Как один из основных элементов котельных установок прежде исключительно предназначался для использования тепла отходящих газов, покидающих котлы. В отопительных установках он и в настоящее время исполняет это назначение.

В энергетических установках по мере повышения давления пара все более увеличивается значение водяного экономайзера.

В энергетических котлах является составной частью котла, заменяя собой его последние газоходы.

В паровом котле температура воды всюду одна и та же, соответствующая давлению пара в котле. В же, наоборот, температура воды всюду разная, так как вода в нем постепенно подогревается. Выгода замены последних газоходов котла экономайзерными поверхностями хорошо иллюстрируется рисунком. При экономайзерной поверхности получается больше разность температур между нагревающей и нагреваемой средами и в соответствии с уравнением теплопередачи Q = KH(T - t) ккал/час при одинаковых прочих условиях через экономайзерную поверхность больше пройдет тепла по сравнению с котельной поверхностью.

В отношении экономии металла большое значение имеет переход на однобарабанные энергетические котлы с естественной циркуляцией, причем и этот барабан желательно выполнить минимального диаметра. С повышением давления пара постепенно уменьшается количество тепла, расходуемого на сообщение скрытой теплоты испарения в суммарном теплосодержании 1 кг пара, и возрастает расход тепла на подогревание воды до состояния насыщения. Поэтому при перераспределении значительной тепловой нагрузки на облегчается работа котла. Проще и надежнее получаются его циркуляционные контуры. Конвекционный котельный пучок получает весьма ограниченные размеры, так как остальная часть сообщаемого теплосодержания падает на сильно развитые поверхности нагрева пароперегревателя. Таким образом, большая часть поверхностей нагрева в современном энергетическом котле работает по прямоточному принципу, без циркуляции, и сравнительно небольшая часть нуждается в обеспечении достаточной кратности циркуляции.

При работе пароперегревателя и водяного гидравлическое сопротивление и может быть значительным, так как движение по ним нагреваемой среды обеспечивается не за счет циркуляции Поэтому эти поверхности можно выполнять из труб малого диаметра, что повышает коэффициент теплопередачи, а также создает возможность указанным частям котлоагрегат придать весьма компактную форму.

Элементы экономайзеров для отопительно-производственных котельных отливаются из чугуна. Для энергетических установок водяные делают стальными по типу пароперегревателей.

Чугунные экономайзеры

Изготовлявшиеся до настоящего времени состоят из чугунных ребристых труб, соединяемых при помощи чугунных колен (калачей) таким образом, чтобы питательная вода могла последовательно пройти по всем трубам снизу вверх. Такое ее движение является обязательным, так как при нагревании воды падает степень растворимости находящихся в ней газов, кислорода, углекислоты, и газы начинают выделяться в виде поднимающихся вверх пузырьков. Конструкция экономайзеров должна способствовать удалению этих пузырьков, так как они, налипая на стенки, производят корродирующее действие. С целью лучшего смывания пузырьков скорость движения воды не следует принимать меньше 0,3 м/сек. Скорость газов во избежание чрезмерного засорения с внешней стороны золой и сажей принимают не менее 5 м/сек.

Имеют по краям прямоугольные фланцы, что дает возможность, набирая группу труб, ограничить газоход с двух сторон металлическими стенками.

Водяные могут устанавливаться к каждому котлу индивидуально или они выполняются групповыми на несколько котлов. При расположении непосредственно за котлом присос воздуха между котлом и экономайзером невелик. Для групповых экономайзеров вследствие наличия сборного борова, а также неплотностей заслонок неработающих котлов присос достигает значительных размеров.

Водяной , собираемый из , довольно быстро загрязняется золой и сажей, поэтому его необходимо обдувать паром.

В отопительных установках иногда вместо автоматически работающего воздухоотводчика применяют простые водосборники. К последним присоединяют полдюймовую газовую трубу, которую ведут к раковине, находящейся в помещении котельной.

Снабжаются также водогрейные котлы. Следует учитывать, что при одинаковых прочих условиях, например, при одинаковом количестве сжигаемого в час топлива, в водогрейную установку приходится вводить воды примерно в 10 раз больше, чем в паровую, так как количество тепла, воспринимаемого на 1 кг теплоносителя, у водогрейных котлов колеблется от 25 до 60 ккал/кг, а у паровых - от 500 до 650 ккал/кг и выше. С этим надо считаться, распределяя потоки воды по трубам экономайзера. Направляя всю воду аналогично с паровыми установками, через каждую трубу можно получить слишком большие скорости и гидравлические сопротивления. Воду в таких случаях надо пропускать рядом параллельных потоков.

Допускаются к установке при давлении пара в котлах не выше 22 атм.

Стальные экономайзеры

Укомплектовываются котлоагрегаты с давлением выше 22 атм.

Бывают двух типов. Первый из них по принципиальной схеме не отличается от чугунного экономайзера. Ко второму типу относится "кипящий" экономайзер, когда между котлом и экономайзером не устанавливается никаких запорных приспособлений и отсутствует ограничение в отношении предела нагревания воды. Вода в может и закипеть, причем количество пара, образующегося в экономайзере, равняется 5-15% и более от общего расхода пара котлом.

Конструируются из змеевиков и коллекторов по типу пароперегревателей. В кипящем должен предусматриваться беспрепятственный отвод пара в котел, если бы таковой образовался. Стальной кипящий позволяет предельно использовать экономайзерную поверхность. Диаметры труб стального экономайзера, так же как и пароперегревателей, принимаются по большей части 38х32 мм. Небольшие диаметры труб позволяют создать компактный экономайзер, работающий с высоким коэффициентом теплопередачи. Кипящий составляет одно целое с котлом, поэтому и требуемая правилами Котлонадзора питательная арматура устанавливается не перед котлом, а перед экономайзером. хорошо противостоит влиянию внутренней коррозии растворенным в воде кислородом и внешней, связанной с образованием росы. Стальные экономайзеры, наоборот, очень подвержены таким разъеданиям, поэтому в установках приходится особо тщательно деаэрировать питательную воду. В отношении возможности появления росы в большинстве случаев опасений не имеется, так как при работе тепловой электростанции по регенеративному циклу температура питательной воды всегда значительно выше 100°.

ВОДЯНОЙ ЭКОНОМАЙЗЕР

ВОДЯНОЙ ЭКОНОМАЙЗЕР

водоподогреватель (Economizer) - служит для предварительного подогрева поступающей в котел питательной воды. Подогрев воды осуществляется дымовыми газами, прошедшими по газоходам котла. Э. осуществляются ребристыми, змеевиковыми и в виде пучка труб, вводимых в одну или несколько пар коллекторов.

Самойлов К. И. Морской словарь. - М.-Л.: Государственное Военно-морское Издательство НКВМФ Союза ССР , 1941

Смотреть что такое "ВОДЯНОЙ ЭКОНОМАЙЗЕР" в других словарях:

водяной экономайзер - — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN water economizer …

водяной экономайзер - vandens šildytuvas statusas T sritis Energetika apibrėžtis Įrenginys, kuriame degimo produktais ar kitu karštu šilumnešiu šildomas vanduo. atitikmenys: angl. water heater vok. Speisewasservorwärmer, m; Wasserheizer, m rus. водяной экономайзер, m; … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

Элемент котла, теплообменник, в к ром питат. вода перед подачей в котёл подогревается дымовыми газами. В. э. бывают кипящего и некипящего типов. На давление до 2,2 МПа В. э. изготовляются из гладких и ребристых чуг. труб, на более высокое… …

экономайзер стационарного котла - экономайзер Ндп. водяной экономайзер Устройство, обогреваемое продуктами сгорания топлива и предназначенное для подогрева или частичного парообразования воды, поступающей в стационарный котел. [ГОСТ 23172 78] Недопустимые, нерекомендуемые водяной … Справочник технического переводчика

Экономайзер - 60 . Экономайзер устройство, обогреваемое продуктами сгорания топлива и предназначенное для подогрева или частичного испарения воды, поступающей в паровой котел. Источник …

Экономайзер стационарного котла - 12. Экономайзер стационарного котла Устройство, обогреваемое продуктами сгорания топлива и предназначенное для подогрева или частичного парообразования воды, поступающей в стационарный котел ГОСТ 23172 78* Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

- (англ. economizer) 1) приспособление в карбюраторе, служащее для обогащения горючей смеси при полном или близком к полному открытии дроссельной заслонки. 2) Элемент котла (см. Водяной экономайзер) … Большой энциклопедический политехнический словарь

Котельный агрегат, конструктивно объединённый в единое целое комплекс устройств для получения под давлением пара или горячей воды за счёт сжигания топлива. Главной частью К. являются топочная камера и газоходы, в которых размещены… … Большая советская энциклопедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Котёл (значения). В этой статье не рассматриваются атомные реакторы и парогенераторы АЭС. Котёл конструктивно объединенный в одно целое комплекс устройств для передачи некоторому… … Википедия

ГОСТ 23172-78: Котлы стационарные. Термины и определения - Терминология ГОСТ 23172 78: Котлы стационарные. Термины и определения оригинал документа: 47. Барабан стационарного котла Барабан D. Trommel E. Drum F. Reservoir Элемент стационарного котла, предназначенный для сбора и раздачи рабочей среды, для… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

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.

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 - 146×146 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 28×3 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 бόльшие габариты и обладают повышенными требованиями относительно обслуживания и ремонта по сравнению со стальными змеевиковыми.