Что такое экономайзер, как он работает и для чего нужен

Котлы

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.
Схема контактного экономайзера
Схема контактного экономайзера

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.
Схема стального трубчатого некипящего экономайзера (картинка “а”) и кипящего оборудования (изображение “б”)
Схема стального трубчатого некипящего экономайзера (картинка “а”) и кипящего оборудования (изображение “б”)

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:

  1.       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.
Чугунный блочный экономайзер
Чугунный блочный экономайзер
  1.       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.
Стальной экономайзер
Стальной экономайзер

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.
Мембранный прибор
Мембранный прибор
  • Плавниковый экономайзер. Он изготавливается вначале из трубок плавникового профиля с закрепленными плавниками прямоугольной формы.
Устройство и конструкция экономайзеров паровых котлов
Устройство и конструкция экономайзеров паровых котлов

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.

Схемы экономайзеров
Схемы экономайзеров

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.

Как устроен экономайзер: подробная схема деталей и составляющих
Как устроен экономайзер: подробная схема деталей и составляющих

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.

Мария Рухлова
Оцените автора
Добавить комментарий

Adblock
detector