и подогревается до 150-160 °С. За счет этого температура уходящих газов снижается до 145-180 °С в зависимости от вида топлива, а расход топлива уменьшается на 10-12 %.
Экономайзеры могут быть кипящими и некипящими. В первых вода может догреваться до кипения и даже кипеть. Допускается испарение части воды (до 15-25 %).
Экономайзеры включаются по схеме противотока по отношению к продуктам сгорания, а вода в них нагревается до кипения постепенно. Горячие продукты сгорания из котла обтекают сначала самую горячую часть экономайзера, затем постепенно проходят через холодную часть и соответственно охлаждаются.
Конструктивно экономайзеры могут быть выполнены из змеевиковых гладких или оребренных труб. Иногда используют плавниковые трубы (при установке их по ходу движения газа).

Рис. 2. Чугунные трубы монтируются фланцами впритык так, что фланцы образуют торцевую стенку экономайзера. Уплотнение стенки производится асбестовым шнуром, который укладывается в канавки между фланцами. Движение воды по трубам обеспечивается полукруглыми калачами

Для котлов ДЕ и ДКВР чаще всего используют чугунные экономайзеры из оребренных труб. Наружный диаметр труб - 76 мм, толщина стенок трубы - 8 мм, ребра - 146x146 мм. Эти экономайзеры могут быть только некипящими - температура воды на выходе должна быть ниже температуры кипения воды не менее чем на 20 °С. В горизонтальной плоскости число труб в пакете определяется по оптимальной скорости продуктов сгорания, количество которых зависит от паропроизводительности котла. Скорость дымовых газов, проходящих через пакеты экономайзера, обычно принимают 6-9 м/с. Число горизонтальных рядов экономайзера рассчитывается исходя из требуемой поверхности нагрева. Расчетная скорость воды в трубах некипящего экономайзера должна быть не менее 0,5-0,6 м/с.
Блочные чугунные экономайзеры производства Кусинского литейно-механического завода состоят из пакетов труб с оребрением, соединенных между собой и заключенных в каркас с теплоизоляционной обшивкой. По желанию заказчика предусмотрена комплектация коробом для подвода газов. Эти экономайзеры предназначены для нагревания питательной воды в паровых и водогрейных стационарных котлах с рабочим давлением до 2,4 МПа. Предельное рабочее давление в экономайзере - 2,5 МПа. Возможно использование паровой или газоимпульсной очистки поверхностей нагрева.

Рис. 3. Экономайзер из чугунных труб в сборе. Видны чугунные калачи. Продукты сгорания проходят сверху вниз

Экономайзеров производства Бийского котельного завода устанавливаются за котлами, работающими только на газе, не содержащем серы и при наличии деаэраторов атмосферного типа. Экономайзеры набираются из змеевиков длиной 1820 мм с радиусом гиба 50 мм в пакеты. Диаметр стальных труб 28x3 мм. Расстояние для лазов между пакетами - 450 мм.

Рис. 4. Стальной экономайзер в виде транспортабельного блока. Обшит металлическими листами. С правого торца видны входной (снизу) и выходной (сверху) коллекторы. В центре - лаз в пространство между пакетами змеевиков. Вход продуктов сгорания сверху, выход - снизу.

Теплофикационные экономайзеры используют и для водогрейных котлов с целью дополнительной утилизации тепла продуктов сгорания. Их эффективность по экономии топлива будет существенно ниже, чем для паровых котлов - не более 4-5 %.

Проблемы с экономайзерами паровых котлов низкого давления

Оребренные трубы экономайзеров собраны в пакеты на фланцах с калачами. Периодически требуется ремонтировать уплотнения.
Общей проблемой для экономайзеров во многих случаях является отсутствие надлежащей деаэрации питательной воды. Наличие в питательной воде растворенного кислорода ведет к интенсивной коррозии внутренней поверхности труб. Особенно страдают от этого стальные экономайзеры. В случаях, когда нет полной уверенности в надежной работе деаэратора, лучше использовать чугунные, которые мало чувствительны к внутренней коррозии труб.
Все проблемы, характерные для экономайзеров паровых котлов, в полной мере относятся и к теплофикационным экономайзерам.

При сжигании природного газа

Природный газ - наиболее чистое топливо. Единственная проблема - возможность конденсации влаги из продуктов сгорания. При температуре стенки трубы около 57 °С и ниже на наружной поверхности труб начинает осаждаться конденсат. Из-за наличия в продуктах сгорания углекислоты (от сгорания содержащегося в природном газе углерода) и следов азотной кислоты (образуется при горении любого топлива из азота воздуха) конденсат имеет кислую реакцию - показатель рН может быть равен 4,0 и ниже.
В связи с выделением кислого конденсата из продуктов сгорания возможна коррозия наружных поверхностей труб. Поэтому необходимо принимать меры для поддержания температуры питательной воды на входе в экономайзер не ниже 60-70 °С. При невозможности стабильной работы котла с такой температурой питательной воды на входе в экономайзер также целесообразно устанавливать чугунные экономайзеры.

При сжигании мазута

В качестве топлива в промышленных и отопительных котельных обычно используют сернистый мазут с содержанием серы от 2 до 3,5 %. Основная часть серы при сгорании окисляется до сернистого ангидрида SO2, но очень малая часть окисляется до серного ангидрида SO3. В присутствии водяного пара на наружной поверхности труб конденсируется серная кислота, которая может быстро вывести из строя стальной экономайзер. При использовании в качестве топлива сернистого мазута необходимо использовать только чугунные экономайзеры. Однако и они при длительной работе котлов на мазуте могут подвергаться сильной коррозии. Обычно разъедаются кислотой ребра труб, из-за этого эффективность теплообмена снижается, увеличивается расход топлива.

Заключение

По всем изложенным выше причинам чаще всего используются чугунные экономайзеры, хотя они могут иметь бoльшие габариты и обладают повышенными требованиями относительно обслуживания и ремонта по сравнению со стальными змеевиковыми.

Водяной экономайзер (ВЭК) предназначен для нагрева питательной воды продуктами сгорания. В зависимости от температуры, до которой вода подогревается в ВЭК, различают кипящие и некипящие ВЭК. Некипящие ВЭК – это ВЭК, в которых по условиям надёжности нагрев воды производится до температуры на 40 о К меньше температуры насыщения в барабане. В кипящих ВЭК происходит не только нагрев воды, но и частичное ее испарение.

В зависимости от металла, из которого изготавливают ВЭК, различают чугунные и стальные экономайзеры. Чугунный экономайзеры изготавливают для работы при давлении в барабане парогенератора до 2,4 МПа. Стальные ВЭК применяются для любых давлений.

Чугунный экономайзер состоит из ребристых чугунных труб (рис.2.33 или 8-4 учеб). Трубы соединяются между собой с помощью калачей (рис.2.34 или 8-5 учеб). Питательная вода движется снизу вверх (что обеспечивает удаление воздуха), продукты сгорания проходят через зазоры между ребрами сверху вниз (для создания противоточной схемы движения). Число труб в горизонтальном ряду выбирается из условия получения скорости продуктов сгорания в ВЭК 6-9 м/с при номинальной производительности. Число горизонтальных рядов в ВЭК выбирается из условия получения необходимой поверхности нагрева.

В чугунных ВЭК не допустимо кипение воды, потому что это приводит к гидравлическим ударам и разрушению поверхности экономайзера. Поэтому чугунные ВЭК всегда некипящие. При компоновке ВЭК в одном ряду допускается не менее 3 и не более 8 труб. Компоновку производят в одну или две колонки. Через каждые 8 горизонтальных рядов необходимо делать разрыв между трубами не менее 600 мм для установки обдувочного аппарата, ремонта и осмотра ВЭК. В одном горизонтальном ряду обдувочный аппарат не должен обслуживать более 4-х труб.

Стальные ВЭК изготавливают из труб диаметром от 28 до 30мм. Трубы загибаются в змеевики (рис. 2.35 или 8-6 учеб). Змеевики, размещенные в опускном газоходе, омываются продуктами сгорания поперечно, коллекторы имеют кругловатую форму и размещаются снаружи обмуровки. Для разгрузки мест присоединения змеевиков к коллекторам их подвешивают с помощью специальных подвесок или опирают на каркас с помощью опорных стоек. Для сохранения шага между змеевиками к опорным стойкам приваривают дистанционные гребенки.

Для облегчения монтажа ВЭК, удобства ремонтных работ и облегчение отчистки поверхности нагрева экономайзер разбивают на отдельные части (пакеты).

При сжигании газообразного топлива для конденсации водяных паров из продуктов сгорания применяют контактные ВЭК. Нагрев воды в них производится за счёт непосредственного контакта продуктов сгорания и воды. После такого экономайзера воду обязательно направляют в деаэратор, после сего используют для технологических нужд или горячего водоснабжения.

При сжигании твердых многозольных топлив наблюдается золовой износ труб стальных ВЭК. Для предотвращения этого в местах, подверженных износу, устанавливают накладки или защитные манжеты.

При питании экономайзера водой с низкой температурой происходит коррозия наружной поверхности вследствие конденсации водяных паров из продуктов сгорания. Способы уменьшения низкотемпературной коррозии:

1. повышение температуры стенки поверхности нагрева (температура деаэрированной воды должна быть 104 );

1. применение присадок, связывающих сернистый ангидрид;
2. ведение процесса горения с минимальным коэффициентом избытка воздуха;
3. систематически очистка поверхности нагрева от золы;
4. ликвидация застойных зон и равномерное омывание поверхностей нагрева продуктами сгорания.

При наличии растворенного в питательной воде кислорода или углекислого газа происходит коррозия внутренней поверхности экономайзера. Коррозии в первую очередь подвергаются трубы с небольшой толщиной стенки и места, где есть местные сопротивления (повороты, прикипевший шлам и сварочные соединения). Интенсивность коррозии увеличивается при снижении нагрузки, так как скорость воды в трубах при этом падает. Для предотвращения коррозии содержание кислорода в воде не должно быть более 20 мг/кг.

Конец работы -

Эта тема принадлежит разделу:

Конспект лекции по дисциплине: Топливо и топология устройства. Основы теории горения

Конспект лекции по дисциплине.. Введение Главным источником производства тепловой и электрической энергии являются тепловые электрические станции ТЭС на которых за счет использования..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Конспект лекции по дисциплине
«КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ»

Виды топлива. Основные характеристики топлива
Вещества, способные в процессе каких-либо преобразований выделять энергию, которую можно технически использовать, называют топливом. Различают ядерное и химическое топливо. Ядерное топливо выделяет

Основные характеристики твердого топлива
Основными видами твердого топлива является торф и ископаемые угли, которые образовались в процессе углефикации отмершей растительной массы (древесина, листья, хвоя и т.д.). Отмершие части растений

Основные характеристики жидкого топлива
Природным жидким топливом является сырая нефть – это смесь жидких углеводородов различного состава, в которых могут быть растворены твердые углеводороды. Но как топливо сырая нефть не используется.

Основные характеристики газообразного топлива
Газообразное топливо делится на естественное и искусственное. Естественное – природный газ и попутный газ, выделяющей при извлечение нефти на поверхность. Искусственное – генераторный (получают пут

Особенности сжигания твердого, жидкого и газообразного топлива
Согласно теории горения процесс горения протекает в следующем порядке: подготовка топлива к вводу в топку (сортировка по фракциям, дробление, при факельном сжигании – размол). Жидкое

Теоретический и действительный объемы воздуха для сжигания топлива
В паровых и водогрейных котлах при сжигании топлива в качестве окислителя используется воздух. Зная количество воздуха, необходимое для горения 1 кг (или 1 м3) каждого горючего элемента

Присосы воздуха по газовому тракту
Газовый тракт котла работает под разряжением и через неплотности в обмуровке происходят присосы воздуха в котельный агрегат (см.рис.1.4.). В результате этого коэффициент избытка воздуха по мере дви

Теоретический и действительный объемы продуктов сгорания
Состав продуктов сгорания при сжигании 1 кг твердого или жидкого топлива или 1 м3 газа: . Все продукты сгорания

Теоретическая и действительная энтальпия воздуха и продуктов сгорания
Количество теплоты, содержащееся в воздухе или продуктах сгорания, называют энтальпией (теплосодержанием). Энтальпия воды и водяного пара обознается

Общее понятие о тепловом балансе. Располагаемая и полезная теплота
При работе парового или водогрейного котла вся полученная в результате сжигания топлива теплота расходуется на получение пара или воды требуемых параметров и на покрытие тепловых потерь. Н

Характеристика потерь теплоты в котельном агрегате
1. Потери теплоты с уходящими газами возникают вследствие того, что продукты сгорания после прохождения газового тракта не охлаждаются до температуры окружающей среды. Это наибольшая составляющая и

Коэффициент полезного действия котельного агрегата
КПД котла – это отношение полезной работы к располагаемой. Для котельного агрегата различают КПД брутто и КПД нетто. КПД брутто определяют по выработанной теплоте, а КПД нетто по отпущенной к потре

Слоевые топки с движущейся колосниковой решеткой и перемещающимся слоем топлива
В топках с движущейся колосниковой решеткой (рис.1.7.а, или 5-1-в-г учеб) топливо из топливного бункера через угольные ящики 4 и регулятор толщины слоя 5 под действием собственного веса поступает н

Типы цепных решеток
В зависимости от типа колосников цепные решетки делятся на следующие виды: 1. ленточные цепные решетки, у которых колосники соединены между собой штырями; 2. бимсовые цепные решет

Слоевые топки с неподвижной колосниковой решеткой и перемещающимся слоем топлива
К топкам с неподвижной колосниковой решеткой и движущимся слоем топлива относятся топки с шурующей планкой, топка с нижней подачей, шахтная

Свойства и характеристика угольной пыли
Угольная пыль состоит из частиц размером до 300мкм с преобладанием мелких фракций (больше всего частиц размером от 20 до 50 мкм). Форма пылинок неправильная и зависит от рода топлива. Осно

Схемы пылеприготовления
Для превращения твердого топлива в пыль необходимо осуществить следующие операции: 1. первичную обработку - удаление из топлива металлических предметов с помощью магнитных сепараторов (для

Углеразмольные мельницы
Превращение топлива в пыль производится в мельницах, которые принято классифицировать по принципу измельчения топлива и скорости вращения подвижной части (см.табл.1.7). Табл.1.7.

Питатели дробленого угля
Подача топлива в мельницы производится питателями топлива. Тип и конструкция питателя зависят от влажности топлива. Для сухих топлив применяют дисковые питатели, для влажных – скребковые.

Сепараторы
Отделение крупных частиц от мелких, готовых для сжигания, производится в сепараторах. В зависимости от типа и производительности мельницы, свойств сжигаемого топлива применяются гравитационные, ине

Пылеугольные топки
Пылеугольная топка состоит из пылеугольных горелок и топочной камеры. Пылеугольная горелка предназначена для организованного ввода угольной пыли и воздуха в топочную камеру. Различают вихревые и пр

Топки для сжигания жидкого топлива
Для сжигания мазута необходима его предварительная подготовка: уменьшение вязкости и распыление. Горению топлива должно предшествовать его испарение, смешение с окислителем, прогрев горючей смеси.

Топки для сжигания газа
Топки для сжигания газа по конструкции аналогичны топкам для сжигания мазута. В них можно одновременно сжигать газ и жидкое топливо. Подготовка природного газа для его сжигания производится в газог

Вихревые топки
Вихревой метод сжигания используется в настоящее время в циклонных топках с горизонтальными и вертикальными циклонами. Для промышленных КУ применяют топки с горизонтальными циклонами при сжигании т

Теплообмен в элементах котельного агрегата
Расчет топочной камеры выполняется с целью выявления экономичности и надежности ее работы. Экономичность характеризуется минимальными потерями теплоты от химической и механической неполноты горения

Порядок расчета топочных камер
При выполнении поверочного расчета топки известны: объем топочной камеры, степень ее экранирования и площадь радиационных поверхностей нагрева, конструктивные характеристики труб экранных и конвект

Образование пара
Образования пара в КА происходит при постоянном давлении и непрерывном подводе теплоты от продуктов сгорания к воде. Процесс образования пара состоит из трех стадий: подогрев воды до температуры на

Естественная циркуляция в испарительных поверхностях нагрева
Надежная работа поверхностей нагрева котла может быть только при хорошем охлаждении стенки труб, расположенных в зоне высоких температур продуктов сгорания. Охлаждение производится

Принудительная циркуляция в паровых и водогрейных котлах
К принудительной циркуляции прибегают в тех случаях, когда естественную циркуляцию осуществить нельзя. Это происходит с повышением давления, так как при этом разность плотностей пара и воды уменьша

Сепарационные устройства
Предохранение внутренних поверхностей нагрева от отложений возможно только при минимальном количестве примесей. В насыщенный пар примеси попадают с капельками котловой воды, содержащей соли. Для ум

Условия надежной работы поверхностей нагрева
Надежная работа поверхностей нагрева может быть обеспечена только при устойчивой циркуляции охлаждающей среды. Наиболее интенсивно охлаждает трубы воды, мене интенсивно – пар. При превышении темпер

Основные направления развития котлов
Появление первых паровых котлов связано с простым цилиндрическим агрегатом, показанном на рис.2.9, а или 7-1, а учеб. Он состоит из цилиндрического барабана с эллиптическими днищами. В верхней част

Котлоагрегаты специального назначения
Котлоагрегаты, встроенные в технологическую цепь при производстве каких-либо продуктов, называются технологическими агрегатами. Энерготехнологический котел СЭТА-Ц-100 (для сжигания 100 т/с

Теплофикационные водогрейные котлы
Для теплоснабжения промышленных предприятий и жилищно-коммунального сектора в настоящее время одновременно с комбинированной выработкой электрической и тепловой энергии на ТЭЦ широко распространены

Пароводогрейные котлы
Для одновременной выработки технологического пара и перегретой воды для отопления, горячего водоснабжения и вентиляции используют комбиниров

Регулирование температуры пара
В промышленных котлах колебания перегрева пара при изменении нагрузки существенно на работу теплоиспользующих аппаратов не влияют. Поэтому в них нет устройств, регулирующих перегрев пара. У энергет

Схемы включения некипящих и кипящих экономайзеров
В соответствии с требованиями Правил Котлонадзора чугунные экономайзеры должны быть отключаемыми по водяному тракту и по тракту продуктов сгорания (иметь обводной мимо ВЭК газоход для продуктов сго

Назначение, типы и схемы включения воздухоподогревателей
В современных котлах, особенно при сжигании влажных топлив, широко применяются ВЗП. Подача горячего воздуха в топку котла ускоряет воспламенение топлива и интенсифицирует процесс горения, уменьшая

Обдувка и обмывка поверхностей нагрева
Для удаления отложений с поверхности нагрева применяют обдувочные аппараты. Обдувка может производиться горячим паром и холодной водой или сжатым воздухом. Принципы действия обдувочного аппарата: э

Дробевая очистка поверхности нагрева
Для очистки конвективных и хвостовых поверхностей нагрева (водяные экономайзеры и воздухоподогреватели) от связанных плотных отложений прим

Коррозия поверхностей нагрева
Разрушение металла под действием агрессивной среды называется коррозией. Металлические поверхности нагрева котлов подвергаются коррозии под действием продолжительности сгорания (наружная коррозия)

Строительные материалы и конструкции
Поверхности нагрева котлов выполняются из металла и находятся под действием высоких температур, механических напряжений и агрессивной среды. В результате этого могут возникать явления ползучести, к

Обмуровочные материалы
При выполнении обмуровки применяют огнеупорные и теплоизоляционные материалы. Свойства этих материалов делят на две группы: основные и специальные. Основные свойства – это свойства, которы

Фундаменты и каркасы
Фундамент воспринимает массу парогенератора, его обмуровки каркаса и передает эту массу на грунт. Глубина закладки фундамента выбирается с таким расчетом, чтобы обеспечить его устойчивость и минима

Обмуровки
Обмуровка парового и водогрейного котла служит для ограждения топочной камеры и газохода от окружающей среды. Обмуровка подвержена действию высоких температур, химическому воздействию газов, золы,

Гарнитура котла
Устойчива, для обслуживания котла и защиты обмуровки от разрушения при взрыве, называется гарнитурой. В соответсвии с Правилами Котлонадзора котел должен иметь топочные дверцы, лазы для осмотра топ

Питательные устройства
Питательные устройства предназначены для подачи питательной воды в котел. Питательные устройства должны иметь паспорт завода-изготовителя и обеспечивать необходимый расход питательной воды при давл

Арматура и редукционно-охладительные установки
Устройства, предназначенные для прекращения подачи теплоносителя или изменения его количества, а также для обеспечения безопасной работы сосудов, находящихся под давлением, называются арматурой. Вы

Трубопроводы
Система трубопроводов предназначена для соединения между собой всего действующего оборудования парогенераторов, насосов, деаэраторов, ТОА и т.д. Система трубопроводов состоит из труб и арматуры. Ар

Газовоздушный тракт. Тягодутьевые машины
Для организации процесса горения в топку парового или во­догрейного котла необходимо подавать воздух и удалять обра­зующиеся продукты сгорания. Подача воздуха и удаление про­дуктов сгорания могут б

Дымососы и вентиляторы
Вентиляторы, обеспечивающие подачу в топку воздуха, не­обходимого для организации процесса горения, называются дутьевыми вентиляторами. Вентиляторы, предназначенные для удаления продуктов сг

Топливное хозяйство при сжигании твердого топлива
Топливное хозяйство промышленных котельных установок состоит из устройств и сооружений для разгрузки, хранения, складирования и подачи топлива к КА. Основное требование, предъявляемое к оборудовани

Топливное хозяйство при сжигании жидкого топлива
Жидкое топливо для котельных может использоваться как основное, резервное, аварийное и растопочное. При использовании мазута в качестве основного топлива он является единственным видом топлива (ино

Золоулавливание
Для очистки выбрасываемых в атмосферу продуктов сгорания и защиты рабочих колес дымососов от уноса (летучей золы и частиц несгоревшего топл

Шлакозолоудаление
В котельных, работающих на твердом топливе, системы шлакозолоудаления должны обеспечивать надежное удаление шлаков и золы, безопасные условии для персонала, защиту окружающей среды от загрязнения.

Тепловые нагрузки котельных
Режим теплопотребления отдельных предприятий существенно влияет на выбор оборудования котельной и эффективность его использования. Количество и единичная мощность устанавливаемых котлов зависят от

Транспорт тепла к потребителям
Централизация теплоснабжения приводит к необходимости развития тепловых сетей, увеличения их протяженности, что увеличивает затраты на транспорт тепла от теплоисточников до потребителей. Для уменьш

Методика расчета тепловых схем
Расчет тепловой схемы является основным тепловым расчетом при проектировании котельной установки. На основании этого расчета составляют паровой и тепловой баланс котельной, производят выбор оборудо

Компоновка оборудования котельной
Взаимное расположение основного и вспомогательного оборудования в помещении котельного цеха называют компоновкой оборудования. Компоновка выбирается проектной организацией в зависимости от вида сжи

Основные нормы проектирования центральных котельных
Центральные котельные установки проектируются в соответствии со СНиП. При проектировании следует исходить из следующих основных положений: 1. Строительство, расширение и реконструкция коте

Технико-экономические показатели котельных агрегатов
Основными показателями, характеризующими экономичность работы котлоагрегата, являются КПД (брутто и нетто), расход условного топлива на единицу выработанной и отпущенной электроэнергии, удельный ра

Вы имеете много преимуществ по сравнению с отопительной централизованной системой. Например, вы можете самостоятельно регулировать температуру воздуха в помещении и устанавливать дополнительные приборы. В такой системе расход ресурсов намного меньше.

Для того чтобы повысить КПД устанавливают экономайзер. Хоть такое устройство стоит недешево, но оно окупается через несколько лет. Но для устройства экономайзера потребуется много свободного места, так как он обладает большими габаритами.

Для чего нужен экономайзер

Экономайзер экономит расход топлива, которое требуется для подогрева воды, которая используется для отопления дома. А также заранее предусматривает расход энергии отходящих газов. При том, что до его устройства они не использовались.

Водогрейные и паровые котлы являются современными. Раньше все модели были примитивными. Не было известно, как увеличить коэффициент полезного действия прибора, а также не был предусмотрен отвод пора. Со временем стало возможным подключать к котлам воздухоподогреватель, экономайзер, пароперегреватель и др.

За счет экономайзера котла подогревается вода еще до подачи в котел отопления. В топке есть трубы, по которым проходит газ. Именно в этом и заключается принцип подогрева. Для того чтобы увеличить теплообмен устраивают трубы в шахматном или змеевидном расположении. На электростанции котел работает так же. Единственным отличием является забор пара, который происходит при помощи паровой мощной турбинной установки.

Если вы установите паровую турбину, то КПД повысится от 10 до 15%. Все продукты сгорания имеют разную влажность. Связано это с содержанием серной кислоты и углекислого газа. Поэтому в зависимости от вида топлива будет выделяться разное количества газов. Такие газы используются для подогрева воды экономайзером. Таким образом, происходит увеличение КПД устройства, а также уменьшается количество выбросов в атмосферу.

Виды экономайзера

Экономайзеры разделяются по степени подогрева воды, материалу, принципу действия, типу нагрева поверхности и условиям компоновки:

1. Кипящие и некипящие.
2. Паровые и водогрейные.
3. Стальные и чугунные.
4. Контактные и поверхностные.
5. Ребристые и гладкотрубные.

Каждый вид имеет много моделей. Это связано с технологией применения и свойствами материала. Он позволяет взаимодействовать с паром.

Конструктивные особенности экономайзера котла

Устроен экономайзер котла следующим образом:

• Основой экономайзера являются трубы, изготовленные из нержавейки. Они согнуты в змеевики и объединяются в пакеты с заданным количеством секций отдельно в каждой зоне.
• Располагать их необходимо в шахматном порядке. Так как, исходя из свойств теплообмена, располагать в коридорной компоновке невыгодно.
• В системе устроено две трубы. Одна из них забирает воду, а другая подает. Экономайзеры бывают кипящими и некипящими. Они различаются по допустимой конденсации теплоносителя во время работы, а также температурой внутренней среды.
• Дополнительно устанавливаются разные контрольные приборы. При любых отклонениях от нормы они будут оповещать.

Но при устройстве дополнительного оборудования необходимо учитывать особенности системы. Чтобы избежать различных поломок. Расчет может произвести только квалифицированный мастер.

Купить экономайзер котла можно уже в готовом виде. Или же сделать индивидуальный чертеж, по которому вам изготовят оборудование. Таким образом, можно добиться высокого значения КПД. В промышленных целях это поспособствует уменьшению стоимость экономайзера.

Принцип работы

Самыми простыми и доступными являются поверхностные экономайзеры. Но они ограничиваются малым коэффициентом полезного действия и имеют ограничения по температуре использования.

Такие экономайзеры разделяют на теплофикационные и питательные. Первый вид нагревает воду для системы отопления. А питательные греют воды для отопительных котлов. Но первый вид является более затратным, так как расходует большее количество воды.

Для того чтобы обеспечить баню или прачечную водой част используют контактный экономайзер. Но для их работы необходимо установить промежуточные теплообменники. Такие экономайзеры устанавливают как дополнительный к поверхностному.

Чугунные экономайзеры отличаются своей стойкостью к механическим и химическим повреждениям, а также долговечностью. Но давление в трубах должно быть не более 2,4 мПа. К недостаткам такого устройства можно отнести:

1. Большие габариты в отличие от других моделей.
2. Практически не защищены от гидравлических ударов.
3. Низкие тепловые и экономические показатели. Связано это с быстрым загрязнением оборудования золой и сажей. В связи с этим тяжело обслуживать экономайзер.
4. Теплопередача низкая в сравнении с другими экономайзерами.

Но, тем не менее, они широко применяются благодаря своей долговечности и практичности. Но в последнее время более востребованными стали стальные экономайзеры, так как они имеют большой диапазон применения.

Такие экономайзеры используют в отопительных котлах, которые работают на газе с избыточным давлением пара не более 23 кгс/см2. А также на входном коллекторе температура должна быть определенной. Зависит она от типа топлива.

Если чугунные экономайзеры не могут быть кипящими, то стальные бывают двух типов. В кипящих устройствах вода на 20% превращается в пар. Именно поэтому такие экономайзеры быстрее подвергаются коррозии. Скорость движения воды в трубах должна быть более 1 м/с.

В некипящем экономайзере пар выводится из системы из-за высокого давления. Это является главным отличием от кипящего устройства.

Работа экономайзера зависит от условий эксплуатации и вида оборудования. В газовых водонагревальных котлах в роли экономайзера выступает газоплотная топочная камера.

С каждым годом производители совершенствуют технические характеристики экономайзеров.