Чугунная труба главный элемент экономайзера
Время на чтение: 3 мин
Экономайзер котла — это такое устройство, которое имеет большую историю эксплуатации. Название свое он берет от английского слова «economize» — «сберегать», а развитие получил в 1893 году месте с созданием в России первого водотрубного парового котла Шухова.
Сегодня такие агрегаты применяются повсеместно, когда вода подогревается в регенеративном цикле, начиная от индивидуального отопления до крупных энергетических систем генерации. Без использования этого простейшего устройства невозможно получить КПД котлоагрегатов на уровне 90-95 %.
Особенности устройства и назначение
Экономайзер – это агрегат, задача которого заключается в предварительном подогреве среды-теплоносителя. Происходит процесс за счет тепла, которое образуют газообразные выбросы, получаемые в результате горения топлива.
Сама установка выполнена в виде конструкции из каскада согнутых труб (змеевиков). Они объединены по несколько штук в секции, которые расположены в шахматном порядке. Такой принцип строения замедляет скорость выброса продуктов горения в атмосферу. Они успевают отдать тепло.
Эффективность работы экономайзера напрямую зависит от типа топлива, на котором работает котел. Энергоресурсы того или иного вида отличаются по количеству выбросов газа, чем и обусловлено варьирование показателей коэффициента полезного действия этих установок.
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.
Разновидности устройств
Экономайзеры для котельной выпускаются нескольких типов. Главные отличия заключаются в степени подогрева теплоносителя, материалах, особенностях действия, компоновке. По перечисленным признакам такие устройства бывают:
Каждый тип экономайзеров выпускается в разнообразии моделей, разница между которыми заключается в применяемых при их создании технологиях и оборудовании.
Как сделать экономайзер своими руками
Изготовить устройство самостоятельно совсем несложно.
Для изготовления конвекторного дымохода подойдет нержавеющая пищевая сталь. Такой материал имеет устойчивость к агрессивным воздействиям, легко выдерживает большую температуру, обладает длительным сроком службы.
Обратите внимание! Часто используется оцинкованная сталь, хотя ее лучше применять в бытовых теплосистемах, где температура не превышает 200°С, т.к при превышении этого порога оцинковка выделяет токсичные соединения.
Некоторые умельцы делают упрощенные схемы экономайзеров, используя вместо внешних стальных труб отрезки металлического профиля, либо и вовсе приваривая вдоль трубы дымохода толстые железные полосы. КПД таких конструкций обычно ниже, да и внешний вид не столь эстетичный.
Рекомендуем ознакомиться: Как самостоятельно прочистить водопроводную трубу от засора?
Экономайзер, сделанный своими руками, после монтажа рекомендуется покрыть жароустойчивой черной краской. Это не только улучшит внешний вид изделия, но и повысит показатели теплопроводности, а также обеспечит дополнительную антикоррозийную защиту.
Особенности работы
Наиболее простые модели – экономайзеры поверхностного типа. Однако они характеризуются невысоким КПД, для них существуют определенные рамки рабочих температур. Подобные устройства бывают питательными и теплофикационными. Первые обеспечивают нагрев среды-теплоносителя для котлов. Теплофикационные отвечают за подогрев воды в отопительной системе. Они же превосходят по затратам, поскольку требуют большего объема жидкости для работы. При обеспечении водой мест общего пользования (бань, прачечных и пр.) чаще используют в котельных контактные устройства. Чтобы они функционировали, потребуется ввести в конструкцию теплообменники промежуточного типа. Такие агрегаты обычно устанавливают в качестве дополнительных для обеспечения работы поверхностных экономайзеров в котельной.
Чугунные устройства характеризуются устойчивостью к химическим и механическим воздействиям, долговечностью. Однако такие экономайзеры для котельных требовательны к давлению в системе, оно не должно превышать 2,4 мПа. Еще к недостаткам чугунных моделей стоит отнести:
Однако именно эти экономайзеры пользуются спросом при комплектации котельных, поскольку отвечают сразу 2 важным требованиям: практичность и большой эксплуатационный ресурс.
Еще в последние годы обретают широкую популярность стальные агрегаты. Это универсальные экономайзеры, которые можно применять в различных условиях. Их используют в котельных, работающих на газу, при условии, что показатель избыточного давления не превышает 23 кгс/см2, а на входном коллекторе соблюден нормативный температурный режим. Еще одно отличие стальных экономайзеров от чугунных заключается в том, что вторые не бывают кипящими (в которых 20% воды преобразуется в пар). Они менее подвержены коррозии. В некипящих устройствах теплоноситель в газообразном состоянии выводится за пределы системы.
Особенности работы экономайзеров для котельных зависят от технологического оборудования и эксплуатационных условий. Например, в водонагревательных агрегатах, функционирующих на газу, роль этих установок выполняет топочная камера.
Устройство конвекторного дымохода
Конструкция экономайзера подразумевает модульное исполнение, включающее соединение отрезков стальных труб различного сечения:
Любой экономайзер функционирует по принципу непрерывной циркуляции воздушных потоков. Прохладный воздух попадает в нижние отверстия устройства, проходит через трубы из раскаленного металла, прогревается, и через верхние отверстия попадает в помещение. Далее, теплый воздух отдает свою температуру, охлаждается, постепенно опускается вниз и вновь попадает в экономайзер. Чтобы усилить циркуляцию, в нижней части устройства часто помещается вентилятор.
Рекомендуем ознакомиться: Отделка дымоотводящей трубы и прохода через кровлю дымохода
Это важно! Устройство экономайзера препятствует проникновению опасного угарного газа внутрь помещения, поскольку продукты сгорания остаются в герметично закрытой внутренней трубе.
Для печей, предназначенных для бани, в конструкцию экономайзера часто включается внешняя стальная корзина с камнями, аккумулирующими тепло от дымоходной трубы.
Стандартная длина экономайзера составляет 1-1,5 м. Конкретное значение зависит от назначения устройства, потенциальной мощности и конструктивных особенностей. С увеличением длины экономайзера, возрастает протяженность участка соприкосновения с основной дымоходной трубой. Прогрев отапливаемого помещения осуществляется быстрее.
Советы по эксплуатации
Приобрести экономайзер для котельной можно в собранном виде или заказать его изготовление по чертежу. Так получится добиться наибольшего КПД. Если агрегат планируется использовать в промышленности, то возможность изготовления по индивидуальному проекту позволяет уменьшить себестоимость производства.
Собираясь установить экономайзер в котельной, обязательно нужно изучить назначение и специфику работы устройства, подобрать дополнительное оборудование подходящего типа с учетом конструктивных особенностей системы отопления. Иначе несоответствие элементов оборудования может стать причиной невозможности их комплектного функционирования. К примеру, экономайзеры для котельной популярной модели ДКВР 10-13 следует подключать по особой схеме, тогда они смогут обеспечивать оптимальный КПД. Расчет должны делать специалисты с учетом основных исходных данных в каждом конкретном случае.
Обратиться можно в ОАО «МПНУ Энерготехмонтаж». Компания оказывает комплексные услуги по строительству котельных: создает проекты, делает расчет и подбирает оборудование, запускает в эксплуатацию объекты любой сложности. Контакты для связи указаны на сайте. Звоните, будем рады помочь.
Конструктивные особенности экономайзера котла
Устроен экономайзер котла следующим образом:
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.
Экономайзер парового котла
Основными типами рассматриваемого оборудования являются кипящие, а также не кипящие экономайзеры. Конструкция двух типов является сходной.
Основным отличием является то, что в первом случае на выходе агрегата вода находится в кипящем состоянии, а во втором – нет. Можно выделить также виды отопительных агрегатов.
Виды экономайзеров:
Особенности монтажа и основные ошибки
Чтобы устройство в полном объеме выполняло свои функции, обеспечивая максимальный приток тепловой энергии в помещение, при монтаже стоит учитывать некоторые важные нюансы.
Во-первых, установка экономайзера производится в нижнюю часть дымохода строго вертикально.
Обратите внимание! Экономайзер монтируется только на металлический дымоход, на трубы керамической системы его установить не получится.
Большая часть конвекторных труб заводского производства имеют в комплекте специальные дополнительные модули, дающие возможность при необходимости регулировать длину устройства. Если такой детали в комплекте нет, трубу можно нарастить при помощи простой гофротрубы из нержавеющей стали.
Рекомендуем ознакомиться: Какую газовую горелку выбрать для пайки медных труб — обзор лучших
Во-вторых, особое внимание стоит уделить стыковке экономайзера с основным дымоходом. Места стыков должны быть полностью герметичны, чтобы исключить вероятность проникновения в помещение опасных для жизни продуктов сгорания.
Конвекторный дымоход чрезвычайно прост в вопросах установки и эксплуатации, процедура его монтажа не потребует больших усилий. И все же могут возникнуть некоторые проблемы, явившиеся следствием неверного выбора длины изделия, либо его диаметра.
Самые распространенные ошибки:
Что такое экономайзер, как он работает и для чего нужен
Экономайзер котла позволяет экономить затраты топлива благодаря использованию тепла выходящих газов из пространства топки котельного агрегата. При этом они передают свою тепловую энергию и, тем самым, нагревают воду, которая поступает в последующем в котел. Чем горячей жидкость и меньше температура выходящих газов, тем выше КПД устройства.
Экономайзер для котла: что это
Что такое экономайзер? Это теплообменный прибор, повышающий КПД котла с помощью уже отработанной энергии.
Это своеобразный утилизатор теплового выхлопа, который принимает тепло отработанных продуктов горения, выделяющихся во время работы практически любого котельного оборудования (в том числе, для газового и электрического), аккумулирующий их и направляющий к начальному теплоносителю для дальнейшего повторного использования.
Зачем нужен
Рассматривая, что это такое и для чего нужен экономайзер в котле, можно сказать, что данный прибор является опциональным элементом, предназначенным добавить возможность предварительного прогрева теплового носителя без применения основной энергии, которая освобождается в процессе сгорания топлива в приборе, что дает возможность оптимизировать работу оборудования.
Зачем предназначен экономайзер:
Вместе с работой автономной котельной системы повышенной мощности стоимость экономайзера может окупиться уже через несколько лет регулярной эксплуатации.
Принцип работы и конструктивные особенности
Экономайзер в своем базовом варианте – это многоступенчатая система труб, которая имеют зигзагообразное или змеевидное расположение. Все трубки объединены секциями в общий блок. Последний для безопасной работы защищен теплоизоляционным каркасом.
Снизу всей системы расположена впускная труба, требующаяся для подвода теплоносителя, сверху – выпускная, необходимая для забора жидкости. При этом перед самим впускным механизмом устанавливается клапан предохранителя. Его основная задача – защитить участки соединения трубопровода от сильных перепадов давления (гидравлического удара).
Принцип работы экономайзеров состоит в организации противоточной системы передвижения обогреваемого теплоносителя и выходящих дымовых газов: жидкость принудительным способом (насосным оборудованием) попадает в прибор и постепенно уходит кверху, а продукты горения при этом переходят вниз, что позволяет повысить теплообмен и КПД котла отопления.
Разновидности экономайзеров
Особенность контакта с тепловым носителем, отличающегося в различных видах экономайзеров, дает возможность классифицировать их по двум отдельным направлениям:
С учетом температуры теплоносителя такой прибор может являться как устройством для дополнительного обогрева, так и полноценным обогревателем.
При этом экономайзер котла отличается по типам:
Вышеописанные экономайзеры в котельной требуют наличия различного технического оборудования. Например, «некипящие» устройства в обязательном порядке нужно дополнять термостатами, манометрами давления, коллекторами, реле управления и иными приспособлениями. «Кипящий» – обводными и сходными системами, которые освобождают путь прохода в барабан котельного оборудования.
А еще экономайзеры отличаются с учетом материала производства труб. Именно этим параметром определена их возможность работать с повышенными температурами.
Разновидности по материалу изготовления:
Для увеличения тепловосприятия, а также с целью изготовления экономайзеров с максимально компактными размерами, производители предусматривают вариант усовершенствования схемы стального оборудования. В связи с этим выделяют:
Вышеуказанные экономайзеры парового котла имеют несколько общих достоинств: за счет особенностей конструкции их размеры и масса уменьшаются в сравнении со стандартным приборами приблизительно на 45%.А еще, полосовой металл заметно дешевле трубного, что также немаловажно.
Как изготовить экономайзер для парового котла
Если в вашем распоряжении имеется сварочный агрегат, гибочное приспособление и набор трубок из нержавеющей стали, то можно попытаться самому произвести расчет всех параметров и сделать простейшие устройство экономайзера.
Схемы экономайзера
Базовые конструкции приборов набирают из змеевиков длиной 1,82 см, сечением 2,8×3 см и радиусом изгиба 5 см. Непосредственно участки гибки должны отклоняться в угол на 5 градусов, что даст возможность установить друг с другом ряд змеевиков, создавая так высокоплотный пучок с дистанцией S1=7 см и S2=5 см.
Советы по сборке
Компоновать самодельный экономайзер котла советуют по 4-8 трубок в ряду. Причем в одну общую систему рекомендуется подсоединять лишь по 6-8 рядов, высотой не более 1 м для плотной установки и 1,5 м для редкого монтажа трубок.
Между системами нужно организовать лазы по 55-60 см, что упростит осмотр водяного экономайзера парового котла. Помимо этого, необходимо рассчитывать сборку таким образом, чтобы обдувочному агрегату не нужно было захватывать больше 4 горизонтальных трубок и свыше 8 рядов. Это позволит обеспечить нормальное очищение поверхности обогрева.
Установка и подключение к котлу
Бытовые экономайзеры котла ДКВР можно устанавливать в любом месте. В отдельных случаях прибор крепят к полу. Во время приобретения устройства компания-производитель самостоятельно создает блоки и в таком виде продает. Если это так, то можно сразу начинать устанавливать водяной экономайзер.
Как производится монтаж:
Перед началом использования нужно в обязательном порядке осмотреть все соединения и произвести гидравлические испытания. Если выявлены несоответствия отверстий под крепление у калача и трубы, то требуется приподнять секцию до необходимого уровня и подкладками зафиксировать в нужном положении.
Во время монтажа параллельных коллекторов с несколькими подводами необходимо установить металлические конусные уплотнители.
Водяные экономайзеры, как и остальные хвостовые детали котлов, рекомендуется закреплять сзади на окончании газового тракта (за 4-6 метров до стенки). Но если из-за ограничения места это условие выполнить невозможно, то следует сместить его на один из боков (с учетом выбора свободного хода вывода газов).
Ремонт и обслуживание
Схема парового прибора простая, поэтому ломаться здесь толком нечему. Единственная неисправность экономайзеров – разгерметизация конструкции,при которой не поддерживается требуемое для работы давление, вследствие чего проявляется протечка. Эта поломка решается с помощью латания дырок сварочным аппаратом.
Чистка экономайзера
Наружная чистка приборов производится обдувочным аппаратом, а для внутреннего очищения используется продувка системы водой:
Применение продувочной жидкости позволяет повысить экономичность и долговечность устройства, также это уменьшает возможность развития сернокислотного коррозионного процесса.
Поломки экономайзера паровых котлов низкого давления
Как и у многих устройств в экономайзере есть изъяны, которые обусловлены особенностями использования прибора. Например, для котельных установок низкого давления отличительным моментом является проблема образования конденсата.
В то же время, в процессе нагрева пара оборудование подогревает его до нужной температуры. Но увеличение температурного режима выше возможного повлечет за собой появление чрезмерного давления, а также повысит риск нарушения целостности теплообменника прибора.
Поэтому экономайзер должен подогревать пар до указанной в технологическом паспорте температуры. То есть, прибору нужно одновременно обеспечить как подогрев пара, так и отсутствие конденсата. Для этого требуется дополнительная установка системы контроля и безопасности.
Видео об экономайзере котла
Задачи и предназначение экономайзера
Основное назначение экономайзера – экономия топлива, требующегося для нагрева теплоносителя и использующегося для отопления здания. Также оборудование предварительно позволяет предусмотреть затраты энергии выходящих газов.
Прибор нагревает воду еще до подхода ее в отопительный котел. В топке находятся трубки, по которым циркулирует газ. В этом и состоит принцип нагрева. Для увеличения теплообмена трубы устанавливаются в змеевидном или шахматном порядке. На электрических станциях котельное оборудование работает так же. Есть только одно отличие, и это — забор пара, происходящий с помощью турбинной установки.
Если установить паровую турбину, то производительность увеличится в пределах 18-25%. Такой диапазон обусловлен тем, что у всех продуктов горения различная влажность. Это объясняется разным количеством углекислого газа и серной кислоты. Потому с учетом типа топлива выделяется различный объем газа. Именно он требуется для нагрева жидкости экономайзером. Так повышается КПД прибора и снижается количество выбросов в окружающую среду.
Нужно сказать, что экономайзер – это относительно новый бытовой прибор, но, как показала практика промышленного применения, именно концепция его совершенствования является самой перспективной в части увеличения теплоотдачи даже компактного котельного оборудования.
Назначение и способы изготовления экономайзера для котла отопления
Главная / Автоматика котлов
Время на чтение: 3 мин
Экономайзер котла — это такое устройство, которое имеет большую историю эксплуатации. Название свое он берет от английского слова «economize» — «сберегать», а развитие получил в 1893 году месте с созданием в России первого водотрубного парового котла Шухова.
Сегодня такие агрегаты применяются повсеместно, когда вода подогревается в регенеративном цикле, начиная от индивидуального отопления до крупных энергетических систем генерации. Без использования этого простейшего устройства невозможно получить КПД котлоагрегатов на уровне 90-95 %.
Что из себя представляет экономайзер для котла
Экономайзер котла (утилизатор теплового выхлопа) – это теплообменный агрегат, который повышает КПД устройства за счёт уже отработанной энергии.
Так выглядит стандартный простой экономайзер.
Фактически он принимает на себя тепло отводных продуктов горения (дымовых газов), которое выделяется в процессе работы практически любого котла (в т. ч. твёрдотопливного и газового), аккумулирует его и направляет изначальному теплоносителю для дополнительного полезного использования.
Так выглядит простой экономайзер для бытового котла
Что это такое и для чего нужен
По сути, экономайзер является опциональной деталью для котла, которая добавляет возможность предварительного нагрева теплоносителя без использования основной (высвобождаемой при сгорании топлива) тепловой энергии оборудования, что помогает максимально оптимизировать его работу:
Таким образом, в связке с автономными котлами большой мощности стоимость экономайзера окупается уже через 2–3 года постоянного использования.
Конструкция и принцип работы
В базовом исполнении устройство экономайзера представляет собой многоступенчатую систему трубок змеевидной или зигзагообразной формы. Эти трубки объединяются по несколько секций (общей конфигурации) в один блок, который в целях безопасности обшивается теплоизоляционным каркасом.
В нижней части конструкции находится впускная труба для подачи воды, а сверху – выпускная труба для забора теплоносителя. Также, непосредственно перед впускной линией монтируется предохранительный клапан: его главное назначение – защита мест соединения труб от резких скачков давления (гидроудара).
Выхлопные газы отдают тепло экономайзеру, встроенному в систему выхлопа.
Принцип работы экономайзера заключается в создании противоточной схемы движения нагреваемого элемента и уходящих дымовых газов: вода принудительно (насосом) нагнетается и последовательно идёт вверх, а продукты сгорания, наоборот, направляются вниз, что обеспечивает лучший теплообмен.
Экономайзеры котлов. 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:
Основополагающие характеристики экономайзеров:
— 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.
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.
Виды экономайзеров
Процесс взаимодействия с теплоносителем, отличающий разные модели экономайзеров, позволяет отсортировать их по 2 основным направлениям:
В зависимости от температуры внутренней среды экономайзер может быть как средством дополнительного подогрева, так и полноценным нагревателем:
Эти агрегаты требуют разного функционального обеспечения: так, например, «некипящий» тип обязательно дополняется коллекторами, термометрами, реле управления, манометрами и другими подобными устройствами, а «кипящий» – сгонными и обводными линиями, освобождающими пути выхода в барабан котла.
Также экономайзеры классифицируются по материалу изготовления труб, которым определяется их возможность работы с высокими температурами:
С целью повышения тепловосприятия и большей компактности предусмотрено также совершенствование конструкции стального экономайзера:
Эти виды имеют свои преимущества: при одинаковом расходе металла и энергии на тягу трапециевидная поверхность нагрева уже округлой на 25–30 %, что в целом позволяет уменьшить габариты и вес экономайзера на 40–50 %, а кроме того полосовая сталь дешевле трубной, т. е. финансовая экономия очевидна.
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.
Инструкция по изготовлению водяного экономайзера для парового котла
Бытовой небольшой экономайзер.
Если под рукой есть набор нержавеющих труб, устройство для их сгибания и сварочный аппарат, то можно попробовать самостоятельно произвести расчёт всех параметров и изготовить простой водяной экономайзер парового котла своими руками.
Ориентироваться можно на чертёж типовой конструкции стального агрегата.
Схемы конструкции
Типовые конструкции экономайзеров набираются из гладкотрубных змеевиков длиной 1820 мм, диаметром 28×30 мм и радиусом гиба 50 мм. Сами места гибов отклоняются в угол на 5°, что позволяет разместить рядом несколько змеевиков и создать более высокоплотный пучок с шагами S1=70 и S2=50 мм. На фото ниже представлены стандартные подробные чертежи.
Схема экономайзера с двумя размещёнными в единой плоскости змеевиками.
Схема экономайзера с тремя размещёнными в единой плоскости змеевиками.
Рекомендации по сборке
Компоновку домашнего водяного экономайзера рекомендуется проводить по 3–8 труб в одном ряду, при этом в каждый объединённый пакет оптимально включать только по 8–10 рядов, а их высота не должна составлять более 100 см для тесного размещения и 150 см для относительно редкого размещения труб.
Между пакетами предусматриваются лазы по 550–600 мм, что облегчает осмотр и ремонт экономайзера. Кроме того нужно рассчитывать сборку так, чтобы обдувочному аппарату не пришлось охватывать более 4 труб в горизонтальном ряду и более 8 самих рядов – это обеспечит хорошую очистку поверхности нагрева.
Монтаж и подключение к котлу
Наиболее компактные бытовые экономайзеры можно монтировать на весу, в остальных же случаях конструкцию монтируют на пол. При покупке экономайзера завод-изготовитель сам формирует блоки и уже в таком виде поставляет, поэтому в этом случае можно сразу приступать к монтажу:
Газовый короб с предохранительным клапаном приобретается отдельно.
Один из самых компактных бытовых газовых коробов под экономайзер. Размеры короба подбираются исходя из размеров самого экономайзера.
Перед вводом в эксплуатацию обязательно осматриваются все швы и соединения, а также проводятся гидравлические испытания. Если обнаруживается несовпадение отверстий под болты у трубы и калача, то необходимо поднять секцию до нужного уровня и при помощи прокладок закрепить в этом положении.
При установке параллельных коллекторов с 2 или 3 подводами нужно устанавливать (с обеих сторон) стальные конусные и паронитовые прокладки.
Экономайзер, как и другие хвостовые поверхности котла, желательно крепить сзади – в самом конце газового тракта (за 3–5 м до стены). Но если ввиду ограниченности пространства это сделать не получается, то можно сместить его на одну из боковых сторон (при выборе свободного направления отвода газов).
Принцип работы
Самыми простыми и доступными являются поверхностные экономайзеры. Но они ограничиваются малым коэффициентом полезного действия и имеют ограничения по температуре использования.
Такие экономайзеры разделяют на теплофикационные и питательные. Первый вид нагревает воду для системы отопления. А питательные греют воды для отопительных котлов. Но первый вид является более затратным, так как расходует большее количество воды.
Для того чтобы обеспечить баню или прачечную водой част используют контактный экономайзер. Но для их работы необходимо установить промежуточные теплообменники. Такие экономайзеры устанавливают как дополнительный к поверхностному.
Чугунные экономайзеры отличаются своей стойкостью к механическим и химическим повреждениям, а также долговечностью. Но давление в трубах должно быть не более 2,4 мПа. К недостаткам такого устройства можно отнести:
Но, тем не менее, они широко применяются благодаря своей долговечности и практичности. Но в последнее время более востребованными стали стальные экономайзеры, так как они имеют большой диапазон применения.
Такие экономайзеры используют в отопительных котлах, которые работают на газе с избыточным давлением пара не более 23 кгс/см2. А также на входном коллекторе температура должна быть определенной. Зависит она от типа топлива.
Если чугунные экономайзеры не могут быть кипящими, то стальные бывают двух типов. В кипящих устройствах вода на 20% превращается в пар. Именно поэтому такие экономайзеры быстрее подвергаются коррозии. Скорость движения воды в трубах должна быть более 1 м/с.
В некипящем экономайзере пар выводится из системы из-за высокого давления. Это является главным отличием от кипящего устройства.
Работа экономайзера зависит от условий эксплуатации и вида оборудования. В газовых водонагревальных котлах в роли экономайзера выступает газоплотная топочная камера.
С каждым годом производители совершенствуют технические характеристики экономайзеров.
Способы очистки экономайзера
Внешняя очистка агрегата осуществляется обдувочным аппаратом, а для внутренней очистки был изобретён специальный способ – «продувка водой»:
Использование продувочной воды повышает экономичность и надежность оборудования, а также снижает риск образования сернокислотной коррозии.
В заключении стоит отметить, что экономайзер водогрейного котла – это, конечно, сравнительно новое в бытовом плане устройство, но, как показывает опыт промышленного использования, именно концепция его развития является наиболее перспективой для повышения прямой теплоотдачи даже небольших котлов.
ИнструкцииОборудование для котельнойСпособы экономииЭкономайзеры
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.
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%.
