2.7.4. Водяні економайзери
У водяних економайзерах
нагрівають живильну воду, що надходить
після живильних насосів з температурою,
близькою до температури в деаераторі
(якщо в тепловій схемі ТЕЦ відсутній
підігрівник високого тиску для живильної
води) до кінцевої температури
.
Економайзери бувають киплячого і некиплячого типу. В економайзерах киплячого типу живильна вода не лише нагрівається до температури насичення, що відповідає тиску на виході з економайзера, але разом з водою виходить до 3 % масових пари, що утворилась при кипінні води в економайзері.
В економайзерах некиплячого типу живильна вода на виході з економайзера має температуру, яка на 20÷30 оС нижча температури насичення при тиску води на виході з економайзера.
Джерелом теплоти для нагрівання води в економайзері є гарячі димові гази, що надходять після пароперегрівника.
Водяний економайзер – теплообмінник з поверхнею нагріву, виконаною зі стальних чи чавунних труб, та примусовим рухом води всередині труб і димових газів між трубами.
Для компонування поверхні нагріву чавунних економайзерів використовують чавунні ребристі труби довжиною 2÷3 м з квадратними фланцями на кінцях. Умовний діаметр чавунних труб DУ=50 мм. З’єднуються труби між собою відлитими з чавуна колінами – “калачами”.
Швидкість води в чавунних трубах повинна бути не менше 0,3 м/с, а газів між трубами – 6÷9 м/с.
Компонується чавунний економайзер із секцій, що має 8÷10 горизонтальних рядів труб. Між секціями передбачається вільний проміжок 600÷800 мм для розташування обдувочних пристроїв.
Чавунні економайзери компактні, стійкі щодо внутрішньої та зовнішньої корозії. В той же час вони мають невелику міцність та нестійкі щодо ударних механічних навантажень. Тому не допускається кипіння води в чавунних економайзерах, оскільки, за певних режимів їх експлуатації при наявності пари можливі гідроудари і руйнування труб.
Чавунні економайзери бувають лише некиплячого типу і їх застосовують для котлів з робочим тиском до 24 бар.
При робочому тиску більше 24 бар застосовують лише стальні змійовикові економайзери, які виготовляють зі стальних цільнотягнутих труб зовнішнім діаметром 28, 30, 32, 38 мм.
Стальні змійовикові економайзери комплектують пакетами висотою 1÷1,5 м, передбачаючи між пакетами проміжок висотою 600÷800 мм для облаштування лазів і забезпечення доступу до труб економайзера.
Швидкість води в трубах має бути не меншою 0,7÷0,8 м/с, щоб потік води зносив бульбашки газів і пари.
В промислових котлах, як правило, застосовують розглянуті вище типи економайзерів. Для утилізації теплоти димових газів запропоновані конструкції контактних економайзерів, в яких нагрівання води здійснюється шляхом безпосереднього контакту чистих гарячих димових газів з водою.
2.7.5. Повітряпідігрівники
Подальше використання теплоти димових газів, що виходять після водяних економайзерів, здійснюють в повітряпідігрівниках, де нагрівається необхідне для спалювання палива повітря, і які встановлюють в парових котлах, продуктивністю більше 10 т пари за годину.
Температура повітря, яку необхідно одержати після повітряпідігрівників, залежить від типу палива та способу його спалювання.
Для шарового спалювання твердого палива необхідна температура повітря складає 200÷250 оС.
При камерному спалюванні кам’яного вугілля – до 400 оС, а при камерному спалюванні антрациту – 400÷450 оС.
При спалюванні газу і мазуту температура гарячого повітря має бути 250÷300 оС.
В промислових котлоагрегатах, як правило, використовують рекуперативні повітряпідігрівники, в яких поверхня теплопередачі від димових газів до повітря виготовлена зі стальних труб внутрішнім діаметром 33, 38, 42, 46, 51 мм. Вони встановлюються вертикально і кріпляться до верхньої і нижньої решіток.
Всередині труб рухаються гази зі швидкістю 10÷14 м/с, між трубами, поперечно до них, рухається повітря.
Крім рекуперативних, особливо в парогенераторах великої енергетики, використовують регенеративні повітряпідігрівники. Він являє собою циліндричну конструкцію, яка обертається навколо осі і розділена на секції, що заповнюються гофрованими листами товщиною 0,6÷1,2 мм, якими утворюються щілини для почергового проходження через них димових газів і повітря при обертанні повітряпідігрівника. Гофровані листи сприймають теплоту від димових газів і віддають її повітрю, що нагрівається.