Водяной экономайзер – устройство, обогреваемое продуктами сгорания и предназначенное для подогрева и частичного испарения питательной воды, поступающей в барабан котла. Экономайзеры относятся к низкотемпературным поверхностям нагрева.

Задачи решаемые при их конструировании: интенсификация теплообмена и создание компактных малогабаритных элементов с уменьшением затрат металла, которые бы подверглись минимальному золовому износу, загрязнениям и коррозионным повреждениям.

Гладкотрубные экономайзеры. Змеевиковые экономайзеры являются основным типом, их применяют при любом давлении. Для ин­тенсификации теплообмена и уменьшения за­грязнения змеевики экономайзера выполняют из стальных труб малого диаметра: внутрен­ний диаметр 20—30 мм при толщине стенки 2,5—3,5 мм. Концы змеевиков, как и в других поверхностях нагрева, объединяют входным и выходным коллекторами, обычно вынесенными из области газового обогрева. К коллекторам змеевики присоединяют на сварке. В мощных котлах при большом числе змеевиков эконо­майзера с целью уменьшения присоса воздуха часто избегают вывода всех труб через обму­ровку, а пропускают лишь небольшое число соединительных патрубков. В га­зоплотных котлах почти всегда в газоходе помещают и коллекторы, служащие одновремен­но опорой всего экономайзера. Расположение труб экономайзера обычно шахматное. Движение воды в экономайзере восходящее, обеспечивающее свободный выход с водой газов и образующегося в кипящем экономайзере пара. Для удобства ремонта и эксплуатации экономайзер по ходу продуктов сгорания разделяют на пакеты высотой до 1 м. Разрывы между пакетами составляют 550—600 мм.

Змеевики экономайзера располагают пер­пендикулярно или параллельно фронту котла. В первом варианте (рисунок 2.35, а) длина змееви­ков получается небольшой и определяется глу­биной газохода, что облегчает их крепление, но абразивному износу подвержены все змее­вики пакета. При расположении змеевиков параллельно фронту длина раздающего кол­лектора и число труб резко сокращаются, однако увеличивается протяженность пролета змеевиков и усложняется их крепление. В кот­лах с развитым фронтом экономайзеры выполняют двусторонними симметричными с распо­ложением коллекторов с двух боковых сторон (рисунок 2.35, б).

Стальные змеевиковые экономайзеры допу­скают в них парообразование. Экономайзеры могут быть некипящими, когда вода на выхо­де недогрета до кипения, и кипящими, если на выходных участках экономайзера образуется некоторое количество пара. Желательно, что­бы выходное паросодержание не превышало 25%. Конструкция кипящих и некипящих эко­номайзеров принципиально одинакова.

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2.35 -  Компоновка экономайзера:

1 – барабан; 2 – водоперепускные трубы; 3 – экономайзер; 4 – входные коллекторы.

 

С целью увеличения тепловос­прнятия с газовой стороны и повышения ком­пактности к гладкотрубным стальным змееви­кам экономайзера приваривают прямоуголь­ные плавники. При этом увели­чивается затрата металла на поверхность на­грева, но не пропорционально увеличению тепловоспрнятия, а в меньшей мере. Поэтому объем,    занимаемый    поверхностью    нагрева с прямоугольными плавниками, меньше гладкотрубной поверхности на 25—30% при оди­наковом расходе металла и энергии на тягу. Кроме того, полосовая сталь дешевле трубной.

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2.36– плавниковые трубы экономайзера: а – приварные плавники; б – трубы плавникового профиля.

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2.37 – Мембранная конвективная поверхность нагрева

 

Применение плавниковых труб (трапециевидная форма плавников) позволяет снизить габариты экономайзера на 40 – 50%.

Применяют также мембранные поверхности нагрева экономайзеров. Их выполняют из гладкотрубных змеевиков, на прямых участках которых приваривают сплошные проставки из листовой сталитолщиной 2 – 3 мм. Мембранные экономайзеры наиболее эффективные, чем гладкотрубные, и при одинаковых тепловосприятиях требуют меньшего расхода металла.