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

Назначение экономайзера котла очень простое - он служит для предварительного подогрева теплоносителя за счет получения тепла от газообразных продуктов горения, которые выбрасываются в атмосферу. Конструктивно это приспособление представляет собой каскад согнутых труб, объединенных в секции и расположенных в шахматном порядке.

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

Устройство экономайзера парового котла можно расписать следующим образом:

• 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

В качестве эксперимента можно попробовать соорудить экономайзер для водогрейного котла своими руками. Для этого понадобится определенный набор труб из оцинкованной или нержавеющей стали, прибор для их сгибания под точным углом и сварочный аппарат.

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.

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.

В паровых котлах температура тепловоспринимающей стенки по всему агрегату почти одинакова и немного превышает температуру кипения. По мере повышения давления пара температура стенки повышается, что приводит к повышению температуры уходящих газов. Выпускать в атмосферу газы с такой высокой температурой нерационально. К устройствам, предназначенным решить эту проблему, относятся экономайзеры.

Водяные экономайзеры – устройства, предназначенные для подогрева воды в котельной установке с помощью тепла уходящих газов, которые для лучшего теплообмена двигаются сверху вниз, а вода – снизу вверх. Экономайзер повышает КПД котельной установки.

Классификация:

1. по материалам изготовления:

§ сталь (на котлах большой производительности и высокого давления пара)

2. по степени нагрева воды:

§ некипящего типа (t нагрева на 20-30 0С меньше температуры кипения при данном давлении пара)

§ кипящего типа (t нагрева не ограничивается может до температуры кипения с частичным испарением)

3. по назначению:

§ питательные (для нагрева питательной воды

§ сетевые (теплофикационные для нагрева сетевой воды)

Чугунные экономайзеры используются для нагрева питательной воды паровых котлов и воды систем теплоснабжения с рабочим давлением до 2,4 МПа.

Чугунные экономайзеры .

Блочный одноколонковый чугунный водяной экономайзер.

А – общий вид; Б – продольный разрез; В – поперечный разрез;

1 – заслонка; 2 – обдувочное устройство; 3 – чугунные оребрённые трубы; 4 – газоход.

Экономайзер чугунный блочный, применяется в качестве хвостовых поверхностей нагрева паровых стационарных котлов типов ДЕ, КЕ и ДКВр и предназначен для нагрева питательной воды теплом уходящих дымовых газов. Чугунные экономайзеры некипящего типа т.к. при вскипании воды в них могут возникать гидроудары приводящие к разрушению хрупких чугунных труб.

Собираются они из чугунных ребристых труб длиной 2-3 метра, соединенных между собой чугунными коленами(калачами). К месту монтажа чугунные экономайзеры поставляют россыпью или блоками. Несколько горизонтальных рядов труб образуют группу(до 8), группы компонуют в колонны, разделенные металлическими перегородками. Группы собирают в каркасе с глухими стенками с теплоизоляционной обшивкой. Торцы экономайзеров закрывают съемными металлическими щитами. Число труб в пакете в горизонтальной плоскости определяется исходя из скорости продуктов сгорания, обычно в диапазоне 6-9 м/с; число горизонтальных рядов определяется потребной общей поверхностью нагрева.

Труба ребристая

А. ребристая труба, Б- соединение труб с помощью калача (дуги)

А) экономайзер одноколонковый

б) экономайзер двух колонковый

1 - ребристые трубы; 2 - обдувочное устройство; 3 - изоляция; 4 - металлические перегородки;5- из котла 6- на дымосос

Вода движется последовательно по всем трубам снизу вверх(выходит из экономайзера в верхний барабан или прямой трубопровод сетевой воды), а продукты сгорания(дымовые газы) проходят через зазоры между ребрами труб сверху вниз и через дымоход отправляются в дымовую трубу. При такой схеме движения воды (подъёмном), обеспечивается лучшее удаление воздушных пузырьков. Для удаления возможных отложений, наружные поверхности экономайзеров периодически при помощи обдувочных аппаратов подвергают обдувке паром (П) или сжатым воздухом (газоимпульсная (И) очистка).Циркуляция воды принудительная от насоса. На входе t воды должна быть на 20 0 С (больше 70 0 С) чтобы не было низкотемпературной коррозии на наружной поверхности труб.(t точка росы - температура при котором происходит конденсация водяных паров из водяных газов. (на газе 55-61 0 С))

На выходе t воды должна быть на 20 0 С меньше tкипения при данном давлении (P) чтобы не было вскипания воды в трубах.

На входе t дымовых газов должна быть не больше 400 0 С, чтобы не было вскипания воды в трубах.

На выходе t дымовых газов должна быть не меньше 100 0 С(выше точки росы) чтобы исключить коррозию на трубах экономайзера и образования конденсата в общем бойлере.

Движение воды и продуктов сгорание в экономайзере.

Для обеспечения надежной эксплуатации на входе и выходе устанавливают необходимую арматуру - предохранительные клапаны и запорные вентили, термометры, манометр, спускной вентиль, обратный клапан, а в верхней точке экономайзера - вантузы для удаления воздуха.

Схема включения чугунного экономайзера.

1 – барабан котла; 2 – запорный вентиль; 3 – обратный клапан; 4 – вентиль на сгонной линии; 5 – предохранительный клапан; 6 – вентиль воздушника; 7 – чугунный водяной экономайзер; 8 – дренажный вентиль.

Стальные экономайзеры.

Выполняют из стальных труб с наружным диаметром 28-32 мм, изо­гнутых в виде горизонтальных змеевиков. Питательная вода поступает в нижний коллектор экономайзера, проходит последовательно внизу вверх по всем змеевикам и выходит через верхний коллектор в барабан котла.

Стальные экономайзеры могут быть некипящего типа и кипящего (до 10-16% воды испаряется.).

В процессе работы экономайзера контролируется температура воды и продуктов горения перед экономайзером и после него, прослушивается газоход, проверяется его плотность, контролируется поверхность нагрева.

Температура воды, поступающей в экономайзер не должна быть ни­же 70°С (вакуумные деаэраторы), при атмосферных деаэраторах темпера­тура равна 103-104°С.

При растопке котла обеспечивают циркуляцию воды через эконо­майзер по сгонной линии, при нормальной работе котла сгонная линия должна быть отключена и вентиль опломбирован.

Обдувку поверхностей нагрева экономайзера необходимо произ­водить после обдувки котла.

Схема расположения змеевиков в стальном экономайзере котла

Тема 1.2.3. Тяга и дутье. Тягодутьевые устройства.

К тягодутьевым устройствам относят дымососы, дутьевые вентиляторы, дымовые трубы, дымоходы, воздуховоды.

Тяга в дымовой трубе котельного агрегата и ввод воздуха в топку котла могут быть естественными и искусственными. Для горения топлива необходим непрерывный подвод в топку котла атмосферного воздуха и удаление из топки котла образующихся дымовых газов в атмосферу через дымоход и дымовую трубу.

Естественная тяга осуществляется в котельных агрегатах производительностью до 2,5 т/ч и с сопротивлением газового тракта не более 300 Па (30 мм водяного столба] при сжигании нешлакующих или малошлакующих топлив (дрова, торф) с помощью установки дымовой трубы. Естественной тягой называют разность давлений (появляющуюся вследствие различных плотностей наружного холодного воздуха и горячих дымовых газов в трубе котельной установки, которая приводит к возникновению движения потока дымовых газов в газоходах котла.

Холодный воздух как более тяжелый, поступает в топку и вытесняет более легкие дымовые газы в результате чего возникает движение дымовых газов по газоходам котла, дымоходу и дымовой трубе. При этом чем больше температура отходящих газов и меньше температура воздуха тем сильнее тяга, т.к. увеличивается разность плотности. Тяга зависит так же от высоты дымовой трубы (чем больше тем больше).

Напор (тяга) создаваемый трубой определяется по формуле:

Тяга естественная;

Н- высота трубы;

Плотность холодного воздуха;

Плотность продуктов сгорания

Тяга создаваемая трубой должна быть или несколько больше суммы газов сопротивлений всех элементов котельной установки.

В зависимости от температуры наружного воздуха тяга дымовой трубы изменяется:

· чем ниже температура наружного воздуха, тем больше разность плотностей воздуха и дымовых газов в трубе и тем больше тяга,

· чем выше температура наружного воздуха, тем меньше тяга.

Изменение тяги происходит и при изменении режима работы парового котла. В этом случае тягу регулируют большим или меньшим открытием соответствующих заслонок. При увеличении нагрузки котлов увеличивают часовое количество сжигаемого топлива, количество подаваемого в топку воздуха и усиливают тягу, что осуществляется большим открытием соответствующих заслонок, а при снижении нагрузки котла уменьшают подачу в топку топлива и воздуха и соответственно прикрыть заслонки.

дымовые трубы строят стальными, кирпичными пли железобетонными в зависимости от мощности котельных агрегатов или котельной установки и срока работы, на который котельная установка рассчитана.

Стальные трубы (рис. , а) применяют редко, главным образом при временных установках и не выше 30 - 40 метров. Для котельных установок средней и большой мощности строят кирпичные трубы (рис.,6) высотой до 80 метров и железобетонные высотой 80-250 метров.

Для предохранения кирпичной кладки и железобетонной трубы от действия горячих газов внутри трубы выводят футеровку 8 из огнеупорного кирпича приблизительно на 1/4 ее высоты.

В кирпичных и железобетонных трубах газы остывают приблизительно на 1°С, а в остальных - на 1,5 - 2°С на каждый метр высоты трубы.

В установках средней и большой производительности сопротивление в газоходах достигает значительной величины, а температура составляет 135- 140° С. При этих условиях, дымовая труба не может создать необходимого разрежения, и следует применять искусственную тягу.

Искусственная тяга осуществляется особыми вентиляторами, называемыми дымососами. Различают дымососы прямого и непрямого действия. Дымосос непрямого действия показан на рис. 6,6. У основания трубы устанавливается дымосос 1, который засасывает холодный воздух и подает его через сопло 2, расположенное в нижней части трубы 3. В силу создавшегося в дымовой трубе разрежения происходит подсос газов из газоходов 4 в трубу, откуда потоком воздуха они выбрасываются в атмосферу.

Дымосос прямого действия (рис6,а) устанавливается между последним дымоходом и трубой; он отсасывает газы из борова и нагнетает их в дымовую трубу. Создающееся в дымоходе разрежение дает возможность топочным газам передвигаться по газоходам котла. Проход газов помимо дымососа осуществляется с помощью заслонки а.

Необходимый для горения воздух подается вентилятором, преодолевающим сопротивление воздухоподогревателя и горелок при камерном сжигании или слоя топлива при слоевом сжигании.

В качестве дымососов и вентиляторов в котельной применяют центробежные машины. Устройство и принцип работы аналогичен центробежному насосу.

На котельный агрегат устанавливается один дымосос одностороннего или двустороннего всасывания.

Вентилятор и дымосос конструктивно одинаковы. Отличия: дымососы работают в более тяжелых условиях, чем вентиляторы,т.к. дымовые газы идут с высокой температурой, а воздух холодный,поэтому в дымососе предусматривается водяное охлаждение подшипников и более прочная конструкция рабочего колеса и корпуса. Температура дымовых газов в дымососе

Обозначения: 1-корпус; 2-рабочее колесо; 3-осевой направляющий аппарат; 4-электродвигатель; 5-постамент.

Основные характеристики дымососов: производительность м3/ час, давление кГс/м3 мощность к ВТ.

Принцип работы: От электродвигателя через муфту сцепления вра-шение передается на рабочее колесо. При его вращение создается центро­бежная сила. Дымовые газы через выходкой патрубок выбрасываются в трубу. В корпусе дымососа создается разрежение и через входной патру­бок втягивается очередная порция дымовых газов. Для регулирования тяги устанавливается направляющий аппарат, в котором можно рычагом разво­рачивать лопатки на определенный угол. При закрытых лопатках разреже­ние равно «0». Управлять направляющим аппаратом можно в ручную, дистанционно, со щита, автоматически. Охлаждение подшипников водя­ное температура воды на выходе (t30°- 40°С) уровень жидкой смазки под­шипников контролируется на отметке на масломерном стекле (если стекла нет, то щупом). Корпус дымососа покрывается теплоизоляцией, рабочее колесо выполняется из жаропрочной стали, t уходящих газов не должна превышать 250°С.

Дутьевой вентилятор

Дутьевой вентилятор - служит для искусственной подачи воздуха в топку. Устройство такое же как и дымососа, отсутствует теплоизоляция и водяное охлаждение подшипников. Марки ВД-8 ВД-10 ВД-12. Для контроля за пусковыми токами дымососа и вентилятора на щите кот­ла устанавливается амперметр. Дымосос и вентилятор включается в рабо­ту при закрытых направляющих аппаратов для уменьшения пусковых то­ков электродвигателя. Первым включается дымосос затем вентилятор. При остановке выключается вентилятор затем дымосос.

Рисунок 1 - Центробежный дымосос (вентилятор):

Электродвигатель; 2 - муфта; 3 - ходовая часть дымососа; 4 - термометр; 5 - ротор; 6 - диск рабочего колеса дымососа; 7 - лопатки (крыльчатка) рабочего колеса дымососа; 8, 10 - выходной и входной патрубки; 9 - рукоятка поворота лопастей; 11 - центральный рассекатель; 12 - поворотные лопасти; 13 - поворотное кольцо; 14 - улиткообразный корпус; 15 - втулка; 16 - вал; 17- подшипник

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. Горизонтальные ряды труб, но не более 8, компонуют в группу, затем группы образуют колонны, которые разделяют металлическими перегородками. Группы покрывают каркасом с глухими стенками, обшитыми материалами для теплоизоляции. Торцы экономайзеров предохраняются съемными щитами из металла. Они оснащаются устройствами для обдува, которые встроены в блоки. 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.

Экономайзер крепится к фундаменту следующим образом: нижняя рама экономайзера приваривается к закладным элементам, которые установлены со стороны камер газоимпульсной очистки.

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.