Котельные установки

ВОДЯНЫЕ ЭКОНОМАЙЗЕРЫ

Для снижения температуры Дымовых-сазод, уходящих из Котла, л подогрева~шГт5тёЖ1Юй йот^|Ш1,хёхевой„лоды .применяют в о д я Н ы е

Э ко н о м а Й з е р ы; нАзвание коТорых связано с экономией тодлйва^до.™

—при их. экономайзеры. изготовдяюх..нз чу-

Гунных или из" стальных труб.

Рис. 5-10. Блок чугунного водяного экономайзера ВТИ. 1 — каркас; 2 —перепускные трубы-калачи.'

Чугунные водяные экономайзеры применяют для подо­грева воды при давлениях до 2,3 МПа (23 кгс/см2). В этих экономайзе­рах нельзя допускать закипания воды, поэтому конечная температура воды, поступающей в котел, должна быть ниже на 20—40°С температу­ры насыщенного пара в котле. При закипании воды возможны гидрав­лические удары и разрушение чугунных труб.

Чугунный водяной экономайзер ВТИ, выпускаемый отечественными заводами, представляет собой поверхность нагрева, собираемую из го­ризонтально лежащих труб с наружным диаметром 76X8 мм, на кото­рых имеются поперечные ребра квадратной формы размером 150Х Х150 мм, расположенные с шагом по длине в 25 мм. Детально такая труба показана на рис. 5-9. Каждая из труб соединяется с другой (со­седней) трубой специальным чугунным коленом—«калачом» так, что вода последовательно проходит все трубы нижнего ряда, затем перехо­дит в следующий ряд и т. д. вплоть до верхнего ряда, откуда она на­правляется в барабан (рис. 5-10).

Ребристые трубы по концам имеют прямоугольные фланцы с канав­ками. Фланцы образуют боковые стенки. Присосы воздуха сквозь щели между фланцами устраняют закладкой асбестового шнура в канавки. Трубы могут иметь длину от 1500 до 3000 мм; соответственно поверх­ность нагрева каждой трубы составляет от 2,18 до 4,49 м2. Сведения

О конструкции чугунных водяных экономайзеров см. [Л. 13].

Компонуются чугунные водяные экономайзеры ВТИ в тяжелой и легкой обмуровке вертикальными колонками. Рациональна компоновка

А-А Б-Б

Б А■*—

Чугунного водяного экономайзера блоками, например, из труб длиной 2000 мм, собранными на специальном каркасе 1, с изоляцией и метал­лической обшивкой при массе блока от 3,7 до 16,2 т (рис. 5-10).

К нижней первой по ходу воды трубе и верхней последней присо­единяются специальные патрубки и коллекторы для установки армату­ры и приборов — воздушников, предохранительных клапанов, задвижек, •обратных клапанов, термометров и манометров.

Для очистки от внешних отложений, особенно между ребрами, чу­гунные водяные экономайзеры снабжаются устройствами, предназначен­ными для обдувки наружных поверхностей труб паром или сжатым воздухом (см. § 5-6). Так как обдувка эффективна на определенной глубине труб, чугунные водяные экономайзеры компонуются в группы от четырех до восьми рядов труб, между которыми оставляется разрыв около 700 мм, где расположен обдувочный аппарат (рис. 5-11).

Примеры компоновки блочных или выполненных в тяжелой обму­ровке водяных экономайзеров системы ВТИ с котлами ДКВР 6,5-13 и 10-13, работающими на твердом или газообразном топливе, показаны на рис. 5-12. В компоновках с верхним выходом дымовых газов одинаковы

Высота и глубина колонки. Экономайзеры соединены с последним газо­

Ходом котла металлическим, изолированным коробом. При скорости дымовых газов 6—8 м/с значение коэффициента теплопередачи в эко­номайзере составляет 16—19 Вт/(м2-К) или 14—16 ккал/(м2-ч-°С). Скорость воды в трубах чугунного водяного экономайзера следует вы­бирать от 0,5 до 1,0 м/с. Гидравлическое сопротивление может быть найдено из выражения, Па или кгс/м2:

Др=4,4ш2г, (5-1)

Или

Ар=4,55о>22. (5-2)

В выражениях:

Ш — скорость воды, м/с;

Г — число последовательно включенных труб, шт.

При растопке котлоагрегата с чугунным водяным экономайзером для охлаждения экономайзера подается питательная вода; пока котель­ный агрегат не имеет достаточной паровой производительности, нагре­тая в чугунном экономайзере вода сливается в деаэратор или бак с пи - 492

Тательной водой по так называемой «сгонной» линии. Это приводит к дополнительным потерям теплоты.

Чугунные водяные экономайзеры из-за большой толщины стенки труб более долговечны, чем стальные, даже при наличии внешней и внутренней коррозии труб. Это обстоятельство привело к их широкому распространению в небольших котельных установках. Основными недо­статками их являются большие удельные габариты и масса, обуслов­ленные невысокими значениями коэффициентов теплопередачи.

_ Ста л ьные экономайзеш*. Шве|жность_нагрева. водяногоэко^ номяйяеРя Для СрЕдних И высоких давлениЙ изГотовляется^изг~хггат?1Шгх труб Небольшого диаметра в виде" змеевйковГ сходнЫх со зМеевиками

Пароперегревателя. В стальном водяном экономайзере подогрев воды

МожнО'теущестЕ^

ПрйШдтаётш~к‘барабану вода в^конпмайзепе. можехде. только наГре-

Повышение температуры питательной воды в системе регенерации теплоты, рост давления, тщательная деаэрация воды и экранирование топок привели к созданию конструкций стальных водяных экономайзе­ров (некипящих и кипящих). Первые могут быть выполнены из змееви­ков в виде одного пакета, вторые рекомендуется выполнять из двух ча­стей—одна, в которой вода при всех режимах работы только подогре­вается, и вторая, где может происходить частичное испарение воды.

Для уменьшения габаритов стальные водяные экономайзеры вы­полняются из гладких труб с наружным диаметром 26, 28, 30, 32 и 38 мм. Имеются предложения выполнять стальные водяные экономай­зеры из труб с ребрами и плавниками.

Для интенсификации теплообмена и уменьшения наружного загряз­нения гладких шахматно расположенных труб их относительный шаг поперек потока газов ai =2,3—3,0, что позволяет разместить между змеевиками опоры или подвески для труб, а шаг по глубине аг принять равным от 1 до 1,5. Одинаковые проходы для газов образуются, если у пучка труё

Si—(1^=2 (sr2—^н) j (5-3)

Где s'z — шаг труб по диагонали, мм. Радиусы гибов труб принимают равными от 1,5 до 2,0dH-

13—53 193

Щение ДЫМОВЫХ газов в стальЕ эконома и5ер ах_ о^чнсГ_ осуществляется сверху

Вниз; ширина* газохода........ -

Принимается. рлвнШ ^щи - _ ринё котла. Для получе­ния необходимых скоро­стей газов изменяют глубину газохода. Для предохранения труб во­дяного экономайзера от золового износа, возни­кающего при сжигании многозольных пылевид­ных топлив, скорость ды­мовых газов ограничива­ется в пределах 7—

10 м/с.

Поверхность нагрева ста льного— водяного^ эко­номайзера обычно рас - ^ пределяют по высоте на пакеты, каждый из ко­торых не должен быть

Больше 1000—1200 мм. Между пакетами оставляют промежутки в 500— 600 мм для возможности ремонта. По ширине газохода трубы водяного экономайзера закрепляются стойками (рис. 5-13), изготовленными из. уголковой стали. Стойки опираются на изолированные и охлаждаемые воздухом балки, сваренные из швеллеров и закрепленные на каркасе. Концы змеевиков около кладки для за­щиты от золового износа покрываются специальными накладками (рис. 5-14).

Скорость воды для смыва пузырьков воздуха или пара с внутренней стенки труб стального водяного экономайзера должна быть при номинальной^ нагруз­ке около 1,0 м/с и не уменьшаться ниже 0,4 м/с при движении “Воды сни­зу вверх.

На питательном трубопроводе м3/мвт до стального водяного экономайзера должны быть установлены запорный вентиль или задвижка, обратный кла­пан и при производительности котла более 0,56 кг/с (2 т/ч) автоматиче­ский регулятор питания. Кроме того, на нижнем коллекторе должны быть установлены запорные органы и тру­бопроводы для спуска воды, на верх­нем— для удаления воздуха, а в удобных местах — устройства для от­бора проб воды и измерения темпера­тур и давления.

Для сопоставления массы и габаритов чугунных и стальных водя­ных экономайзеров при равном тепловосприятии приведен рис. 5-15, по­казывающий значительное превышение габаритов и массы чугунного водяного экономайзера по сравнению со стальным.

Стоимость же единицы поверхности нагрева стального и чугунного водяных экономайзеров ниже, чем стоимость единицы испаряющих по­верхностей нагрева.

Поэтому для подогрева питательной воды до кипения применяют экономайзерные поверхности нагрева, выполняемые из труб с чисто по­перечным омыванием дымовыми газами.