14. Назначение и устройство водяных экономайзеров, схемы включения.

Водяной экономайзер предназначен для подогрева питательной воды, поступающей в парогенератор.

Экономайзер воспринимает в котельном агрегате до 18 % общего тепла. Водяные экономайзеры выполняются двух типов:чугунные из ребристых труб и стальные гладкотрубные.

Чугунные устанавливаются в котлах малой паропроизводительности давлением до 24 ат. Стальные можно устанавливать в котельных агрегатах любой производительности.

Чугунный ребристый водяной экономайзер представляет собой систему ребристых труб, которая собрана в колонну, состоящей из нескольких горизонтальных рядов. Число труб в горизонтальном ряду определяется из условия получения требуемой скорости движения продуктов сгорания. А число горизонтальных рядов определяется из условия получения требуемой поверхности нагрева.

Вода в водяной экономайзер подается в одну из нижних труб и движется снизу вверх. Движение воды сверху вниз не допускается во избежание гидравлич.ударов.

Дымовые газы для создания противотока направляются сверху вниз.

Экономайзеры, в которых при нормальной работе котла, температура на выходе не достигает температуры кипения наз. некипящими. А те экономайзеры, в которых при тех же условиях вода нагревается до температуры кипения и частично испаряется называются кипящими.

Минимальная скорость дымовых газов в экономайзере не ниже 6 м/с для предотвращения заноса золой.

Скорость воды в стальных некипящих экономайзерах не менее 0,3 м/с. В кипящей части – 1 м/с.

Расчетной температуры топочных газов на выходе из газохода (конвективного пучка)

15. Воздухоподогреватели

Воздухоподогреватель воспринимает приблизительно 7–15% тепла, полезно отданного в котельном агрегате. Воздухоподогреватели делятся на рекуперативные и регенеративные. В рекуперативном воздухоподогревателе тепло дымовых газов передается воздуху в постоянном процессе через стенку, разделяющую потоки воздуха и дымовых газов. В регенеративном воздухоподогревателе тепло передается металлической насадкой, которая периодически нагревается теплом горячих дымовых газов, а затем отдает аккумулированное тепло потоку холодного воздуха, который при этом нагревается.

Рекуперативный воздухоподогреватель современного котельного агрегата (рис. 8.3.1) представляет собой систему параллельно расположенных стальных тонкостенных труб 2, вваренных в плоские трубные доски. Трубы применяют сварные, наружным диаметром 25–51 мм, толщиной стенки 1,25–1,50 мм. Их размещают в шахматном порядке; расстояние между наружной стороной соседних труб составляет 9–15 мм. Дымовые газы проходят внутри труб; нагреваемый воздух омывает трубы снаружи в поперечном направлении. Скорость дымовых газов принимают равной 10–14 м/сек для предотвращения оседания золы на стенках труб; при такой скорости происходит самообдувка воздухоподогревателя. Скорость воздуха принимают приблизительно в 2 раза меньшей скорости дымовых газов. Воздухоподогреватели с небольшой поверхностью нагрева, устанавливаемые к котлам типа ДКВР, выполняют одноходовыми и двухходовыми по газовой стороне; воздухоподогреватели с большой поверхностью нагрева, устанавливаемые в крупных котельных агрегатах, по газовой стороне выполняют только одноходовыми. В двухходовой воздухоподогреватель, устанавливаемый к котлам типа ДКВР (рис. 8.3.1), дымовые газы входят сверху, проходят внутри труб 2 диаметром 40х1,5 мм в поворотную камеру 3 и затем по трубам 4 выходят из воздухоподогревателя вверх. Трубы вварены в трубные доски 1. По воздушной стороне воздухоподогреватель тоже двухходовой. Подогреваемый воздух движется горизонтально, омывая трубы 2–4 снаружи. Движение воздуха направляется обшивными листами 5, перегородкой 6 и перепускным коробом 7. Наружные поверхности воздухоподогревателя покрывают слоем тепловой изоляции толщиной 50 мм. Воздухоподогреватели выполняют четырех типоразмеров с поверхностью нагрева 85, 140, 233 и 300 м2 для подогрева воздуха до 150–250° С.

Поверхность нагрева воздухоподогревателей для крупных котельных агрегатов получается очень большой. Поэтому для удобства транспорта и монтажа воздухоподогреватель выполняют из отдельных секций (кубов). Размещение воздухоподогревателя в нисходящей шахте котельного агрегата обусловливает противоточное движение газов (вниз) и воздуха (вверх). Это обеспечивает эффективное использование поверхности нагрева воздухоподогревателя и нагрев воздуха до температуры, значительно более высокой, чем температура дымовых газов при выходе из воздухоподогревателя.В зависимости от требуемой температуры подогрева воздуха, в значительной мере определяемой влажностью сжигаемого топлива, в котельных агрегатах экранного типа воздухоподогреватель по отношению к водяному экономайзеру размещают двумя способами. Если не требуется подогревать воздух свыше 200–230° С, воздухоподогреватель размещают после водяного экономайзера по ходу дымовых газов. При необходимости подогрева воздуха до 360–400° С воздухоподогреватель размещают в рассечку с водяным экономайзером, т.е. в начале по ходу газов устанавливают первую часть экономайзера, затем верхнюю часть воздухоподогревателя, под которой размещается вторая часть экономайзера, а еще ниже – нижняя часть воздухоподогревателя. При этом величину поверхностей нагрева верхней части экономайзера и верхней части воздухоподогревателя обычно выполняют постоянной для всех котлов данного типа, а поверхности нагрева их нижних частей меняют в зависимости от характеристики подлежащего сжиганию топлива. При этомвнешние габариты низкотемпературной части котла сохраняют неизменными.

В некоторых случаях при установке чугунного водяного экономайзера воздухоподогреватель размещают перед экономайзером по ходу газов. Такое не совсем обычное размещение вызвано стремлением исключить возможность вскипания воды в экономайзере, так как для чугунных экономайзеров это недопустимо. Кроме того, расположение воздухоподогревателя перед водяным экономайзером дает возможность получить более высокую температуру подогрева воздуха при сохранении относительно небольшой поверхности нагрева воздухоподогревателя. Основной трудностью, возникающей при эксплуатации стальных трубчатых воздухоподогревателей, является коррозия нижней части их труб. Регенеративный воздухоподогреватель (рис. 8.3.2) представляет собой вертикальный цилиндрический барабан 2, заключенный в неподвижный цилиндрический корпус 3 и заполненный набивкой 4, выполненной из гофрированных стальных листов толщиной 0,5–1,25 мм. Вдоль оси барабана проходит вал 5, фиксированный в подшипниках 6 и приводимый во вращение от электродвигателя 8 небольшой мощности. Дымовые газы и воздух подводятся к корпусу 3 и отводятся от него коробами 1, причем обычно дымовые газы проходят через один полуцилиндр корпуса 3 сверху вниз, а воздух – через другой полуцилиндр снизу вверх. Ротор 2 вращается со скоростью 2–5 об/мин, вследствие чего все элементы его набивки попеременно нагреваются проходящими между ними дымовыми газами или охлаждаются потоком воздуха, отдавая ему тепло, полученное от дымовых газов. Достоинства регенеративного подогревателя заключаются в его компактности и малом весе. Недостатками являются более высокая по сравнению с трубчатым воздухоподогревателем трудоемкость изготовления, а также трудность создания надежных уплотнений 7, препятствующих перетеканию воздуха в га-

зовую сторону воздухоподогревателя и дымовых газов помимо насадки. По этой причине присос воздуха в регенеративном воздухоподогревателе оказывается большим, чем в трубчатом. В регенеративном воздухоподогревателе можно нагревать воздух до 200–250° С. Преимущественная область применения регенеративных воздухоподогревателей – котельные агрегаты большой мощности, в частности предназначенные для сжигания газа и мазута. К котлу устанавливают два или более воздухоподогревателя, включенных параллельно.