Водяные экономайзеры
Водяной экономайзер представляет собой разновидность теплообменника, используемого в стационарных и блочно-модульных котельных и предназначенный для подогрева питательной воды перед её поступлением в котёл за счёт тепла уходящих газов из топки. Применение водяных экономайзеров повышает КПД котельной установки.
Как правило, экономайзеры для котельных изготавливают либо из гладких, либо из ребристых чугунных труб. Для условий более высоких температур и давления применяются стальные гладкие трубы.
Трубы сгибаются в вертикальные змеевики и компонуются в пакеты (обычно высотой до 1 м с разрывами 65-80 см). Такая конструкция максимально удобна для эксплуатации и обслуживание агрегата. Трубы экономайзера располагаются в шахматном порядке, что создает оптимальные условия для теплообмена.
Типы водяных экономайзеров
Различают поверхностные и контактные водяные экономайзеры. Поверхностные экономайзеры в свою очередь бывают – питательные (нагрев воды для питания котлов) и теплофикационные (нагрев воды для систем отопления).Специалисты рекомендуют, не допускать переключение экономайзеров с нагрева воды паровых котлов на нагрев воды для открытых систем теплоснабжения или систем горячего водоснабжения.
Кроме того, водяные экономайзеры делят на кипящие и некипящие. Они не имеют принципиальных различий в своей конструкции. Кипящие экономайзеры на выходе дают кипящую воду.
Чугунные и стальные экономайзеры
Чугунные водяные экономайзеры используются для нагрева воды в паровых котлах и в системах теплоснабжения с рабочим давлением до 24 кгс/см². Собираются они из чугунных ребристых труб длиной 2-3 метра, соединенных между собой чугунными коленами.
Основным преимуществом чугунных экономайзеров является их повышенное сопротивление к химическому и механическому разрушению. Использование в конструкции чугуна значительно увеличивает срок службы. Чугунные экономайзеры изготавливают только некипящего типа. При этом входная температура воды в экономайзере должна быть на 5-10°С выше температуры точки росы уходящих газов, а на выходе – на 40°С ниже температуры насыщенного пара, при соответствующем давлении в котле.
Стальные водяные экономайзеры используются в котлах с любым давлением, в том числе с давлением выше 22 атм.
Стальные экономайзеры изготавливают как кипящего, так и некипящего типа. Некипящие стальные экономайзеры по своему устройству мало отличаются от чугунных.
В конструкции кипящего экономайзера обязательно должна быть предусмотрена возможность беспрепятственного отвода пара в котел. Кипящий экономайзер составляет одно целое с котлом, поэтому и требуемая правилами Котлонадзора питательная арматура устанавливается не перед котлом, а перед экономайзером.
Поскольку теплообменники кипящего типа не отделяются от барабана котла отключающим устройством, ограничивающим предел нагревания воды, допускается вскипание и частичное испарение питательной воды. Как правило количество образующегося паранаходится в пределах 5—15% от общего расхода пара котлом. Желательно, чтобы эта величина не превышала значения 25%.
Стальные водяные экономайзеры конструируются из змеевиков и коллекторов по типу пароперегревателей. Змеевики типовых конструкций изготавливают длиной 1820 мм.
Стальные экономайзеры сильнее чугунных подвержены внутренней коррозии кислородом воды, поэтому их применение требует оснащения котельной оборудованием для деаэрации питательной воды.
Котлы со встроенными экономайзерами
В настоящее время возможны самые различные варианты исполнения водяных экономайзеров, в т.ч. непосредственно интегрированные в конструкцию котла. Как правило, встроенные экономайзеры используются в котлах большой мощности. Примером может являться паровой котел Viessmann Vitomax 200-HS паропроизводительностью 0,7 – 25 т/ч. Встроенные экономайзеры котлов поставляются с обвязкой и сопутствующей арматурой.
Применение водяных экономайзеров в составе котельной позволяет максимально использовать теплоту сгорания топлива и дает его экономию до 11% . Это дает не только повышение экономической эффективности, но и способствует экологической безопасности за счет снижения эмисcии загрязняющих веществ в атмосферу.