В данном теплообменном элементе котла теплота продуктов горения топлива используется для предварительного подогрева или частичного испарения питательной воды, поступающей в барабан котла. В зависимости от температуры подогрева воды экономайзеры делят на некипящие и кипящие. В некипящих экономайзерах по условиям надежности их работы подогрев воды осуществляется до температуры на 20 °С ниже температуры насыщенного пара в паровом котле или температуры кипения воды при рабочем давлении в конкретном водогрейном котле. В кипящих экономайзерах происходит не только подогрев воды, но и частичное ее испарение. В зависимости от металла, из которого изготовляют экономайзеры, они могут быть чугунными и стальными. Чугунные экономайзеры используют при давлении в барабане котла не более 2,4 МПа, а стальные могут применяться при любых давлениях. Чугунный водяной блочный одноколонковый экономайзер выполняется из оребренных труб 3 (рис. 7.9), соединяемых между собой посредством калачей. Питательная вода проходит последовательно по всем трубам снизу вверх, а продукты горения проходят через зазоры между ребрами труб. В чугунных экономайзерах недопустимо кипение воды, так как это приводит к гидравлическим ударам и разрушению экономайзера. Для очистки поверхности нагрева водяные экономайзеры имеют обдувочные аппараты. В соответствии с требованиями Ростехнадзора экономайзеры некипящего типа должны быть отключаемыми по водяному тракту и тракту продуктов горения, т.е. должны иметь обводные (байпасные) линии. Устройство обводного газохода для отключения индивидуального водяного экономайзера по тракту продуктов горения 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. 7.10. На входе воды в экономайзер и выходе из него должны быть установлены два предохранительных клапана 5 и два запорных вентиля 2. Кроме того, необходимы манометр, вентиль 6 воздушника для удаления воздуха при заполнении системы водой, вентиль 8 на дренажной линии для слива воды из экономайзера, обратные клапаны 3. Стальные трубчатые экономайзеры (рис. 7.11, а) изготовляются из труб 028...38 мм, которые изгибают в змеевики 2, ввальцованные или вваренные в коллекторы 1 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 служат дистанционные гребенки 4. Рис. 7.10. Схема включения чугунного экономайзера: 1 — барабан котла; 2— запорный вентиль; 3 — обратный клапан; 4— вентиль на сгонной линии; 5— предохранительный клапан; 6— вентиль воздушника (стрелкой показано удаление воздуха в процессе заполнения экономайзера водой); 7 — чугунный водяной экономайзер; 8 — вентиль на дренажной линии
Схема включения кипящего стального трубчатого экономайзера приведена на рис. 7.11, б. Такие экономайзеры выполняются неотключаемыми по водяному и дымовому трактам. 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 котла, когда питательная вода в экономайзер не подается. На линии рециркуляции имеется вентиль //, который открывают при растопке и отключении котла и закрывают 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 (рис. 7.12, а, б). В первом случае (см. рис. 7.12, а) длина змеевиков невелика, что облегчает их крепление, а во втором случае (см. рис. 7.12, б) резко уменьшается число параллельно включенных змеевиков, но усложняется их крепление. В котлах небольшой мощности применяют одностороннее расположение коллекторов. В котлах с развитой фронтальной поверхностью (рис. 7.12, в, г) экономайзеры выполняют двусторонними, с расположением коллекторов с двух боковых сторон конвективной шахты. Скорость воды в экономайзере принимают, исходя из условий предотвращения расслоения в них пароводяной смеси или прилипания пузырьков воздуха к внутренней поверхности. Для некипящих экономайзеров скорость воды должна быть не менее 0,3 м/с, а для кипящих экономайзеров — не менее 1 м/с. Рис. 7.11. Стальной трубчатый экономайзер: а — общий вид; б — схема включения кипящего экономайзера; 1 — 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; 11 — вентиль на линии рециркуляции; 12 — запорный вентиль; 13 — обратный клапан; 14 — предохранительный клапан Рис. 7.12. Варианты компоновки экономайзера: а — расположение змеевиков перпендикулярно фронтальной стене котла; б — то же, параллельно; в, г — двусторонне-параллельное фронтальной стене расположение змеевиков; 1 — барабан; 2 — водоперепускные трубы; 3 — экономайзер; 4— входные коллекторы; 5— перекидные трубы; —^ — ввод питательной воды; —► — движение продуктов горения
