Что такое экономайзер парового котла?

Что такое экономайзер котла отопления?

Пользователи автономных систем управления имеют огромные преимущества перед теми, кто отдает предпочтение централизованной услуге. Они могут себе позволить установить дополнительное оборудование и самостоятельно регулировать температуру в комнатах, а также расход ресурсов с целью уменьшения счетов за квартплату.

Экономайзер котла — это устройство, которое служит для повышения коэффициента полезного действия, что в конечном итоге приведет к снижению потребления энергоносителей. С экономической точки зрения его установка является полностью оправданной, так как окупаемость наступает уже через несколько лет. Но при этом сам агрегат занимает довольно много места, что приводит к возникновению дополнительной потребности в поиске свободного пространства.

Назначение экономайзера

Такое строение позволяет замедлить скорость выхождения газов, в результате чего они успевают отдать всю свою тепловую энергию и выбрасываются в атмосферу уже в полностью отработанном виде.

Подобные агрегаты активно применяются в котельных, а вот в бытовой жизни их практически не используют. Тут все дело в масштабах, так как, например, в случае с твердотопливными котлами можно предварительно подогревать воду до 270 градусов Цельсия, используя только энергию отработанных газов. А в домашних условиях добиться такой эффективности будет невозможно, да и столь высокая температура будет не нужна. Так что о целесообразности установки возникают большие сомнения.

Конструктивные особенности

• 1.    Основу составляют стальные трубы из нержавейки, согнутые в змеевики и объединенные в пакеты с определенным количеством секций в каждой зоне.
• 2.    Расположение выбирается исключительно шахматное, потому что коридорная компоновка нецелесообразна с точки зрения законов физики и свойств теплообмена.
• 3.    В системе присутствует труба для подачи воды и такая же труба для ее забора. При этом бывают кипящие и некипящие экономайзеры, которые различаются максимально допустимой температурой внутренней среды и допустимостью конденсации теплоносителя в рабочем пространстве. Если интересуют более подробные отличия, можно посмотреть различные фото экономайзеров в интернете.
• 4.    В дополнение монтируются различные контрольные приборы, которые в режиме реального времени будут отслеживать все рабочие параметры и своевременно оповещать о любых зашкаливаниях показателей за пределы установленной нормы.

При установке дополнительного оборудования нужно внимательно изучить особенности каждой системы, чтобы проведенная модификация не привела к невозможности ее функционирования.

Например, экономайзер котла ДКВР 10-13 должен подключаться по особой схеме, иначе оборудование не сможет в полном объеме выполнять свои непосредственные функции. Расчетом должны заниматься квалифицированные специалисты, которые хорошо разбираются в специфике операций подобного рода.

Водяной экономайзер парового котла выпускается на нескольких отечественных заводах. Клиент может, как купить уже готовое изделие, так и заказать агрегат по индивидуальным чертежам. Это приведет к значительному увеличению КПД, что в промышленных масштабах играет важную роль, так как уменьшает себестоимость товара или услуги.

Как сделать своими руками

Со сбором и подключением конструкции проблем возникнуть не должно. Но будет ли она действительно приносить пользу или все усилия пойдут насмарку вопрос сложный. При неправильном расчете можно не только не добиться положительного эффекта, но и испортить всю систему отопления. Так что перед началом работы нужно подстраховаться и оставить себе возможности для отступления. В случае успеха можно будет собой гордиться.

В бытовых условиях чаще всего народные умельцы пробуют создать экономайзер для газового котла. Именно приборы подобного действия наиболее распространены, поэтому и экспериментируют в основном на них. Но если агрегат оснащен современной горелкой с продвинутым контролем пламени, то уровень сжигания топлива находится на высоком показателе, а количество выбросов в атмосферу сильно снижается. Так что добиться сколь-нибудь значимого эффекта от установки дополнительной аппаратуры будет невозможно.

Из конструкции ясно, что в агрегате попросту нечему ломаться. Единственно возможная неисправность — это нарушение герметичности системы. В этом случае ремонт экономайзера котла будет состоять в применении сварки для заделывания дыр, которые не позволяют эксплуатировать устройство ввиду невозможности поддержания рабочего давления и вытекания горячей воды из труб.

В зависимости от размеров цена экономайзера для котла колеблется в районе 20-100 тысяч рублей. При оформлении индивидуального заказа стоимость оговаривается отдельно.

Более мощные напольные котлы Висман прекрасно справятся с обогревом просторного офисного помещения или жилого дома. Их прницп работы основан на принудительной циркуляции горячего теплоносителя ……

Для удовлетворения потребностей большинства пользователей отлично подойдет котел Евролайн Junkers на 24 кВт.Наряду с оптимальным расходом топлива, этот котел может похвастаться……

Источник: https://promplace.ru/kotly-otopleniya/ekonomaizer-kotla-1935.htm

Экономайзеры для паровых и водогрейных котлов

Версия для печати

Экономайзеры применяются в теплоэнергетической промышленности для использования их на котельных установках для подогрева воды/воздуха перед поступлением в котел при помощи уходящих продуктов сгорания топлива из топки. Основное назначение экономайзеров — это повышение коэффициента КПД работы котлов.

Конструктивно водяной экономайзер представляет собой змеевик из вертикальных труб, соединенных дугами и скомпонованных в пакеты высотой максимально 1 м и с разрезами между ними толщиной 65-80 см. Шахматное расположение труб способствует повышению КПД.

Трубы экономайзера (гладкие или ребристые) изготавливают из чугуна. Для работы котла при высоком давлении и высокой температуре применяются гладкие трубы из стали.

Традиционно экономайзеры бывают:

1. поверхностные, которые поставляются в заводской комплектации с котлами

• питательные, когда вода нагревается для последующего питания котлов
• теплофикационные, когда нагретая вода в последующем используется в системах отопления

1. контактные, которые применяются для нагрева воды в системе бытового и технологического водоснабжения

По степени нагрева воды в экономайзерах последние бывают кипящего и не кипящего типа. Кипящие экономайзеры на выходе дают кипящую воду. Такие экономайзеры больше подвержены коррозионному износу, чем не кипящие.

По схеме присоединения к котлам различают экономайзеры групповые и индивидуальные.

На экономайзерах обязательна установка гильз для измерения температуры питательной воды.

Чугунные экономайзеры

Экономайзеры, чьи трубы выполнены из чугуна, используются на котельном оборудовании при давлении не выше 2,4 МПа. Такие экономайзеры состоят из ребристых труб длиной от 2 до 3 м, которые собираются между собой коленами. На монтажную площадку экономайзеры из чугуна доставляются блоками или россыпью.

Горизонтальные ряды труб (традиционно до 8 шт.) образуются в группу, группы далее образовывают колонны, которые разделяются перегородками из металла. Группы труб компонуют в каркас с обшитыми теплоизоляцией стенками. Съемные щиты закрывают торцы экономайзеров. В блок экономайзера устанавливают обдувочные устройства.

Одно устройство должно обдувать максимум 4 ряда труб.

Чугунные экономайзеры изготавливаются только не кипящего типа.

Вода в экономайзер подводится посредством коллекторов. Температура воды на входе должна быть на 5-10°С выше температуры точки росы уходящих продуктов сгорания. На выходе температура воды должна быть на 40°С ниже температуры насыщенного пара.

Стальные экономайзеры

Экономайзеры, выполненные из стальных труб, применяются для котлов с давлением пара выше 23 кгс/см2.

Конструктивно стальные экономайзеры представляют собой секции змеевиков из труб. Типовой проект змеевиков предполагает их длину 1820 мм. Пакеты (группы) труб могут максимум состоять из 25 рядов высотой 1,5 м. Между группами труб устанавливается обдувочное оборудование.

Стальные экономайзеры производят кипящего и не кипящего типа. В конструкциях кипящего типа допускается испарение воды максимум на 25%.

Экономайзеры из стальных труб могут работать на газовом топливе (при температуре воды на входе не ниже 65°С) и на сернистом жидком топливе (при температуре воды на входе не ниже 135°С).

Экономайзеры для паровых и водогрейных котлов должны обеспечивать их надежную и безопасную эксплуатацию. Конструкция должна предусматривать возможность беспрепятственного осмотра, очистки, промывки, продувки и ремонта элементов устройства.

Специалисты компании Газовик c удовольствием помогут Вам подобрать экономайзеры. Чтобы связаться с нами, Вы можете:

• отправить Запрос цены
• позвонить по телефону 8-800-555-6518
• написать письмо в свободной форме с указанием необходимых для вас параметров на электронную почту teplo@gazovik.ru

Мы обеспечим доставку подобранного для Вас оборудования в любую точку России и ближнего зарубежья.

экономайзеры ЭБ и БВЭС

Источник: https://gazovik-teplo.ru/cat2/ekonomizery/

Работа экономайзера : виды устройств, назначение, работа в котельной

Уменьшение затрат, связанных с энергоресурсами, увеличение сроков эксплуатации, максимальная простота в обслуживании, внедрение новых технологий, одинаково важно для крупных и малых предприятий, а также для конечного пользователя.

Назначение экономайзера котла

Это устройство позволяет получить существенную экономию топлива, которое затрачивается для нагрева воды (иногда с целью получения пара), используемой для отопления, и предусматривает использование энергии отходящих газов, которая до его внедрения не использовалась.

Паровой и водогрейный котёл являются результатом современного развития котельных агрегатов.

В самом начале своего появления котёл являлся примитивным устройством.

Не существовало технологии отвода пара и был не изучен принцип подъема КПД за счет увеличения поверхности нагрева в топке.

Позже, к котельному агрегату были добавлены пароперегреватель, экономайзер, воздухоподогреватель и другие элементы.

Принцип подогрева основан на прохождении по трубам газов из топки.

Трубы имеют змеевидное или шахматное расположение с целью увеличения теплообмена. На электростанциях принцип работы котла аналогичный, с тем отличием, что забор пара происходит за счет мощной паровой турбинной установки.

Применение паровой турбины увеличивает КПД на 10-15 %.

Подробнее о деаэраторе дв, читайте здесь.

Продукты сгорания, а именно: мазут, уголь, природный газ, имеют различную влажность. Это связано с содержанием в них таких элементов, как углекислый газ и серная кислота.

И в зависимости от этого параметра, разное количество газов выделяется в процессе сгорания. Эти газы и использует экономайзер для повторного применения, тем самым уменьшая их выброс в атмосферу и повышая КПД всей системы.

Что такое экономайзер в котельной?

Итак, что такое экономайзер в котельной? В зависимости от принципа действия, материала, степени подогрева воды и условиям компоновки, типа нагрева поверхности устройства делятся на:

• чугунные и стальные;
• кипящие и некипящие;
• водогрейные и паровые;
• поверхностные и контактные;
• гладкотрубные и ребристые.

Все виды имеют множество различных исполнений, что связано с технологией их применения, а также со свойствами материала, который позволит взаимодействовать с паром и учитывать поведение различных сред.

Экономайзеры представляют собой змеевидные оребренные трубы, которые имеют фланцы, необходимые для соединения с другими трубами с помощью стальных калачей, впускной и выпускной коллектор, опору, на которой стоит вся конструкция, датчики уровня воды, предохранительные клапаны и вентили, термометр, манометр, вентили и клапаны.

Устройство разбивается на пакеты высотой до 1 м. Расстояния между пакетами 55 – 60 см.

Принцип работы и особенности применения

Поверхностные экономайзеры. Самый простой вид. Они имеют ограничения по температуре применения и малый КПД.

Контактные – применяются для обеспечения водоснабжения в местах общественного пользования, банях, прачечных. Они устанавливаются в дополнение к поверхностным устройствам. Для их работы монтируются промежуточные теплообменники.

Поверхностные – бывают питательные и теплофикационные. В первом случае вода нагревается сначала для самих котлов, во втором – сразу для систем отопления. Теплофикационный расходует больше воды, чем поверхностный.

Чугунные экономайзеры характеризуются  долговечностью и стойкостью к различным видам разрушений (механическим, химическим).

Их недостатками являются: низкая теплопередача, большие размеры, по сравнению с другими видами (сказывается на габаритах самой конструкции, затратах при производстве и установке); несмотря на свою устойчивость к механическим повреждениям, имеют малую защищенность к гидравлическим ударам; сложность в обслуживании, которая характеризуется быстрым загрязнением сажей и золой, что также ухудшает экономические и тепловые показатели.

Впервые на российском рынке — электрический настенный отопительный котел от Vaillant!

Электрические котлы галант, читайте здесь.

Чугунные экономайзеры получили широкое распространение из-за своей практичности и долговечности, но на данный момент вытесняются из производства стальными с большим диапазоном применения.

Существуют определенные требования к температуре воды на входном коллекторе такого устройтсва, она не должна быть ниже определенного значения. Для каждого вида топлива это разное значение.

Кипящие: в них питательная вода, примерно, на 20% превращается в пар. Из-за большого давления пара, кипящие экономайзеры в большей степени подвержены коррозии, поэтому скорость воды в трубах такого устройства должна быть не меньше 1 м/с.

Некипящие не выдерживают высокого давления, пар из системы отводится. В остальном, они не имеют существенных отличий от кипящих.

Принцип работы экономайзеров имеет ряд особенностей в зависимости от вида устройства и условий эксплуатации, которые необходимо знать при проектировании и выполнении расчетов.

Газовые водогрейные котлы имеют газоплотную топочную камеру и конвективную часть, выполняющую роль экономайзера.

Подробнее о паровом котле ДКВр, читайте здесь.

В настоящее время выполняются технические и технологические работы по усовершенствованию экономайзеров для котлов.

Спектр исполнения устройств очень велик, а их практическое применение обеспечивает ряд неотъемлемых преимуществ, таких как: увеличение КПД, экологическую безопасность окружающей среды, снижение степени эмиссии вредных газов в атмосферу.

Источник: https://kotlotech.ru/rabota-ekonomajzera/

Водяные экономайзеры

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.

Считаем экономию: конденсационный экономайзер | Первый инженер

Ключом к успешному проекту рекуперации отработанного тепла является оптимизация использования утилизированной энергии. Установив конденсационный экономайзер, компании могут улучшить общую эффективность утилизации тепла и паровой системы до 10%. Хотите узнать, какого результата можно достичь на вашем предприятии? Считайте вместе с нами.

Конденсационные экономайзеры требуют разработки и проектирования с учетом специфики места работы, а также четкого понимания того, как установка экономайзера влияет на действующую паровую систему и систему химводоподготовки.

Обычный экономайзер питательной воды снижает потребность в топливе для парового котла, передавая тепло от дымовых газов к питательной воде. Для использующих в качестве топлива природный газ котлов наименьшая температура, до которой могут быть охлаждены дымовые газы, составляет примерно 120 °С. Это позволяет избежать конденсации и возможной коррозии дымохода или его внутреннего покрытия.

Конденсационный экономайзер улучшает рекуперацию отработанного тепла путем охлаждения дымовых газов до температуры ниже точки росы, что для продуктов сгорания природного газа составляет примерно 55 °С.

Экономайзер утилизирует как полезное тепло от дымовых газов, так и скрытую теплоту конденсации паров, содержащихся в дымовых газах (см. Таблицу 1). Все углеводородные виды топлива выделяют значительное количество водяного пара в качестве побочного продукта сгорания.

https://www.youtube.com/watch?v=iku9fZFhyzc\u0026list=PLNeYUFATs-O3ydsk7uTOYHB2yDsASWypa

Таблица 1. Эффективность котла с конденсационным экономайзером

В приведенном ниже уравнении показаны реагенты и продукты сгорания для стехиометрического сжигания в воздухе метана (CH4), который является основным компонентом природного газа. При сгорании одной молекулы метана образуются две молекулы воды в виде пара. При преобразовании молей в г/моль мы обнаруживаем, что каждый грамм сжигаемого метанового топлива дает 2,25 грамма водяного пара, что составляет около 12% от общей массы дымовых газов.

Поскольку высшая теплотворная способность метана составляет 55,5 МДж/кг, для производства энергии в 1 гДж требуется 19 кг метана, что приводит к образованию 42 кг высокотемпературного водяного пара. Скрытая теплота испарения воды при атмосферном давлении составляет 2,257 МДж/кг.

В дымоход котла выводится 94 МДж (0,09 МВт*ч) теплоты испарения водяного пара (42кг х 2,257МДж/кг). Эта скрытая теплота составляет примерно 9% от исходного содержания энергии в топливе. Основная часть этой скрытой теплоты может быть восстановлена путем охлаждения выхлопного газа до температуры ниже точки росы с использованием конденсационного экономайзера прямого или непрямого действия. Можно нагревать воду примерно до 90 °С с помощью экономайзера непрямого действия или до 60 °С с помощью экономайзера прямого действия.

Считаем экономию

Доступное тепло в дымовых газах котла зависит от содержания водорода в топливе, скорости горения топлива, процента избыточного кислорода в топливной смеси с воздухом и температуры дымовых газов.

Рассмотрим котел на природном газе, который вырабатывает 40 т/ч насыщенного пара при давлении 7 бари. При КПД 83% полная тепловая мощность котла составляет около 30 МВт.

На максимальной тепловой мощности котел потребляет более 1945 кг (или примерно 2,5 тыс.нм³) природного газа в час (плотность 0,781 кг/м³), при этом выделяя 4374 кг высокотемпературного водяного пара в час. Содержащийся в дымовом газе водяной пар содержит более 2,7 МВт*ч скрытой теплоты. Как показано в таблице 2, общее количество тепла, фактически доступное для извлечения, сильно зависит от температуры дымовых газов на выходе из конденсаторного экономайзера.

При условии 8000 часов работы в год котла и стоимости природного газа 5 руб*/нм³ (плотность 0,781 кг/м³), ежегодная экономия энергии составит:

Экономия расхода природного газа= 1,95 МВт*ч х 3600 / 55,5 МДж/кг / 0,781 кг/м³ / 0,83 (КПД)= 196 нм³/ч,

Экономический эффект в денежном выражении
= 196 нм³/ч х 8000 ч/год х 5 руб./нм³ = 7840 тыс.руб./год.

Таблица 2. Энергия, содержащаяся в уходящих газах парового котла на 40 т/ч, работающего на природном газе, МВт*ч

Примечание: пример в таблице 2 предполагает 83% эффективность выработки пара при сжигании топлива, 4% избытка кислорода, температуру дымовых газов после экономайзера питательной воды 150 °С, величину продувки 4% и температуру питательной воды котла 125 °С. Температура подпиточной воды составляет 15 °С.

* используйте в расчете тариф региона, чтобы рассчитать потенциал экономии на вашем предприятии.

Примеры

Система централизованного теплоснабжения
В котельной установке, вырабатывающей до 230 т/ч пара для системы централизованного теплоснабжения, установлен экономайзер прямого действия. Этот экономайзер позволяет экономить до 6 МВт*ч, в зависимости от нагрузки на котел.

Поскольку конденсат из системы централизованного теплоснабжения не возвращается, утилизированная энергия используется для предварительного подогрева подпиточной воды с температуры 7-15°С до температуры 55 °С, что приводит к повышению энергоэффективности паровой системы на 6,3%.

Завод по производству пищевых продуктов
На заводе по производству пищевых продуктов был установлен экономайзер непрямого действия на паровой котел производительностью 9 т/ч. Конденсационный экономайзер уменьшил температуру дымовых газов с 150 °С до 50 °С, при этом получив 0,6 МВт*ч полезной и скрытой теплоты. Энергия, восстанавливаемая конденсационным экономайзером, нагревается подпиточной водой, что позволяет снизить требования к количеству пара из деаэратора с 2,3 т/ч до 0,7 т/ч.

Руководство к действию

• Определите мощность вашего котла, среднюю выработку пара, эффективность процесса сжигания топлива, температуру дымовых газов, количество часов работы в год и годовой расход топлива.
• Выявите внутризаводские способы использования нагрева воды, например: нагрев воды для котла, подогрев, условия нагрева воды на бытовые или технологические нужды.
• Определите теплотехнические условия, которые могут быть достигнуты при установке конденсационного экономайзера. Определите ежегодную экономию тепловой энергии и денежных средств.
• Выполните смету затрат и рассчитайте рентабельность установки конденсационного экономайзера. Убедитесь в том, что оценены изменения в системе, и проект включает в себя всё необходимое вспомогательное оборудование (например, туманоуловитель, дополнительная очистка воды, теплообменники). Срок окупаемости проектов с использованием конденсационного экономайзера обычно составляет менее трех лет.

Источник: https://1-engineer.ru/schitaem-ekonomiyu-kondensacionnyi-ekonomaizer/

Экономайзеры паровых и водогрейных котлов

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 главной странице сайта.

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.

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.

.

: 28 февраля 2011 г.

вернуться назад

Источник: https://aqua-therm.ru/articles/articles_164.html

Экономайзер котла – устройство и принцип работы

При конструировании современных тепловых систем одной из основных задач, решаемых разработчиками выступает повышение эффективности котельных установок и снижение энергозатрат. В большинстве случаев эта проблема решается внедрением новых технологий, но как показывает практика включение в состав экономайзера позволяет снизить затраты на 13-15%. И хотя экономайзер котла практически не претерпел изменений в своей конструкции с момента изобретения, он и сегодня является объектом постоянных усовершенствований.

Принцип работы экономайзера

Свое название это устройство получило от английского «economize» — «экономить, сберегать». Впервые экономайзер был применен в 1893 году, когда устройством предварительного нагрева был оснащен паровой котел. С тех пор экономайзер стал почти обязательным элементов водогрейной установки.

Принцип работы этого прибора идентичен принципу работы парового или водяного котла – нагрев проточной воды в замкнутом контуре. Правда, если в обычном котле вода нагревается в водяной рубашке, в которой находится топка или в теплообменнике над горелкой, то для нагрева теплоносителя используются продукты горения. Проще говоря, в экономайзере используются продукты горения топлива, имеющие высокую температуру, но при этом уже покинувшие объем котла.

Вторым важным отличием экономайзера от нагревательного котла выступает назначение. Водяной или паровой котел нагревает воды и подает ее дальше в систему отопления или горячего водоснабжения. Экономайзер предназначен только для предварительного нагрева воды перед подачей ее в контур водяного котла.

https://www.youtube.com/watch?v=QiasrQrS1OE\u0026list=PLNeYUFATs-O3ydsk7uTOYHB2yDsASWypa

Важность этого момента заключается в том, что при работе системы отопления, после того как теплоноситель пройдет по системе труб и радиаторов и отдаст тепло при попадании в котел он охлаждается до 42-50 градусов Цельсия.

После чего требуется затраты топлива и энергии до повышения температуры теплоносителя до стандартных 80-90 градусов (речь идет об автономных системах отопления частных домов).

При включении в систему отопления, экономайзер котла, используя горячие отработанные газы из камеры сгорания или топки, повышает температуру воды до 50-55 градусов перед подачей ее в котел. Такой прибор позволяет почить чистую экономию до 15% энергоносителей и повысить эффективность работы до 15%.

Конструкция экономайзера

Поскольку в устройстве производится нагрев воды, то в его конструкции нет ничего необычного, он представляет собой не что иное, как обычный теплообменник с подключением к системе через трубы.

Основу прибора составляют трубы, которые для повышения площади нагрева располагаются в шахматном порядке. При прохождении через теплообменник горячие потоки отработанных газов буквально окутывают трубы теплообменника и передают тепло теплоносителю.

В зависимости от объемов системы и ее назначения экономайзеры изготавливаются из материалов способных выдержать большие механические нагрузки и долгое время работать в агрессивной среде продуктов горения топлива.

По материалу изготовления экономайзеры бывают:

• Литые чугунные;
• Из стали;
• Из нержавеющей стали;
• Из цветных металлов.

Для больших по объему котлов промышленного оборудования используются чугунные или стальные трубы. Чугун способен выдерживать большое давление и в долгое время находится в агрессивной атмосфере. Недостатком чугуна является его хрупкость, это особенно ярко проявляется при гидравлических ударах – он не способен противостоять резкому повышению внутреннего давления.

Стальные трубы более практичные, их легче монтировать, они способны выдерживать высокое рабочее давление и гидроудар. Другое дело, что при сварке конструкции узким местом выступает сварные швы. Именно они наиболее подвержены коррозии.

Использование цветных металлов для изготовления теплообменника в основном нашло применение для бытовых небольших экономайзеров котлов отопления. Эти приборы отличаются высокой эффективностью при компактных размерах.

Особенности конструкции экономайзеров

Специфика конструкции экономайзера котла во многом зависит от характеристик самого котла. Для безопасной работы оборудования в конструкцию экономайзеров котлов вносятся изменения и усовершенствования, дающие возможность максимально использовать возможности.

Прежде всего, это касается устройств кипящего и некипящего типов. При нагреве воды до высокой температуры во внутреннем объеме теплообменника образовывается водяной пар. В высокотемпературных установках количество водяного пара может достигать 20-24% от объема воды. Такой экономайзер котла оборудуется клапанами сброса пара, и устройствами контроля давления. Кипящие экономайзеры изготавливаются из стали, чугунное литье для такого оборудования не используется.

Еще одним различием этих устройств выступает их назначение. Есть экономайзеры котлов паровые и водогрейные. Паровой экономайзер котла предназначен для прогрева воды до порога парообразования. Такой технологический прием используется в паровых котлах, где конечным продуктом выступает водяной пар высокого давления, а не вода. Водогрейный экономайзер котла отопления предназначен для предварительного прогрева воды. Это нужно для того чтобы нагреть воду и пройти «точку росы» еще до подачи ее в водогрейный котел.

Проблемы с экономайзерами паровых котлов низкого давления

Как и большинства технических решений в экономайзере парового котла существуют изъяны, обусловленные спецификой эксплуатации агрегата. Для паровых котлов низкого давления характерным моментом выступает проблема выпадения конденсата. При разогреве пара котел нагревает его до определенной температуры, поднятие температуры выше допустимой влечет повышение давления и риск разрушения теплообменника котла.

В связи с этим экономайзер парового котла низкого давления должен нагревать пар в строго определенном технологией температурном диапазоне. В связи с этим,  для экономайзера важно обеспечить не только нагрев пара, но и не допустить образования конденсата.

Для синхронизации работы экономайзера и парового котла установка в обязательном порядке оборудуется системой безопасности и контроля.

Обслуживание и ремонт установок

Как и для все котельное оборудование, экономайзер котла проектируется и изготавливается в строгом соответствии с нормативными документами и требованиями государственных стандартов. Монтаж промышленного оборудования должен осуществляться только квалифицированным персоналом, имеющим допуск на проведение монтажных и пусконаладочных работ.

Все работы по монтажу установки должны соответствовать техническим нормам. После окончания работ оборудование обязательно проходит испытание и тестирование.

В процессе эксплуатации оборудование в обязательном порядке должно проходить техническое обслуживание, в ходе которого проверяется целостность, правильность работы датчиков и приборов, проводится оценка состояние внутренних поверхностей – выявляются места оседания накипи и образования коррозии металла.

к теме экономайзер котла

Источник: https://pechiexpert.ru/ekonomajzer-kotla-ustrojstvo-i-printsip-raboty/

Економайзер – для чего нужен экономайзер, конструктивные особенности экономайзера котла

При использовании автономной системы отопления 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. 

1. Для чего нужен экономайзер
2. Виды экономайзера
3. Конструктивные особенности экономайзера котла
4. Принцип работы

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. 

Экономайзеры котлов. Типы экономайзеров. Устройство и монтаж

Экономайзер котлов является агрегатом котельной установки, который предназначен для нагрева питательной воды, перед тем, как она поступит в котел. Подогрев воды происходит за счет тепла уходящих газов из топки.  Обычно водяные экономайзеры производятся следующим образом: трубы сгибаются в вертикальные змеевики и компонуются в пакеты. Поверхность экономайзера разделяется на пакеты не выше одного метра, разрывы между ними составляют 65-80 см.

Благодаря чему эксплуатация и ремонт оборудования становится максимально удобным.  Трубы экономайзера в большинстве случаев располагают  в шахматном порядке, так как коридорное расположение в условиях теплообмена является нецелесообразным.  На электростанциях перед поступлением питательной воды в котел, она подогревается в регенеративном цикле. Нагрев производится за счет забора пара из турбины до 215-270°C.

Это позволяет уменьшить размеры поверхности экономайзера.

Для удобства работы устройства и обеспечения нормальных эксплуатационных условий немаловажно, чтобы экономайзеры были оснащены арматурой, приборами безопасности, а также контрольно-измерительными приборами, которые должны находиться в зоне видимости и быть доступными для обслуживания.

Разновидности экономайзеров

Экономайзеры могут быть контактными и поверхностными. Поверхностные бывают теплофикационными и питательными. Теплофикационные экономайзеры используются для подогрева воды для систем отопления, а питательные – для подогревания воды для питания котлов.

Также экономайзеры отличаются и по материалу изготовления. Существует два вида:

• чугунные экономайзеры котлов;
•  стальные экономайзеры котлов.

Основополагающие характеристики экономайзеров:

— схема присоединения;

— степень подогрева воды;

—   индивидуальное или групповое размещение относительно котлов.

Водяные экономайзеры предназначаются для подогрева питательной воды, либо воздуха в котельных установках, а также нагрева воды в системах теплоснабжения. Вода, движущаяся снизу вверх, подогревается при помощи тепла уходящих продуктов сгорания топлива, которые движутся сверху вниз, что улучшает теплообмен. Водяные экономайзеры изготавливаются как из ребристых, так и из гладких чугунных труб. Для более высоких температур и давления устройства производятся из гладких стальных труб.

Контактные водяные экономайзеры – это устройства для подогрева воды в системах технологического и бытового горячего водоснабжения. Для бытового горячего водоснабжения, если есть промежуточные теплообменники, возможно использование тепла, полученного при помощи контактных экономайзеров.  Данный вид оборудования устанавливают либо непосредственно за котлами, либо за поверхностными экономайзерами.

Чугунные экономайзеры предназначены  для подогрева питательной воды в паровых котлах и системах теплоснабжения с рабочим давлением не выше 2,4 МПа. Сборка устройства происходит из двух- трехметровых  ребристых чугунных труб, которые соединяют чугунными коленами. Чугунные экономайзеры поставляют в котельные как блоками, так и россыпью.

При этом должно быть не более 4 горизонтальных рядов, обдувающихся одним устройством.

Одно из преимуществ чугунных устройств – это очень высокое сопротивление к любым механическим и химическим разрушениям.  Срок эксплуатации чугунных экономайзеров значительно дольше срока стальных. Но при этом чугунные модели могут быть только «не кипящими». Необходимо, чтобы температура воды при входе в экономайзер была на 5-10°С выше температуры точки росы уходящих газов, и на 40°С ниже  температуры насыщенного пара при выходе из него (давление в котле соответствующее).

Недостатки чугунных экономайзеров: низкая теплопередача, громоздкость ( в особенности при большой площади нагрева), высокая чувствительность к гидравлическим ударам. Именно это не позволяет доводить воду до кипения.  Из-за нестандартного газохода экономайзера увеличивается металлоемкость конструкции, потери тепла, присосы воздуха, а также затраты на его производство и установку.

Чугунные ребристые трубы быстро загрязняются сажей и золой, что значительно ухудшает технико-экономические показатели чугунных экономайзеров.

Стальные экономайзеры состоят из нескольких секций змеевиков. Стандартные змеевики имеют длину 1820 мм. Секции производят из труб с определенной длиной и радиусом гиба. Максимальная высота отдельных пакетов змеевиков не должна превышать более 1,5 м, максимальное количество рядов – 25. Для обдувочных устройств между пакетами есть специальные разрывы. Область применения стальных экономайзеров – это котлы, в которых избыточное давление пара выше 23кгс/см².

Стальные устройства могут быть как «кипящего», так и «не кипящего» типа. Для экономайзеров «кипящего» типа допустимо закипание питательной воды и частичное (до 25%) ее испарение. Такие устройства не отделены от барабана котла отключающим устройством. Температура воды при входе в стальные экономайзеры при сжигании природного газа не должна опускаться ниже 65°С.

Контактный экономайзер способствует снижению затрат топлива на 10 % и может компоноваться с котлами ДКВР и прочими котлами.

В настоящее время предусматриваются самые разные технико-технологические вариации проектирования экономайзеров котлов.  Варианты исполнения также достаточно разнообразны: отдельно стоящий, встроенный, либо расположенный рядом.

Экономайзеры устанавливают и на водогрейные и на паровые котлы большинства изготовителей котельного оборудования.

Устройство экономайзеров

Трубы, из которых состоит поверхность нагрева экономайзера, имеют дополнительное продольное оребрение. Трубы объединяются друг с другом по воде дугами и формируются в отдельные пакеты.  После этого пакеты труб располагаются в каркасе с разрывами в 650 мм и соединяются друг с другом калачами.

Канавки фланцев ребристых труб оснащаются шнуровым асбестом, чтобы предотвратить перетоки газа. Боковые стенки каркаса внутри и снаружи обшиваются металлом и теплоизолируются  совелитовыми плитами, либо другим теплоизоляционным материалом, схожим по характеристиками с совелитовыми плитами.  Щиты с крышками, установленные на торцах экономайзера, устанавливаются на прокладках при помощи болтов.  Крышки с прокладками, а также сплошные сварные швы листов обшивки позволяют обеспечить газовую плотность экономайзера.  Вода поступает в устройство через коллекторы.

Блочные чугунные экономайзеры оборудованы вертикальной металлической перегородкой между ребристыми трубами, которая разделяет экономайзер на две равные части.  Боковые стенки выкладываются из красного кирпича или имеют два слоя металлической обшивки с изоляционным материалом внутри. Вверху каждой секции располагаются взрывные предохранительные клапаны.

Монтаж экономайзеров

Блочные экономайзеры собираются в отдельные транспортабельные блоки и в таком виде поставляется. При монтаже экономайзер устанавливается на фундамент, отдельные блоки объединяются между собой по воде калачами, производится сварка каркасов, импульсные камеры привариваются к патрубкам. Газовый короб с взрывными предохранительными клапанами изготавливается, устанавливается и подключается к питательным трубопроводам котла.  Монтирование системы импульсной очистки производится исходя из проекта котельной в соответствии с паспортом.

В процессе соединения блоков экономайзера калачами отверстия фланцев труб не всегда совпадают с калачами под болты или шпильки. Чтобы устранить это несовпадение, нужно поднять нижнюю или верхнюю секцию труб и установить под ними прокладки соответствующей толщины.

Производя установку верхних и нижних коллекторов с двумя или тремя подводами обязательно нужно использовать стальные конусные и паронитовые прокладки (устанавливаются с каждой стороны).  Если этим пренебречь, то может возникнуть непараллельность  коллекторов, фланцев и выходных колен.

При монтаже между фундаментом и экономайзером необходимо прокладывать шнуровой или листовой асбест для обеспечения газоплотности. Для предотвращения выбивания асбеста при работе ГИО, по контуру экономайзера прерывистым швом приваривается стальная полоса.

Окончив монтаж экономайзера, необходимо провести его гидравлическое испытание пробным давлением по всем правилам. все погрешности, обнаруженные при испытании нужно устранить. Демпфер, пламенепроводы, импульсные камеры и верхний газовый короб изолируется теплоизоляцией по проекту котельной.

Источник: https://pkf-sinergia.ru/articles/6003-ekonomajzery-kotlov-ustrojstvo-i-montazh.htm