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:
- Он снижает финансовые затраты на отопительную систему. Снижение потребления энергетических носителей (на 5-19%) в результате позволяет значительно сэкономить денежные средства.
- Увеличивает время эксплуатации котельного оборудования. Быстрый прогрев и сохранение тепла дают возможность избежать негативно сказывающихся для агрегата резких температурных перепадов.
- Снижает уровень загрязнения воздушного пространства. Предотвращение выхода в атмосферу угарных газов позволяет сохранить гигиеническую чистоту и не загрязнять окружающую среду.
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:
- Контактные прогревают тепловой носитель благодаря прямому соприкосновению высокотемпературных дымовых составов с жидкостью. Последняя деаэрируется и используется для горячего снабжения водой, в том числе, технической.
- Поверхностные прогревают жидкость до ее попадания в котельное оборудование, поступающую в саму отопительную систему за счет передачи тепловой энергии от поверхности стен труб.
С учетом температуры теплоносителя такой прибор может являться как устройством для дополнительного обогрева, так и полноценным обогревателем.
При этом экономайзер котла отличается по типам:
- некипящий ограничивается температурой теплоносителя на подходе на 7-9 градусов выше точки дымной конденсации, а также на выходе ниже точки кипения на 45-55 C для группового оборудования и на 25-35 градусов для индивидуального;
- кипящий позволяет довести температуру жидкости на выходе до точки кипения (которая соответствует уровню давления в котельном оборудовании), а при ее достижении начинается частичное (20-30%) образование пара.
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:
- Чугунный. Такой экономайзер устойчив к химическому и физическому действию, но может использоваться только для котла с давлением не больше 24 Па. Он изготавливается исключительно «некипящим», так как кипение разрушает его целостность. В конструкции подобного экономайзера находятся оребренные трубки диаметром 6-8 см, компонующиеся на поверхности обогрева в одну или две колонки.
- Стальной. Он монтируется для котельного оборудования с любым давлением. Бывает «некипящим» и «кипящим». Делается из змеевиков диаметром 2-4 см, которые размещаются, как правило, в шахматном порядке (в редких случаях – в коридорном). Но стальной экономайзер имеет один существенный недостаток. И это — склонность к коррозийным процессам.
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:
- Мембранный экономайзер. Такой тип прибора собирается вручную из гладких труб в виде змеевиков, при этом их ровные участки закрываются металлическими листами.
- Плавниковый экономайзер. Он изготавливается вначале из трубок плавникового профиля с закрепленными плавниками прямоугольной формы.
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:
- сначала подготавливается основание, в качестве материала используется листовой асбест;
- затем конструкция собирается и с помощью калачей отдельные блоки фиксируются между собой;
- корпус прибора соединяется при помощи сварочного аппарата, импульсные камеры привариваются к патрубкам;
- общим швом нужно приваривается газовый корпус с взрывозащищенным клапаном;
- корпус подводится по каналу питательных труб к котлу отопления;
- монтируется импульсная очистительная система (если предусматривается конструкцией);
- клапан предохранения и газовый короб докупаются отдельно.
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:
- в барабан котельного оборудования закачивается горячая питательная жидкость, которая вырабатывает пар;
- продувочная жидкость по трубам передается в обмывочный агрегат, который переводит воду на внутренние поверхности нагревательного прибора;
- под давлением стены очищаются от липкой топливной накипи.
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.