Водяные экономайзеры является неотъемлемой частью современного парогенератора. Экономайзер благодаря применению труб небольшого диаметра является недорогой и компактной поверхностью нагрева, в которой эффективно используется теплота уходящих газов. В связи с этим у современных парогенераторов водяной экономайзер воспринимает до 18 % общего количества теплоты, переданной через поверхности нагрева парогенератора,

В водяных экономайзерах в зависимости от вида топлива и КПД парогенератора при нагреве воды на 1 К продукты сгорания охлаждаются на 2-3 К. В зависимости от температуры, до которой вода подогревается в экономайзере, их делят на некипящие и кипящие. Некипящими называют экономайзеры, в которых по условиям надежности их работы подогрев воды производится до температуры на 40 К меньшей, чем температура насыщения в барабане парогенератора. В кипящих экономайзерах происходит не только подогрев воды, но и частичное ее испарение. Массовое содержание пара в смеси на выходе из кипящего экономайзера доходит до 15%, а иногда и более. Гидравлическое сопротивление водяного экономайзера по водяному тракту для парогенераторов среднего давления не должно превышать 8 % рабочего давления в барабане.

В зависимости от металла, из которого изготовляются водяные экономайзеры, их разделяют на чугунные и стальные. Чугунные водяные экономайзеры изготовляются для работы при давлении в барабане парогенератора до 2,4 МПа, а стальные могут применяться для любых давлений.

Чугунный водяной экономайзер состоит из ребристых чугунных труб. Труба выпускаемых в настоящее время экономайзеров конструкции ВТИ показана на рис. 8-4, а конструктивные данные труб различной длины приведены в 8-1.

Трубы соединяются между собой посредством калачей, как показано на рис. 8-5. Питательная вода последовательно проходит по всем трубам снизу вверх, что обеспечивает удаление воздуха из экономайзера. Продукты сгорания проходят через зазоры между ребрами труб.

На рис. 8-5 показан общий вид экономайзера, собранного из описанных чугунных труб. Число труб в ряду выбирается из условия получения скорости продуктов сгорания в экономайзере в пределах 6-9 м/с при поминальной паропроизводительности парогенератора. Число горизонтальных рядов в экономайзере выбирается из условия получения необходимой поверхности нагрева.

В чугунных, водяных экономайзерах недопустимо кипение воды, так как это приводит к гидравлическим ударам и разрушению экономайзера. Поэтому чугунные экономайзеры всегда работают как некипящие.

Продукты сгорания в экономайзере целесообразно направлять сверху вниз для создания противоточной схемы движения воды и газов, при которой обеспечиваются лучшие условия теплообмена и минимальная поверхность нагрева экономайзера. Компоновка поверхности нагрева чугунного водяного экономайзера может производиться в одну или две колонки. При компоновке не рекомендуется принимать к установке в одном ряду менее трех и более восьми труб. Для обеспечения удовлетворительной наружной очистки поверхности нагрева водяного экономайзера обдувочный аппарат не должен обслуживать более четырех труб в горизонтальном ряду и более восьми горизонтальных рядов. Через каждые восемь рядов следует предусматривать разрыв между трубами не менее 600 мм для установки обдувочного аппарата, осмотра и ремонта экономайзера.

Стальные экономайзеры изготовляются из труб диаметром от 28 до 38 мм, которые изгибаются в змеевики. Змеевики водяного экономайзера обычно размещают в опускном газоходе при поперечном омывании их продуктами сгорания. Расположение змеевиков чаще всего шахматное, но может быть и коридорное.

Коллекторы водяного экономайзера имеют круглую форму, л в промышленных котлах их обычно размещают за пределами газохода, укрепляя на опорах. Для разгрузки мест присоединения змеевиков к коллекторам от веса самих змеевиков, заполненных водой, их обычно подвешивают с помощью специальных подвесок к каркасу котла или опирают на каркас с помощью опорных стоек. Для сохранения шага змеевиками к опорным стойкам приваривают гребенки.

На рис. 8-6 показана компоновка стального водяного экономайзера. Питательная вода поступает в нижний коллектор, и, пройдя по параллельно включенным змеевикам, направляется в промежуточный коллектор экономайзера для выравнивания распределения воды по отдельным змеевикам. Установка промежуточных коллекторов особенно необходима, если в экономайзере происходит частичное парообразование, так как перемешивание должно производиться до начала парообразования. При этом недогрев воды на входе в кипящую часть поверхности нагрева экономайзера должен составлять не менее 40 К.

Для облегчения монтажа экономайзера отдельными блоками, удобства выполнения ремонтных работ и облегчения очистки поверхности нагрева от летучей золы поверхность разбивается на отдельные части (пакеты). Высота пакета не превышает 1,5 м при редком расположении труб и 1 м - при тесном. Между пакетами предусматриваются разрывы 600-800 мм.

В последние годы плавниковые трубы (см. рис. 5-26) находят применение не только для мембранных экранных поверхностей нагрева газоплотных котлов, но и для мембранных водяных экономайзеров. Мембранный водяной экономайзер, изготовленный Подольским машиностроительным заводом имени С. Орджоникидзе, был испытан на котле производительностью 75 т/ч при сжигании сланцев. Испытанный мембранный экономайзер состоял из 10 мембранных пакетов, изготовленных из плавниковых труб 32x6 мм (схема экономайзера показана на рис. 8-7). Как показали испытания и опыт эксплуатации, экономайзер работает надежно без термических деформаций мембранных пакетов (прогибов, выпучиваний).

Развивая конструкцию мембранных водяных экономайзеров, Подольский завод разработал мембранно-лепестковые водяные экономайзеры. Мембранно-лепестковая конструкция состоит из цельносварных мембранных панелей, на проставки которых поперек приварены частые и тонкие лепестки. В поперечном потоке газов лепестки омываются продольно, но, имея небольшую длину (равную ширине проставки), они работают как входные

элементы с высокой эффективностью и существенно улучшают коэффициент оребрения мембранной панели. При этом пара ле-пестков, располагающихся на проставке, по высоте не превышают диаметра труб и не приводят к увеличению габаритов экономайзера (в отличие от поперечного оребрения на трубах). Это создает компактность пучка и позволяет производить ремонт выемкой отдельного змеевика из пакета. Компактность в таких мембранно-лепестковых змеевиках приблизительно в 1,5-2 раза выше, чем поперечно оребренных. Мембранно-лепестковая поверхность нагрева, разработанная Подольским заводом, не имеет подобных аналогов за рубежом.

При сжигании газообразного топлива для конденсации водяных паров из продуктов сгорания (используется теплота, выделяющаяся при конденсации водяных паров) применяют контактные экономайзеры. Нагрев воды в них осуществляется за счет непосредственного контакта нагреваемой воды с продуктами сгорания. Контактный экономайзер располагается после всех поверхностей нагрева котлоагрегата. Вода, нагреваемая в нем, должна деаэрироваться и может быть использована для технологических нужд или горячего водоснабжения.

При сжигании твердых многозольных топлив наблюдается золовый износ змеевиков стальных водяных экономайзеров, который особенно значителен в местах повышенных скоростей и концентраций уноса в продуктах сгорания. Для защиты стальных экономайзеров от золового износа при сжигании высокозольных топлив в местах, подверженных износу, устанавливают накладки или защитные манжеты.

При наиболее часто применяемой П-образной компоновке котла и сжигании твердого топлива змеевики водяного экономайзера рекомендуется располагать параллельно задней степе котла. Это облегчает ремонт змеевиков, так как износу подвергаются не все змеевики, а только прилегающие к внешней стене шахты, потому что повышенные скорости и концентрации золы будут на внешней образующей поворота. Поперечное расположение змеевиков допускается при сжигании жидких, газообразных и малозольных твердых топлив.

Для смывания пузырьков воздуха с внутренней поверхности змеевиков скорость воды в трубах некипящей ступени должна быть не менее 0,3 м/с и не более 1,5 м/с во избежание чрезмерного сопротивления экономайзера. В кипящей ступени экономайзера скорость воды должна быть не менее 1 м/с.

При питании экономайзера водой с низкой температурой (близкой к температуре точки росы) происходит коррозия наружной поверхности вследствие конденсации водяных паров из продуктов сгорания. Однако исследования коррозии низкотемпературных поверхностей нагрева показали, что концентрация S03 в продуктах сгорания и температура точки росы не определяют однозначно скорости коррозии, хотя и влияют на нее. Исследования, выполненные ВТИ, показали, что на скорость коррозии влияют также аэродинамические факторы.

Основными путями уменьшения низкотемпературной коррозии водяных экономайзеров являются: повышение температуры стенки поверхности нагрева, применение присадок (жидких, минеральных или газообразных), ведение процесса горения с минимальными коэффициентами избытка воздуха, систематическая очистка поверхности нагрева от золовых отложений, ликвидация застойных зон и равномерное омывание поверхности нагрева продуктами сгорания. Повышение температуры стенки труб экономайзера осуществляется путем подачи деаэрированной воды с температурой 103-104 °С. При установке вакуумных деаэраторов температура воды, поступающей в экономайзер, не должна быть ниже 70 °С.

При наличии растворенного в питательной воде кислорода или углекислого газа происходит интенсивная коррозия внутренней поверхности нагрева экономайзера. Особенно быстро выходят из строя вследствие коррозии стальные экономайзеры, имеющие небольшую толщину стенки труб по сравнению с чугунными. Интенсивность коррозии возрастает при пониженных нагрузках котла вследствие уменьшения скорости воды в трубах экономайзера. Коррозии подвергаются в первую очередь участки, на которых имеются местные сопротивления (повороты, прикипевший шлам, колечки сварочного грата). Для предотвращения коррозии внутренней поверхности нагрева водяных экономайзеров содержание растворенного в питательной воде кислорода не должно превышать значений, указанных в табл. 6-1.

Схемы включения некипящих и кипящих водяных экономайзеров в общий водяной тракт парогенератора различны. В соответствии с требованием правил Госгортехнадзора чугунные экономайзеры должны быть отключаемыми по водяному тракту и тракту продуктов сгорания (иметь обводный газоход для пропускания продуктов сгорания мимо экономайзера). При этом правилами Госгортехнадзора разрешено выполнять индивидуальные чугунные экономайзеры не отключаемыми по водяному тракту при условии непрерывного питания котла водой с помощью автоматического регулятора, устанавливаемого на входе воды в экономайзер.

Обводный газоход для отключения индивидуального водя-ного экономайзера по тракту продуктов сгорания необязателен при наличии сгонной линии, обеспечивающей постоянный пропуск воды через экономайзер в случае повышения температуры воды после пего. Пользоваться сгонной линией приходится при растопке котла. Схема включения чугунного экономайзера с устройством сгонной линии и размещением необходимой арматуры показана на рис. 8-8.

Стальные экономайзеры, в которых допускается закипание воды, как правило, выполняются не отключаемыми по водяному тракту и тракту продуктов сгорания. Во избежание превращения всей воды, находящейся в экономайзере, в пар при растопке парогенератора предусматривается рециркуляционная линия. Эта линия соединяет входной коллектор экономайзера с барабаном парогенератора и обеспечивает поступление воды в экономайзер при ее испарении в период растопки. На линии рециркуляции устанавливается вентиль, который открывается при растопке парогенератора и закрывается при включении парогенератора в паровую магистраль. Схема включения стального экономайзера с линией рециркуляции и необходимой арматурой показана на рис. 8-9.

Водяные экономайзеры КУ. Назначение, конструкция, виды

В экономайзере питательная вода перед подачей в котел подогревается дымовыми газами за счет исполь­зования теплоты продуктов сгорания топлива. Наряду с предвари­тельным подогревом возможно частичное испарение питательной воды, поступающей в барабан котла. В зависимости от температу­ры, до которой ведется подогрев воды, экономайзеры подразде­ляют на два типа - некипящие и кипящие. В некипящих эко­номайзерах по условиям надежности их работы подогрев воды ведут до температуры на 20 °С ниже температуры насыщенного па­ра в паровом котле или температуры кипения воды при имеющем­ся рабочем давлении в водогрейном котле. В кипящих эконо­майзерах происходит не только подогрев воды, но и частичное (до 15 мае. %) ее испарение.

Рисунок 4.19.1. Схема потолочного (а), конвективного (б) и ширмового (в) пароперегревателей в котле высоко­го давления

Для очистки поверхности нагрева водяные экономайзеры имеют обдувочные устройства.

В соответствии с требованиями Госгортехнадзора экономайзе­ры некипящего типа должны быть отключаемыми по водяному тракту и тракту продуктов сгорания (т. е. должны иметь обводные линии).

Устройство обводного газохода для отключения индивидуаль­ного водяного экономайзера по тракту продуктов сгорания 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. 4.19.2.

Рисунок. 4.19.2. Схема включения чугунного экономайзера:

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

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

Стальные экономайзеры (рис. 4.19.3, а) изготовляются из труб диаметром 28...38 мм, которые изгибают в змеевики 2, ввальцо-ванные или вваренные в коллекторы / 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 использу­ются дистанционные гребенки 4.

Схема включения кипящего стального экономайзера приведе­на на рис. 4.19.3, б. Такие экономайзеры выполняются неотключаемыми по водяному и дымовому трактам.

Рисунок 4.19.3. Стальной трубчатый экономайзер:

а - общий вид; б - схема включения кипящего экономайзера; / - 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; И - вентиль на линии рециркуляции; 12- запорный вентиль; 13 - обратный клапан; 14- пред­охранительный клапан

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, когда питательная вода в экономайзер не подается. На линии ре­циркуляции имеется вентиль, который открывается при рас­топке и отключении котла и закрывается при включении котла в паровую магистраль.

Для удобства очистки поверхности нагрева от наружных загряз­нений и его ремонта экономайзер разделяют на пакеты высотой до 1 м. Разрывы между пакетами составляют 550...600 мм. Змееви­ки водяного экономайзера располагают перпендикулярно и па­раллельно фронтальной стене котла. В первом случае (рис. 4.19.3, а) длина змеевиков невелика, что облегчает их крепление. Во втором случае (рис. 4.19.3, б) резко уменьшается число параллельно вклю­ченных змеевиков, но усложняется их крепление.

Для того, чтобы вода поступала в паро-водогрейный котел уже подогретая, применяют водяные экономайзеры. Это позволяет снизить затраты на теплопотребление. Вода нагревается не внешними источниками, а теплом уходящих газов самого котла. В результате этого потери тепла в топке становятся меньше, а КПД установки наоборот больше.

Экономайзеры бывают индивидуальными, т. е. устанавливаемые к конкретному оборудованию, и групповые, которые обслуживают систему котлов. Их изготавливают или из чугуна, или из стали. Стальные могут быть кипящими и некипящими, а вот чугунные только некипящими. В кипящем экономайзере вода может частично закипать и испаряться.

Если котел относится к моделям, работающим на низком давление, то экономайзер могут изготавливать из ребристых стальных или чугунных труб, а вот для оборудования, работающего на среднем и высоком - только из стальных.

Принцип работы

Питательным насосом вода по соединенным дугами трубам движется снизу вверх, а уходящие газы наоборот стремятся сверху вниз по внешнему периметру устройства. В сам экономайзер теплоноситель подается из трубопровода через коллектор. Образующийся воздух выходит через воздухоотводчик, размещенный в самой верхней точке прибора.

В некоторых моделях чугунных экономайзеров сделан обводной газоход, через который при повышении температуры воды выше допустимой переводят уходящие газы.

Чугунные экономайзеры

Наше предприятие выпускает чугунные экономайзеры типа ЭБ и ЭП, которые представляют собой пакет ребристых чугунных труб на квадратных фланцах, со специальными канавками для асбестового шнура. Пакеты объединены в блоки с помощью калачей. Собранный блок и является хвостовой поверхностью нагрева.

В ЭБ и ЭП экономайзерах предусмотрена перегородка из стали, делящая блок на две равные части. Стенки устройства или выкладывают из кирпича, или сваривают из стали в два слоя, между которыми размещают утеплительные маты. В торцах обшивки устанавливают стальные листы с дверками. На каждом блоке обязательно устанавливаются предохранительные клапаны.

Все чугунные экономайзеры комплектуются входной и выходной арматурой, обратным клапаном, приборами учета, сгонной линей. Для спуска воды в нижней части предусмотрен сливной вентиль, а для спуска воздуха вверху - воздушный.

Наша компания изготавливает на заказ нестандартные экономайзеры.

Цена стандартного устройства зависит от комплектации (собранные в блоки или россыпью) и типа очистки:

• паровой (П);
• газоипульсный (И);
• пневмоимпульсный (ПН);
• очистка генератором ударных волн (Гув).

Кроме того к каждому экономайзеру прилагается паспорт с инструкцией, ящик с запасными деталями.

Одной из составляющей парокотельной установки считается экономайзер. С помощью этого устройства происходит нагрев уходящими дымовыми газами воды перед подачей в котел. Использования экономайзеров помогает значительно повысить КПД паровых систем.

Общие сведения об экономайзерах

Выпускают контактные и поверхностные экономайзеры.

Контактные устанавливаются с котлами подогревающих воду для техпроцессов. Чтобы использовать их для водогрейных установок, требуется подключение промежуточных теплообменников, которые устанавливаются или прямо перед котлом, или после экономайзера. Их установка снижает топливные затраты на 9%. Контактные экономайзеры подходят к любому котельному оборудованию, в том числе и к ДВР.

Поверхностные экономайзеры делятся:

• на питательные, нагревают питательную воду;
• теплофикационные нагревают воду для отопления.

Изготавливают два типа экономайзеров: кипящие и некипящие. Кипящие изготавливают из чугуна или стали, а некипящего - только из стали. Кипящий экономайзер комплектуется с оборудованием на среднем и высоком давление, вода в нем может закипать. В отличие от некипящих, прекращение работы кипящего приводит к остановке котельного устройства.

Экономайзеры размещаются индивидуально или группами. Они могут быть встроенным и отдельно стоящими. Встроенные комплектуются обвязкой и арматурой.

Чугунные экономайзеры

Для нагрева входного теплоносителя для паровых котлов и систем теплоснабжения с давлением не более 2,3 МПа применяют экономайзера из чугуна. Они могут быть только некипящими. Для чугунного экономайзера используют двух-трех метровые ребристые трубы, скрепленные фланцами. Они могут поставляться в разобранном виде или собранными в блоки.

Трубы собираются в пакет, а затем помещаются в глухой сваренный каркас, обшитый теплоизоляцией, или делают кирпичные стены. Торцовые части закрывают съемными листами, утепленные асбестом. Для обдува в блоки встраиваются обдувочные устройства, из расчета устройство на четыре горизонтальных ряда. Между рядами имеется металлическая перегородка, а верхней части взрывные предохранительные клапаны.

В чугунных экономайзерах вода поднимается насосом снизу вверх, и нагреваясь выделяет воздух, который собирается вверху. Для его удаления устанавливаются специальные воздушники. Подогретый теплоноситель по сгонной линии, поступает в котел, что позволяет ему быстрее набрать требуемую мощность.

В чугунных экономайзерах для удаления излишков топочных газов устанавливают отдельный обводной газоход. Если температуры выходного теплоносителя становится выше допустимой, то газы переводятся на газоход, открывается сгонная линия, увеличивается подпитка.

К плюсам чугунных экономайзеров можно отнести повышенную износостойкость, а также надежность и большой срок службы. К недостаткам:

• размер;
• пониженная теплопередача;
• чувствительность к гидро- удару;
• нестандартный газоход, что увеличивает металлоемкость;
• загрязнение внутренних поверхностей;
• потери тепла.

Стальные экономайзеры

Эти экономайзеры устанавливаются в котельных с давлением более 2,3 МПа. Стальные гладкие змеевики длинной 1, 8 м собираются в один пакет. Количество рядов в пакете не должно превышать 25, а высота пакета 1,5 метра. В экономайзере помещают несколько пакетов, между которыми размещают обдувочные устройства.

В отличие от чугунных, они могут быть не только кипящего, но и некипящего типа. Кипящие экономайзеры не имеют отключающего устройства и непосредственно соединены с установкой. В стальных экономайзерах температура входного теплоносителя не должна опускаться ниже 64 С.

Устройство экономайзеров

Экономайзер представляет собой вертикальные змеевики, собранные в пакет высотой около 1,4 метра. В один экономайзер входят несколько пакетов, расположенных на расстояние приблизительно 70 см, и соединенных специальными калачами. Для улучшения теплообмена трубы в нем располагают в шахматном порядке. Вода подается через коллекторы. Для осуществления контроля экономайзеры, как и другое основное котельное оборудование оснащены запорной арматурой, средствами контроля и измерения.

Чтобы не допустить перетока газов, в фланцах труб укладывают шнуровой асбест. Каркас сваривается из металлических листов, обшитых теплоизоляционными материалами. Оба торца закрываются щитками, в которых имеются крышки. Крепятся эти щитки болтами на специальные прокладки. Вся конструкция сваривается сплошными швами, которые обеспечивают герметичность.

Независимо от типа на них установлена следующая входная арматура:

• обратный и предохранительный клапан;
• запорный вентиль;
• приборы учета;
• регулятор питания.

Так же на кипящих экономайзерах устанавливают обводную линию, с дополнительным вентилем. На выходе устанавливается:

• выпускной воздушный вентиль;
• приборы учета;
• предохранительный клапан;
• сгон;
• запорный вентиль.

На нижнем коллекторе размещают устройство для слива воды, а на верхнем - для удаления воздуха. Согласно правилам эксплуатации необходимо предусмотреть возможность для отбора проб.

Монтаж экономайзера

Блоки экономайзера устанавливаются на готовый фундамент, покрытый асбестовыми плитами или шнуром. Затем сваривается каркас устройства, и привариваются импульсные камеры к патрубкам. Газовый короб с клапанами, предохраняющими от взрыва, изготавливается отдельно и только потом приваривается сплошным швом, и подключается к котлу и трубопроводу. Если в проектной документации имеется система очистки, то последней монтируют ее.

Перед вводом в эксплуатацию надо провести осмотр швов, соединений и провести гидравлические испытания. В случае обнаружения дефектов составляется дефектная ведомость и проводятся мероприятия по устранению нарушений согласно ведомости.

Если было обнаружено несовпадение отверстия фланцевой трубы и калача, то необходимо поднять секцию до нужного уровня положив прокладки. Если коллекторы расположены не параллельно выходных колец, то под каждый коллектор устанавливают прокладки паронитовые и конусные из стали.

Чтобы предотвратить выбивания асбеста при эксплуатации, по периметру экономайзера приваривают стальную полосу. Оборудование крепят к фундаменту по нижней раме, путем приваривания к закладным элементам.

Обслуживание экономайзеров

Для эксплуатации экономайзера необходимо разработать локальную инструкцию, включающею в себя должностные обязанности оператора котельной установки.

Техническое обслуживание включает в себя:

• очистку поверхности нагрева;
• включение системы очистки;
• контроль за показаниями приборов учета.

В конце отопительного периода проводится плановый предупредительный ремонт.

Водяные экономайзеры предназначены для подогрева питательной воды уходящими продуктами сгорания, которые для лучшего теплообмена двигаются сверху вниз, а вода - снизу вверх.

Экономайзеры разделяются на поверхностные и контактные .

Поверхностны еэкономайзеры различают по следующим признакам:

- назначение - питательные (нагрев воды для питания котлов) и теплофикационные (нагрев воды для систем отопления):

- материал конструкции — чугунные и стальные;

- схема присоединения и степень нагрева воды — «кипящего» и «некипящего» типа;

- размещение относительно котлов — групповые и индивидуальные.

В данное время изготовляют только водяные чугунные экономайзеры ВТИ (см.рис. 48) . Их собирают из чугунных ребристых труб длиной 2 и 3 м , соединенных между собой чугунными калачами (коленами). К месту монтажа чугунные экономайзеры поставляют россыпью или блоками. Несколько горизонтальных рядов труб (до восьми) образовывают группу, группы компонуют в одну или две колонны, разделенные металлической перегородкой. Группы собирают в каркасе с глухими стенками из теплоизоляционных плит, обшитых металлическими листами. Торцы экономайзеров закрывают съемными металлическими щитами. Экономайзеры оборудуются стационарными обдувочными устройствами, встроенными в блоки. Количество горизонтальных рядов, которые обдуваются одним устройством, не должно превышать четырех.

Преимуществом чугунных экономайзеров является их повышенное сопротивление к химическому и механическому разрушению. Эти экономайзеры бывают только «некипящего» типа. При этом температура воды на входе в экономайзер должна быть на 5-1О°С выше температуры точки росы уходящих газов (53-56°С для природного газа), а на выходе из экономайзера — на 40°С ниже температуры насыщенного пара, которая отвечает давлению в котле, - при групповом и на 20°С при индивидуальном экономайзере. Чтобы предотвратить вскипание воды, температура уходящих газов за котлом не должна превышать 400°С.

Рис. 48. Чугунный ребристый экономайзер:

а - общий вид, б - ребристая труба;

1 - питательный клапан;

2 - запорная задвижка;

3 - обратный клапан;

4 - предохрани тельный клапан;

5 - вход питательной воды;

б - соединительные калачи;

7 - обдувочное устройство;

8 - ребристые трубы;

9 - горячая вода к барабану котла;

10 - ребра;

11 - фланец.

Рис.48 (а). Детали чугунного экономайзера системы ВТИ:

а - ребристая труба: б - соединение труб: 1 - труба экономайзера; 2 - калач.

Из чугунных экономайзеров наиболее распространены ЕП2-(94, 142, 236); ЕП1-(236, 330, 646, 808); ЕТ2-(71, 106, 177); ЕТI-(177, 248, 646).

Контактные экономайзеры позволяют снизить затраты топлива на 10% и компонуются с котлами ДКВР и другими котлами.

Эти агрегаты состоят из контактной части, промежуточного теплообменника, водяного объема и трубчатого водораспределителя. За счет контакта орошающей воды и продуктов сгорания на промежуточном теплообменнике и интенсифицируется процесс теплообмена, который дает возможность экономить топливо.

К этим установкам относятся ЕК-Б-(1; 2), типа Промэнерго, КТАН, АЕ, ВУГ-1.

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:

Твитнуть

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