Экономайзер котла: что это такое, устройство и принцип работы

Назначение и способы изготовления экономайзера для котла отопления

Для пользователей автономных котлов реальность такова, что при номинальном КПД 90–95 %, справедливом при эксплуатации в идеальных условиях, на практике он часто не превышает 80–82 %. Поэтому многие пытаются повысить эффективность оборудования разными способами, в т. ч. установив экономайзер.

Читайте в статье

Что из себя представляет экономайзер для котла

Экономайзер котла (утилизатор теплового выхлопа) – это теплообменный агрегат, который повышает КПД устройства за счёт уже отработанной энергии.

Так выглядит стандартный простой экономайзер.

Фактически он принимает на себя тепло отводных продуктов горения (дымовых газов), которое выделяется в процессе работы практически любого котла (в т. ч. твёрдотопливного и газового), аккумулирует его и направляет изначальному теплоносителю для дополнительного полезного использования.

Так выглядит простой экономайзер для бытового котла

Что это такое и для чего нужен

По сути, экономайзер является опциональной деталью для котла, которая добавляет возможность предварительного нагрева теплоносителя без использования основной (высвобождаемой при сгорании топлива) тепловой энергии оборудования, что помогает максимально оптимизировать его работу:

  • избежать загрязнения воздуха – предотвращение выброса перегретых (угарных) газов способствует сохранению экологической и гигиенической чистоты;
  • продлить срок службы оборудования – быстрый нагрев и поддержание тепла позволяет не допускать пагубных для котла резких перепадов температуры;
  • уменьшить затраты на отопление – снижение потребления энергоносителей (на 4–18 %) в конечном итоге приводит к заметной экономии денежных средств.

Таким образом, в связке с автономными котлами большой мощности стоимость экономайзера окупается уже через 2–3 года постоянного использования.

Конструкция и принцип работы

В базовом исполнении устройство экономайзера представляет собой многоступенчатую систему трубок змеевидной или зигзагообразной формы. Эти трубки объединяются по несколько секций (общей конфигурации) в один блок, который в целях безопасности обшивается теплоизоляционным каркасом.

В нижней части конструкции находится впускная труба для подачи воды, а сверху – выпускная труба для забора теплоносителя. Также, непосредственно перед впускной линией монтируется предохранительный клапан : его главное назначение – защита мест соединения труб от резких скачков давления (гидроудара).

Выхлопные газы отдают тепло экономайзеру, встроенному в систему выхлопа.

Принцип работы экономайзера заключается в создании противоточной схемы движения нагреваемого элемента и уходящих дымовых газов: вода принудительно (насосом) нагнетается и последовательно идёт вверх, а продукты сгорания, наоборот, направляются вниз, что обеспечивает лучший теплообмен.

Виды экономайзеров

Процесс взаимодействия с теплоносителем, отличающий разные модели экономайзеров, позволяет отсортировать их по 2 основным направлениям:

  • поверхностные экономайзеры – нагревают воду перед её поступлением в котёл (питательные) или воду, попадающую, непосредственно, в систему отопления (теплофикационные), через передачу энергии тепла от поверхности стенок каналов;
  • контактные экономайзеры – нагревают теплоноситель за счёт прямого контакта высокотемпературных дымовых продуктов с водой, которая обязательно деаэрируется и применяется для горячего водоснабжения, в т. ч. технологического.

В зависимости от температуры внутренней среды экономайзер может быть как средством дополнительного подогрева, так и полноценным нагревателем:

  • экономайзер кипящего типа – доводит температуру воды на выходе вплоть до точки полного насыщения, т. е. кипения (соответствующей уровню давления в котле), по достижению которой происходит частичное (15–25 %) парообразование;
  • экономайзер некипящего типа – ограничен температурой воды при входе на 5–10°C выше точки конденсации дыма, а также при выходе ниже точки кипения на 20–30°C для индивидуального оборудования и на 40–50°C для группового.

Эти агрегаты требуют разного функционального обеспечения: так, например, «некипящий» тип обязательно дополняется коллекторами, термометрами, реле управления, манометрами и другими подобными устройствами, а «кипящий» – сгонными и обводными линиями, освобождающими пути выхода в барабан котла.

Также экономайзеры классифицируются по материалу изготовления труб, которым определяется их возможность работы с высокими температурами:

  • стальной экономайзер – устанавливается на котлы с любым давлением и может быть как «кипящим», так и «некипящим». Изготавливается из гладких змеевиков (dH=20–40 мм), размещаемых, обычно, в шахматном порядке (реже – в коридорном). Единственный существенный недостаток – склонность к коррозии.
  • чугунный экономайзер – обладает устойчивостью к физическому и химическому воздействию, но подходит для котлов с давлением не более 2,4 МПа и бывает только «некипящим», т. к. кипение разрушит его. Состоит из оребрённых труб (dH=60–80 мм), которые компонуются на поверхности нагрева в 1 или 2 колонки.

С целью повышения тепловосприятия и большей компактности предусмотрено также совершенствование конструкции стального экономайзера:

  • плавниковый экономайзер – собирается изначально из труб плавникового профиля или обычных гладких труб с приваренными прямоугольными плавниками;
  • мембранный экономайзер – изготавливается вручную из гладкотрубных змеевиков, ровные участки которых закрываются сплошными стальными листами.

Эти виды имеют свои преимущества: при одинаковом расходе металла и энергии на тягу трапециевидная поверхность нагрева уже округлой на 25–30 %, что в целом позволяет уменьшить габариты и вес экономайзера на 40–50 %, а кроме того полосовая сталь дешевле трубной, т. е. финансовая экономия очевидна.

Инструкция по изготовлению водяного экономайзера для парового котла

Если под рукой есть набор нержавеющих труб, устройство для их сгибания и сварочный аппарат, то можно попробовать самостоятельно произвести расчёт всех параметров и изготовить простой водяной экономайзер парового котла своими руками.

Ориентироваться можно на чертёж типовой конструкции стального агрегата.

Схемы конструкции

Типовые конструкции экономайзеров набираются из гладкотрубных змеевиков длиной 1820 мм, диаметром 28×30 мм и радиусом гиба 50 мм. Сами места гибов отклоняются в угол на 5°, что позволяет разместить рядом несколько змеевиков и создать более высокоплотный пучок с шагами S1=70 и S2=50 мм. На фото ниже представлены стандартные подробные чертежи.

Читайте также:
Шкафчики для детского сада, какие бывают и основные требования к ним

Схема экономайзера с двумя размещёнными в единой плоскости змеевиками. Схема экономайзера с тремя размещёнными в единой плоскости змеевиками.

Рекомендации по сборке

Компоновку домашнего водяного экономайзера рекомендуется проводить по 3–8 труб в одном ряду, при этом в каждый объединённый пакет оптимально включать только по 8–10 рядов, а их высота не должна составлять более 100 см для тесного размещения и 150 см для относительно редкого размещения труб.

Между пакетами предусматриваются лазы по 550–600 мм, что облегчает осмотр и ремонт экономайзера. Кроме того нужно рассчитывать сборку так, чтобы обдувочному аппарату не пришлось охватывать более 4 труб в горизонтальном ряду и более 8 самих рядов – это обеспечит хорошую очистку поверхности нагрева.

Монтаж и подключение к котлу

Наиболее компактные бытовые экономайзеры можно монтировать на весу, в остальных же случаях конструкцию монтируют на пол. При покупке экономайзера завод-изготовитель сам формирует блоки и уже в таком виде поставляет, поэтому в этом случае можно сразу приступать к монтажу:

  1. Подготовить фундамент, проложив его листовым или шнуровым асбестом.
  2. Собрать конструкцию и калачами объединить отдельные блоки друг с другом.
  3. Сварить корпус устройства и приварить импульсные камеры к патрубкам.
  4. Единым швом приварить газовый короб с взрывозащитным клапаном.
  5. Подвести короб по каналу питательного трубопровода к отопительному котлу.
  6. Установить систему импульсной очистки (если она предусмотрена проектом).

Газовый короб с предохранительным клапаном приобретается отдельно.

Перед вводом в эксплуатацию обязательно осматриваются все швы и соединения, а также проводятся гидравлические испытания. Если обнаруживается несовпадение отверстий под болты у трубы и калача, то необходимо поднять секцию до нужного уровня и при помощи прокладок закрепить в этом положении.

При установке параллельных коллекторов с 2 или 3 подводами нужно устанавливать (с обеих сторон) стальные конусные и паронитовые прокладки.

Экономайзер, как и другие хвостовые поверхности котла, желательно крепить сзади – в самом конце газового тракта (за 3–5 м до стены). Но если ввиду ограниченности пространства это сделать не получается, то можно сместить его на одну из боковых сторон (при выборе свободного направления отвода газов).

Обслуживание и ремонт

Конструкция экономайзера довольно примитивная, поэтому в нём просто нечему ломаться. Главная опасность – нарушение герметичности системы, при котором перестаёт поддерживаться необходимый для работы уровень давления и может появиться течь. Эта проблема решается путём заделывания дыр сваркой.

Способы очистки экономайзера

Внешняя очистка агрегата осуществляется обдувочным аппаратом, а для внутренней очистки был изобретён специальный способ – «продувка водой»:

  1. В барабан котла подаётся горячая питательная вода, вырабатывается пар.
  2. Продувочная вода по трубопроводу подаётся в обмывочный аппарат.
  3. Аппарат в свою очередь направляет воду на внутреннюю поверхность нагрева.
  4. Под давлением поверхность очищается от слипшихся топливных отложений.

Использование продувочной воды повышает экономичность и надежность оборудования, а также снижает риск образования сернокислотной коррозии.

В заключении стоит отметить, что экономайзер водогрейного котла – это, конечно, сравнительно новое в бытовом плане устройство, но, как показывает опыт промышленного использования, именно концепция его развития является наиболее перспективой для повышения прямой теплоотдачи даже небольших котлов.

Для чего нужен экономайзер котла и можно ли сделать своими руками

Экономайзер котла — это такое устройство, которое имеет большую историю эксплуатации. Название свое он берет от английского слова «economize» — «сберегать», а развитие получил в 1893 году месте с созданием в России первого водотрубного парового котла Шухова.

Сегодня такие агрегаты применяются повсеместно, когда вода подогревается в регенеративном цикле, начиная от индивидуального отопления до крупных энергетических систем генерации. Без использования этого простейшего устройства невозможно получить КПД котлоагрегатов на уровне 90-95 %.

  • 1 Для чего нужен экономайзер
  • 2 Принцип работы
  • 3 Как сделать своими руками
  • 4 Установка экономайзера в системе

Для чего нужен экономайзер

Экономайзер экономит расход топлива, за счет использования тепла уходящих газов из топочного пространства котлоагрегата, при этом они теряют свою температуру на нагрев воды поступающей в котел. Чем больше температура питательной воды и меньше температура уходящих газов, тем выше КПД котла.

Рассчитывают поверхности нагрева экономайзера таким образом, чтобы температура газов на выходе из него была не ниже 55 С, во избежание образования конденсата в хвостовой части котла. Это очень негативное явление, поскольку при наличии воды из дымовых газов выделяется агрессивная серная кислота, разрушающая металлические поверхности нагрева.

Для увеличения теплосъема с единицы площади экономайзера, его трубную часть располагают в шахматном порядке или в виде пакетов змеевиков. Такая конструкция замедляет скорость движения уходящих газов, в связи, с чем увеличивается теплоотдача и газовая среда лучше нагревает воду.

Принцип работы

Для того чтобы максимально забрать теплоту дымовых газов разработчики решают две задачи:

  1. Замедление скорости движения газов в межтрубном сечении поверхности нагрева.
  2. Увеличение контакт дымовых газов через развитую поверхность нагрева экономайзера.

Для этого конструкционно экономайзер выполняют из пакетов труб с продольным оребрением. Такие трубы соединяются между собой по движению воды дугами. Пакеты устанавливаются в металлическом каркасе на расстоянии, достаточном для прохода газов.

В барабанных паровых котлах питательная вода в экономайзер поступает при помощи питательного насоса с давлением выше рабочего давления пара в котле. Вход осуществляется через специальные коллекторы. Вода и дымовые газы движутся по принципу противотока, то есть навстречу друг другу. Вода идет по трубному сечению, а газы по межтрубному.

Во фланцах оребренных труб устроены специальные канавки, в которые закладываются шнуровой асбест для защиты от перетоков газа. Движение уходящих газов принудительное и обеспечено разряжением, создаваемое дымососом.
Виды экономайзеров и их конструкция

Читайте также:
Чем и как заделать трещины в асфальте своими руками

В теплоэнергетике применяют различные виды экономайзеров, которые различаются по виду нагрева среды, материалу поверхности и вариантами компоновки:

  1. Кипящего и некипящего типа.
  2. Газовые промышленные, установленные в паровых или водогрейных котлах.
  3. Изготовленные из стали или чугуна.
  4. По взаимодействию с дымовыми газами — контактные и поверхностные.
  5. По форме труб — ребристые и гладкотрубные.

Кипящие (стальные) и некипящие (чугунные) экономайзерные устройства различаются максимальной температурой нагрева питательной воды. Чугун отличается стойкими антикоррозионными и износостойкими качествами и способен вынести сильные гидроудары и механические усилия.

Но в нем нельзя нагревать воду до температуры кипения. Чугунные трубы при кипении воды лопаются. Процесс сопровождается резким снижением давления в паросиловом тракте котла, интенсивном парообразовании оставшейся воды, что приводит к взрыву парогенератора.

Стальные пакеты формируются трубами с диаметрами от 32 до 40 мм, установленных в шахматном порядке на общем каркасе, который не только закрепляет пакеты с необходимым просветом для прохода дымовых газов, но и несет весовую нагрузку многотонной конструкции.

На практике такая система способно выдержать повышенное давление и высокие скорости среды. Единственным недостатком, мешающим повсеместному использованию — является, низкие антикоррозионные свойства стали.

Поэтому для этого типа используются дорогостоящие марки нержавейки, их применение выбирают только, когда это экономически оправдано.

Как сделать своими руками

Монтаж экономайзера в домашних условиях вполне оправдан, поскольку в индивидуальных отопительных устройствах не используют среды с высокими параметрами по давлению и температуре, а значит, нет жестких требований по материалам и конструкции установки.

Технические условия для устройства экономайзера для автономного отопления:

  1. Выбирают тип металла для конвекторной системы. Лучший вариант — пищевая сталь, которая увеличивается КПД и срок эксплуатации экономайзера. Не рекомендуется к использованию оцинкованной стали, поскольку при температуре свыше двухсот градусов, начинается процесс выделения токсических веществ.
  2. Учитывают диаметр трубы, который обязан соответствовать размерам дымоотвода.
  3. На внешней поверхности наваривают газовые карманы, для циркуляции. Их обычно выполняют из труб малого диаметра, пластин профиля.

Для выполнения монтажных работ используют сварочный агрегат и делают нарезку труб:

  1. Основная труба для корпуса, с диаметром равным дымоходу – 0.5 м;
  2. Труба вспомогательная диаметром 32-50 мм, длиною на 10 см короче основной, до 8 штук.

Порядок выполнения работ:

  1. Трубы с меньшим диаметром приваривают по кругу на равном расстоянии внутри основной трубы.
  2. Основную трубу термостойким герметиком соединяют с дымоходом и«надевают» для защиты базальтовый кожух.
  3. Поверхность обрабатывают чёрной жаропрочной краской, для повышения теплоотдачи.
  4. Можно для корпуса использовать трубу – 1 мм и лист металла — 0,5 мм. К трубе прикрепляют карманы из листа, сформировав равные волны и закрепив их клёпками. Работы проводят без использования сварочного агрегата.
  5. Устройство размещают у основания дымохода.
  6. Рядом с экономайзером не должны находиться легковоспламеняющиеся предметы.

Установка экономайзера в системе

Поставка заводских экономайзеров происходит блоками. Перед монтажом изготавливают усиленный фундамент, способный нести нагрузку не только от трубных пакетов, но и от водяной среды. Блоки соединяют между собой по водному потоку калачами, а каркас закрепляется сваркой.

Импульсные камеры соединяются приваренными патрубкам. Безопасность газового короба усиливают взрывными предохранительными клапанами. Системы импульсной очистки устанавливается согласно проекту и расчетным схемам обвязки.

Во время монтажа между фундаментом и корпусом прокладывают асбест для плотности конструкции от поступления дымовых газов. Сверху приваривают по контуру стальную полосу, для противодействия выдувания уплотнений.

Порядок крепления экономайзера. Нижнюю раму приваривают к закладным элементам, установленным от камер газоимпульсной очистки. По окончанию монтажа устройства, проводят гидравлическое испытание.

Параметры давления в МПа и технология испытаний регламентируются заводом-изготовителем и должны соответствовать государственным нормам и правилам безопасной эксплуатации, предъявляемых к подобным сосудам.

Таким образом, подводя итог, можно отметить, что экономайзер служит для повышения эффективности котлоагрегата, конструкционно он не является сложным для изготовления его своими руками в домашних условиях.

Небольшие экономайзеры получили широкое распространение в отопительных бытовых системах бань, прачечных комплексах, больницах и общественных учреждениях.

Экономайзер котла: что это такое, устройство и принцип работы

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.

  1. Экономайзер для котла: что это
  2. Зачем нужен
  3. Принцип работы и конструктивные особенности
  4. Разновидности экономайзеров
  5. Как изготовить экономайзер для парового котла
  6. Схемы экономайзера
  7. Советы по сборке
  8. Установка и подключение к котлу
  9. Ремонт и обслуживание
  10. Чистка экономайзера
  11. Поломки экономайзера паровых котлов низкого давления
  12. Видео об экономайзере котла
  13. Задачи и предназначение экономайзера

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.

Читайте также:
Создаем дизайн беседки

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

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”)

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

  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

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

  • Плавниковый экономайзер. Он изготавливается вначале из трубок плавникового профиля с закрепленными плавниками прямоугольной формы.

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

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

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.

Читайте также:
Электробур для земляных работ: предназначение, выбор, цена

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.

Работа экономайзера

Приблизительное время чтения: 5 минут

Содержание:

Уменьшение затрат, связанных с энергоресурсами, увеличение сроков эксплуатации, максимальная простота в обслуживании, внедрение новых технологий, одинаково важно для крупных и малых предприятий, а также для конечного пользователя.

Назначение экономайзера котла

Это устройство позволяет получить существенную экономию топлива, которое затрачивается для нагрева воды (иногда с целью получения пара), используемой для отопления, и предусматривает использование энергии отходящих газов, которая до его внедрения не использовалась.

Паровой и водогрейный котёл являются результатом современного развития котельных агрегатов.

В самом начале своего появления котёл являлся примитивным устройством.

Не существовало технологии отвода пара и был не изучен принцип подъема КПД за счет увеличения поверхности нагрева в топке.

Позже, к котельному агрегату были добавлены пароперегреватель, экономайзер, воздухоподогреватель и другие элементы.

Принцип подогрева основан на прохождении по трубам газов из топки.

Трубы имеют змеевидное или шахматное расположение с целью увеличения теплообмена. На электростанциях принцип работы котла аналогичный, с тем отличием, что забор пара происходит за счет мощной паровой турбинной установки.

Применение паровой турбины увеличивает КПД на 10-15 %.

Продукты сгорания, а именно: мазут, уголь, природный газ, имеют различную влажность. Это связано с содержанием в них таких элементов, как углекислый газ и серная кислота.

И в зависимости от этого параметра, разное количество газов выделяется в процессе сгорания. Эти газы и использует экономайзер для повторного применения, тем самым уменьшая их выброс в атмосферу и повышая КПД всей системы.

Что такое экономайзер в котельной?

Итак, что такое экономайзер в котельной? В зависимости от принципа действия, материала, степени подогрева воды и условиям компоновки, типа нагрева поверхности устройства делятся на:

  • чугунные и стальные;
  • кипящие и некипящие;
  • водогрейные и паровые;
  • поверхностные и контактные;
  • гладкотрубные и ребристые.
Читайте также:
Чем отмыть грунтовку? Чем оттереть стекло и ламинат, пластиковый подоконник и линолеум, удалить со стен и плитки на полу

Все виды имеют множество различных исполнений, что связано с технологией их применения, а также со свойствами материала, который позволит взаимодействовать с паром и учитывать поведение различных сред.

Экономайзеры представляют собой змеевидные оребренные трубы, которые имеют фланцы, необходимые для соединения с другими трубами с помощью стальных калачей, впускной и выпускной коллектор, опору, на которой стоит вся конструкция, датчики уровня воды, предохранительные клапаны и вентили, термометр, манометр, вентили и клапаны.

Устройство разбивается на пакеты высотой до 1 м. Расстояния между пакетами 55 – 60 см.

Принцип работы и особенности применения

Поверхностные экономайзеры. Самый простой вид. Они имеют ограничения по температуре применения и малый КПД.

Контактные – применяются для обеспечения водоснабжения в местах общественного пользования, банях, прачечных. Они устанавливаются в дополнение к поверхностным устройствам. Для их работы монтируются промежуточные теплообменники.

Поверхностные – бывают питательные и теплофикационные. В первом случае вода нагревается сначала для самих котлов, во втором – сразу для систем отопления. Теплофикационный расходует больше воды, чем поверхностный.

Чугунные экономайзеры характеризуются долговечностью и стойкостью к различным видам разрушений (механическим, химическим).

Однако, давление в трубах не должно превышать 2,4 МПа, следовательно, не могут быть «кипящими». Имеются также и некоторые другие особенности при проектировании этого вида устройств.

Их недостатками являются: низкая теплопередача, большие размеры, по сравнению с другими видами (сказывается на габаритах самой конструкции, затратах при производстве и установке); несмотря на свою устойчивость к механическим повреждениям, имеют малую защищенность к гидравлическим ударам; сложность в обслуживании, которая характеризуется быстрым загрязнением сажей и золой, что также ухудшает экономические и тепловые показатели.

Чугунные экономайзеры получили широкое распространение из-за своей практичности и долговечности, но на данный момент вытесняются из производства стальными с большим диапазоном применения.

Стальные системы применяются в котлах, работающих на газообразном топливе, где избыточное давление пара превышает 23 кгс/см?.

Существуют определенные требования к температуре воды на входном коллекторе такого устройства, она не должна быть ниже определенного значения. Для каждого вида топлива это разное значение.

Кипящие: в них питательная вода, примерно, на 20% превращается в пар. Из-за большого давления пара, кипящие экономайзеры в большей степени подвержены коррозии, поэтому скорость воды в трубах такого устройства должна быть не меньше 1 м/с.

Некипящие не выдерживают высокого давления, пар из системы отводится. В остальном, они не имеют существенных отличий от кипящих.

Принцип работы экономайзеров имеет ряд особенностей в зависимости от вида устройства и условий эксплуатации, которые необходимо знать при проектировании и выполнении расчетов.

В настоящее время выполняются технические и технологические работы по усовершенствованию экономайзеров для котлов.

Спектр исполнения устройств очень велик, а их практическое применение обеспечивает ряд неотъемлемых преимуществ, таких как: увеличение КПД, экологическую безопасность окружающей среды, снижение степени эмиссии вредных газов в атмосферу.

Экономайзер котла — назначение, суть работы, и как установить его самостоятельно

Сегодня всё чаще обогрев частных домов производится автономной системой отопления. Для повышения КПД работы таких систем, рекомендовано устанавливать экономайзер котла.

Мы расскажем — что это за прибор, как он устроен, и как работает. А так же, как произвести его подключение своими руками.

Описание конструкции

Экономайзер котла это теплообменник, его предназначение — нагревать воду теплом отходящих газов, перед подачей в магистраль. Цель аппарата — повысить эффективность отопительной системы, и снизить потребление энергоносителя.

Конструкция экономайзера состоит из:

  1. Основы — стальной нержавеющий трубопровод согнутый в змеевик. Трубы разбиты на секции, которые установлены в шахматном порядке.
  2. Труб — подачи и забора воды. Подающий трубопровод расположен внизу, а заборный — вверху.
  3. Предохранительного клапана — он монтируется перед выпускной линией. Его предназначение — защищать соединения от гидроударов при скачках давления.

Дополнительно устройство укомплектовано измерительными приборами, которые контролируют рабочие параметры и оповещают, при отклонении от нормы. К ним относится: датчик, манометр и т. д.

Виды экономайзеров

Существуют разные виды экономайзеров котлов отопления. Эти устройства отличаются материалом, принципом действия, типом нагрева и компоновкой.

«Кипящие» и «некипящие»

По температуре нагрева бывают:

  • «кипящими» — температура теплоносителя на выходе доведена до кипения, что приводит к частичному образованию пара;
  • «некипящими» — температура выходящей воды ограничена, она на 5 — 10 градусов выше уровня конденсации дыма, при этом происходит выведение пара из системы.

Чугунные и стальные

Изделия из чугуна и стали подходят практически для всех видов котлов, в том числе для больших промышленных:

  • Стальные — рекомендованы для котельного оборудования с любым давлением, выдерживают гидроудары, бывают «кипящими» и «некипящими». Змеевик гладкий. Недостаток — подверженность коррозии.

Стальные приборы бывают:

  • плавникового типа — для их сборки используется плавниковый профиль или гладкие трубы, к которым привариваются прямоугольные плавники;
  • мембранного — гладкотрубный змеевик, ровные его места закрыты стальными листами.

  • Чугунные — устойчивы как физическому, так и к химическому воздействию, но могут выдерживать давление не более 2,4 МПа. Выпускаются лишь «некипящие», процесс кипения приведёт к разрушению устройства. Трубы ребристой поверхности.

Важно! Если водяной экономайзер из нержавеющей стали, то это продлевает срок службы прибора, так как он не подвержен коррозии. Но цена его дороже чугунного или стального.

Выпускаются также теплообменники из цветного металла. Используется такой экономайзер для бытового котла, так как он компактен и эффективен.

Читайте также:
Утепленная отмостка для мелкозаглубленного фундамента

Контактные и поверхностные

По взаимодействию с теплоносителем бывают:

  • поверхностными — нагрев воды осуществляется перед подачей в котёл (называются питательными) или в отопительную систему (теплофикационными), путём передачи теплоэнергии от стен аппарата;
  • контактными — нагрев теплоносителя осуществляется от непосредственного контакта с высокотемпературным дымовым продуктом.

Плюсы и минусы

Основные положительные стороны аппарата:

  • не загрязняет воздух — не происходит выброса угарных газов;
  • продлевает срок службы — быстро нагревает и поддерживает температуру, не приводит к резким температурным изменениям (температурные скачки отрицательно сказываются на оборудовании);
  • уменьшает расходы на отопление — понижается потребление энергоресурса на 4 — 18 %.

Кроме того, предварительный нагрев воды производится без применения основной теплоэнергии.

Недостаток экономайзеров для котлов — большой размер, поэтому требуется много места для установки.

Принцип работы

Принцип работы устройства схож с работой водяного или парового котельного оборудования — нагревает воду в замкнутом контуре. Отличие в том, что, нагрев воды в данном агрегате осуществляется продуктами горения, которые идут из дымохода.

Задача экономайзера для парового котла или водогрейного — создать противоточное движение теплоносителя и выходящего газа из дымохода. Вода принудительно, под действием насоса, направляется вверх по трубам, а продукты горения вниз по межтрубным проходам, что создаёт эффективный обмен теплом.

Газ, выходящий из дымовой коробки, поступает в полость теплообменника. Через газовый тракт, он стекает в камеру, где находится змеевик. Он омывается газом, который отдаёт своё тепло стенка змеевика. А те передают его теплоносителю, движущемуся по трубам.

Монтаж устройства

Экономайзер монтируется в основном на полу, исключение — компактные бытовые приборы, которые могут устанавливаться на стене.

Установка заводского агрегата состоит из следующих этапов:

  • Подготавливается фундамент — его надо проложить асбестом.
  • Собирается конструкция — блоки объединяются между собой.
  • Сваривается корпус, производится приваривание импульсных камер к патрубкам.
  • Для безопасности, к газовому коробу привариваются взрывозащитные предохранительные клапаны.
  • Агрегат подводится к котлу отопления питающим трубопроводом.
  • Производится установка системы импульсной очистки — если есть.

Перед вводом конструкции в эксплуатацию необходимо проверить все соединения, а затем провести гидроиспытание.

Обслуживание и ремонт оборудования

Экономайзер парового котла, как и водяного по конструкции простой, в нём практически ничего не ломается. Возможно только нарушение герметичности, что вызывает изменение давления и появление течи. Поэтому, необходимо делать периодический осмотр устройства на целостность, а также проверку работы датчиков. Если обнаружена течь, то это проблема легко решаема — надо заделать дырки сваркой.

В видео рассказывается как почистить экономайзер

Кроме того, требуется проводить внешнею и внутреннею чистку прибора. Для чистки снаружи используется обдувочное устройство. А для очищения изнутри применяется метод продувки водой:

  • в ёмкость производится подача горячей воды, при этом происходит вырабатывание пара;
  • вода по трубам поступает в обмывочный аппарат, который направляет её на стенки изнутри;
  • под воздействием давления, поверхность очищается от отложений.

Проблемы с экономайзерами паровых котлов

Есть существенный недостаток у экономайзеров для паровых котлов с низким давлением — выпадение конденсата. При разогреве пара выше допустимого уровня, увеличивается давление и возникает риск разрушения теплообменника.

Поэтому, чтобы агрегат и паровой котёл работали синхронизированно, обязательно необходимо обустроить систему безопасности и контроля.

Как изготовить устройство самостоятельно

Если у вас есть нержавеющие трубы и аппарат для сварки, то можно смастерить самим водяной экономайзер парового котла — это несложно.

В видео представлена модель самодельного экономайзера

Порядок работ следующий:

  1. На трубу, равную по диаметру дымоходу (она будет корпусом), нужно изнутри приварить трубы поменьше — диаметром 32-50 мм, и по длине меньше основного трубопровода на 10 см. Они крепятся по кругу, на одинаковом расстоянии друг от друга.
  2. Соединить корпус основной трубы с дымоходом с помощью термостойкого герметика и надеть базальтовый кожух.
  3. Обработать конструкцию жаропрочной краской — это повысит теплоотдачу.

Такие устройства подойдут для использования в бытовых отопительных системах, так как там показатели давления и температуры не очень высокие.

Коротко о главном

Экономайзер котла — это устройство, в котором нагрев теплоносителя для отопительной системы осуществляется теплом , выделяемым продуктами горения. Конструкция состоит из стальных или чугунных труб, имеющих форму змеевика. Прибор работает по принципу противоточного движения — вода идёт вверх, а отработанных газ вниз, что создаёт хороший обмен теплом.

Монтаж агрегата несложен, в обслуживании он также не прихотлив. По конструкции прибор простой, поэтому практически не ломается, единственная проблема может возникнуть при разгерметизации устройства. Но это быстро решить — заварив место течи. Основной минус — большой размер аппарата.

Как вы думаете, экономайзер для котла способен обеспечить экономию теплоресурса, а в конечном итоге и денежных средств?

Экономайзер: что это такое, устройство, принцип работы, назначение

Характеристики котельного оборудования совершенствуются в разных направлениях. Одни производители делают упор на расширение функциональности, другие осваивают новые системы управления, а третьи занимаются физической эргономикой. Но самым перспективным направлением считается оптимизация конструкции и процессов теплообмена. И в этом контексте особое значение имеет экономайзер. Что это такое? Это уже ставшая обязательной часть паровых котлов, которая позволяет экономить тепловую энергию, по сути, за счет вторичного использования. Впрочем, этот процесс следует рассмотреть подробнее.

Назначение и задачи экономайзера

Для начала стоит обратиться к системам пиролиза и котлам длительного горения. Их принцип работы базируется на вторичной переработке топлива, но цели ставит разные. В одном случае это повышение энергоэффективности котельного оборудования, а во втором – увеличение периода активности агрегата. В свою очередь экономайзеры котлов предназначены для оптимизации процессов теплообмена. В конечном итоге пользователь получает более экономный расход топливного материала при высокой теплоотдаче. Это может выражаться не напрямую, а, к примеру, в виде интенсивного образования пара. В более сложных когенерационных системах, где котлы связываются с электротехнической инфраструктурой, эффект экономайзера может быть отражен и в минимизации расходов электроэнергии. Но это касается в основном промышленного оборудования.

Читайте также:
Что делать? В скважину пошел песок

Очистка экономайзера

Котел — это оборудование, осуществляющее нагрев воды для преобразования ее в пар при помощи тепла, образующегося путем сжигания топлива (органического) электричества; горячих газов, которые образуются в результате различных технологических процессов.

Есть два вида котлов — водогрейные и паровые. Водогрейные используются для подогревания воды, которую используют для горячего отопления (в основном). Паровые котлы вырабатывают пар.

Основной проблемой использования котельного оборудования является качество подаваемой в котел воды. Вода негативно влияет на некоторые детали оборудования за счет взаимодействия с металлом, что провоцирует отложение солей и как следствие возникновение коррозийных процессов. Для предотвращения аварий необходимо проводить плановые проверки (2-3 раза в год). Именно поэтому очистка воды и самого оборудования является первостепенной задачей.

Экономайзер — это агрегат, который за счет уходящих газов нагревает питательную воду, подающуюся в котел, или нагревает воду, циркулирующую в отопительной и вентиляционной системе и системе водоснабжения. Служит для экономии.

Экономайзер внешне похож на змеевик, и вопрос чистоты — это важный критерий для нормальной работы всей системы в целом.

Очистка экономайзера проводится при помощи разных методов. Наиболее популярные — это механический, химический и гидродинамический методы.

Остановимся подробнее на каждом методе.

Очистка экономайзера механическим способом осуществляется посредством использования ручных и механических инструментов. К ручным инструментам относятся различные щетки и шаберы. Механические приспособления — это гибкий вал с головками (раскидными и нераскидными), работающий при помощи воздушной турбины или асинхронного электродвигателя. Довольно трудоемкий и долгий метод, однако всегда дает хороший результат.

Метод химической очистки. При данном методе нет необходимости в разборке оборудования. В каждом случае реагент и схема промывки подбираются в индивидуальном порядке. После проведения работ остатки реагентов нейтрализуются, а поверхность фосфатируется (покрывается антикоррозийным покрытием).

Гидродинамическая очистка экономайзера. Удаляет все загрязнения. Так же необходимо отметить экологичность и безопасность очистки, так как в качестве рабочего материала используется чистая вода, подающая на поверхность под большим давлением. Это щадящая очистка, так как оператор, работающий на ГУВД (гидроустановке высокого давления) регулирует величину давления.

Выбор метода, применяемого для очистки экономайзера, должен остаться за специалистами, так как только профессионалы знают и понимают, какое решение будет оптимальным и эффективным в каждом конкретном случае.

Заявку на проведение работ на вашем объекте вы можете оставить по телефону или посредством электронной почты.

Принцип работы агрегата

В процессе работы любого котла на твердотопливных элементах выделяется дым. Он имеет высокую температуру, поэтому можно констатировать, что вместе с этими потоками удаляется и тепло. Чтобы напрасно не расходовать выработанную энергию, инженеры и предложили экономайзер. Что это такое в составе котла? Это функциональный блок, который в некотором роде аккумулирует энергию дыма, преобразуя ее в нагрев воды. То есть не сам блок выступает преобразователем дыма, а вода, которая в него заливается. Далее она поступает в специальные резервуары для полноценного нагрева. Циркуляция воды в котельных теплообменниках является обычным явлением, но в данном случае реализуется именно предварительный нагрев без использования основной тепловой энергии оборудования.

Что из себя представляет экономайзер для котла

Экономайзер котла (утилизатор теплового выхлопа) – это теплообменный агрегат, который повышает КПД устройства за счёт уже отработанной энергии.


Так выглядит стандартный простой экономайзер.

Фактически он принимает на себя тепло отводных продуктов горения (дымовых газов), которое выделяется в процессе работы практически любого котла (в т. ч. твёрдотопливного и газового), аккумулирует его и направляет изначальному теплоносителю для дополнительного полезного использования.


Так выглядит простой экономайзер для бытового котла

Что это такое и для чего нужен

По сути, экономайзер является опциональной деталью для котла, которая добавляет возможность предварительного нагрева теплоносителя без использования основной (высвобождаемой при сгорании топлива) тепловой энергии оборудования, что помогает максимально оптимизировать его работу:

  • избежать загрязнения воздуха – предотвращение выброса перегретых (угарных) газов способствует сохранению экологической и гигиенической чистоты;
  • продлить срок службы оборудования – быстрый нагрев и поддержание тепла позволяет не допускать пагубных для котла резких перепадов температуры;
  • уменьшить затраты на отопление – снижение потребления энергоносителей (на 4–18 %) в конечном итоге приводит к заметной экономии денежных средств.

Таким образом, в связке с автономными котлами большой мощности стоимость экономайзера окупается уже через 2–3 года постоянного использования.

Конструкция и принцип работы

В базовом исполнении устройство экономайзера представляет собой многоступенчатую систему трубок змеевидной или зигзагообразной формы. Эти трубки объединяются по несколько секций (общей конфигурации) в один блок, который в целях безопасности обшивается теплоизоляционным каркасом.

В нижней части конструкции находится впускная труба для подачи воды, а сверху – выпускная труба для забора теплоносителя. Также, непосредственно перед впускной линией монтируется предохранительный клапан: его главное назначение – защита мест соединения труб от резких скачков давления (гидроудара).


Выхлопные газы отдают тепло экономайзеру, встроенному в систему выхлопа.

Принцип работы экономайзера заключается в создании противоточной схемы движения нагреваемого элемента и уходящих дымовых газов: вода принудительно (насосом) нагнетается и последовательно идёт вверх, а продукты сгорания, наоборот, направляются вниз, что обеспечивает лучший теплообмен.

Читайте также:
Чем отличается долото от стамески? Отличия углов заточки. Какие бывают модели и какая между ними разница?

Конструкция экономайзера

В простейших исполнениях экономайзер представляется комплексом трубчатых элементов, проходя по которым, вода или пар нагревается. Причем трубы имеют не прямые, а извилистые змеевидные и зигзагообразные формы. Несколько труб формируют один пакет. В каждом пакете набор трубчатых элементов располагается по одной общей конфигурации. Также устройство экономайзера предусматривает наличие изоляционных плит и металлических перегородок, которые разделяют пакеты. Изоляция нужна для обеспечения безопасности в процессе работы теплообменника.

Присутствует в конструкции и предохранительный клапан, который устанавливается непосредственно перед входной линией. Данная заслонка предназначена для защиты от гидроудара. В некоторых моделях котел отопительный имеет и предохранительный клапан в верхней части экономайзера. С этой стороны наличие защиты обуславливается риском повышения давления, при котором вода должна выпускаться наружу.

Разновидности по материалу изготовления

В основном используются чугунные и стальные конструкции. Чугун хорош тем, что имеет прочную износостойкую структуру, которая способна выносить гидроудары и механические воздействия. Но в таком корпусе не может использоваться высокотемпературный экономайзер. Что это такое? Это модели теплообменников, которые предусматривают не просто предварительный подогрев, но и доведение воды до высоких температур. Чугун в таких условиях может лопнуть без возможности восстановления.

Стальные модели формируются трубами с диаметрами в среднем от 30 до 40 мм. Их устанавливают в шахматном порядке на едином каркасе, который наделяет всю конструкцию прочностью. На практике котел отопительный с интегрированным стальным экономайзером способен выдерживать повышенные температуры и немалое давление. Единственным недостатком стали является предрасположенность к коррозии. Поэтому для экономайзеров используются особые дорогостоящие марки сплавов.

Особенности работы

Наиболее простые модели – экономайзеры поверхностного типа. Однако они характеризуются невысоким КПД, для них существуют определенные рамки рабочих температур. Подобные устройства бывают питательными и теплофикационными. Первые обеспечивают нагрев среды-теплоносителя для котлов. Теплофикационные отвечают за подогрев воды в отопительной системе. Они же превосходят по затратам, поскольку требуют большего объема жидкости для работы. При обеспечении водой мест общего пользования (бань, прачечных и пр.) чаще используют в котельных контактные устройства. Чтобы они функционировали, потребуется ввести в конструкцию теплообменники промежуточного типа. Такие агрегаты обычно устанавливают в качестве дополнительных для обеспечения работы поверхностных экономайзеров в котельной.

Чугунные устройства характеризуются устойчивостью к химическим и механическим воздействиям, долговечностью. Однако такие экономайзеры для котельных требовательны к давлению в системе, оно не должно превышать 2,4 мПа. Еще к недостаткам чугунных моделей стоит отнести:

  • крупные габариты;
  • чувствительность к гидроударам;
  • невысокие показатели экономичности и теплоэффективности. Обычно такое явление обусловлено тем, что оборудование быстро загрязняется продуктами горения;
  • низкая теплоотдача (в сравнении с конструкциями иных типов).

Однако именно эти экономайзеры пользуются спросом при комплектации котельных, поскольку отвечают сразу 2 важным требованиям: практичность и большой эксплуатационный ресурс.

Еще в последние годы обретают широкую популярность стальные агрегаты. Это универсальные экономайзеры, которые можно применять в различных условиях. Их используют в котельных, работающих на газу, при условии, что показатель избыточного давления не превышает 23 кгс/см2, а на входном коллекторе соблюден нормативный температурный режим. Еще одно отличие стальных экономайзеров от чугунных заключается в том, что вторые не бывают кипящими (в которых 20% воды преобразуется в пар). Они менее подвержены коррозии. В некипящих устройствах теплоноситель в газообразном состоянии выводится за пределы системы.

Особенности работы экономайзеров для котельных зависят от технологического оборудования и эксплуатационных условий. Например, в водонагревательных агрегатах, функционирующих на газу, роль этих установок выполняет топочная камера.

Разновидности по типу рабочей среды

Уже упоминалось, что экономайзер может выступать и как средство дополнительного подогрева, и как полноценный нагреватель. Разделение между этими видами теплообменников проходит по точке кипения. Соответственно, в одном случае выпускаемый дым может доводить до кипения воду в экономайзере, а в другом – слегка подогревать. Но есть и разница в функциональном обеспечении. Даже в простом исполнении «не кипящий» водяной экономайзер оснащается коллекторами, манометрами, реле управления, термометрами и другими устройствами, позволяющими контролировать состояние оборудования. Однако «кипящий» экономайзер, кроме перечисленной измерительной и регулирующей арматуры, также дополняется сгонными и обводными линиями. Кроме того, на выходных каналах могут отсутствовать некоторые фитинги и клапаны. Связано это с тем, что кипящая вода должна иметь предельно свободные пути выхода в котельный барабан.

Экономайзер в котельной

Главная / Автоматика котлов

Время на чтение: 3 мин

Экономайзер котла — это такое устройство, которое имеет большую историю эксплуатации. Название свое он берет от английского слова «economize» — «сберегать», а развитие получил в 1893 году месте с созданием в России первого водотрубного парового котла Шухова.

Сегодня такие агрегаты применяются повсеместно, когда вода подогревается в регенеративном цикле, начиная от индивидуального отопления до крупных энергетических систем генерации. Без использования этого простейшего устройства невозможно получить КПД котлоагрегатов на уровне 90-95 %.

  • 1 Для чего нужен экономайзер
  • 2 Принцип работы
  • 3 Как сделать своими руками
  • 4 Установка экономайзера в системе

Что из себя представляет экономайзер для котла

Экономайзер котла (утилизатор теплового выхлопа) – это теплообменный агрегат, который повышает КПД устройства за счёт уже отработанной энергии.


Так выглядит стандартный простой экономайзер.

Фактически он принимает на себя тепло отводных продуктов горения (дымовых газов), которое выделяется в процессе работы практически любого котла (в т. ч. твёрдотопливного и газового), аккумулирует его и направляет изначальному теплоносителю для дополнительного полезного использования.


Так выглядит простой экономайзер для бытового котла

Что это такое и для чего нужен

По сути, экономайзер является опциональной деталью для котла, которая добавляет возможность предварительного нагрева теплоносителя без использования основной (высвобождаемой при сгорании топлива) тепловой энергии оборудования, что помогает максимально оптимизировать его работу:

  • избежать загрязнения воздуха – предотвращение выброса перегретых (угарных) газов способствует сохранению экологической и гигиенической чистоты;
  • продлить срок службы оборудования – быстрый нагрев и поддержание тепла позволяет не допускать пагубных для котла резких перепадов температуры;
  • уменьшить затраты на отопление – снижение потребления энергоносителей (на 4–18 %) в конечном итоге приводит к заметной экономии денежных средств.

Таким образом, в связке с автономными котлами большой мощности стоимость экономайзера окупается уже через 2–3 года постоянного использования.

Конструкция и принцип работы

В базовом исполнении устройство экономайзера представляет собой многоступенчатую систему трубок змеевидной или зигзагообразной формы. Эти трубки объединяются по несколько секций (общей конфигурации) в один блок, который в целях безопасности обшивается теплоизоляционным каркасом.

Читайте также:
Чем отмыть грунтовку? Чем оттереть стекло и ламинат, пластиковый подоконник и линолеум, удалить со стен и плитки на полу

В нижней части конструкции находится впускная труба для подачи воды, а сверху – выпускная труба для забора теплоносителя. Также, непосредственно перед впускной линией монтируется предохранительный клапан: его главное назначение – защита мест соединения труб от резких скачков давления (гидроудара).


Выхлопные газы отдают тепло экономайзеру, встроенному в систему выхлопа.

Принцип работы экономайзера заключается в создании противоточной схемы движения нагреваемого элемента и уходящих дымовых газов: вода принудительно (насосом) нагнетается и последовательно идёт вверх, а продукты сгорания, наоборот, направляются вниз, что обеспечивает лучший теплообмен.



Назначение экономайзера котла


Это устройство позволяет получить существенную экономию топлива, которое затрачивается для нагрева воды (иногда с целью получения пара), используемой для отопления, и предусматривает использование энергии отходящих газов, которая до его внедрения не использовалась.

Паровой и водогрейный котёл являются результатом современного развития котельных агрегатов.

В самом начале своего появления котёл являлся примитивным устройством.

Не существовало технологии отвода пара и был не изучен принцип подъема КПД за счет увеличения поверхности нагрева в топке.

Позже, к котельному агрегату были добавлены пароперегреватель, экономайзер, воздухоподогреватель и другие элементы.

Экономайзером котлов называется такой элемент отопительной системы, который подогревает питательную воду перед ее подачей в котел. Принцип подогрева основан на прохождении по трубам газов из топки.

Трубы имеют змеевидное или шахматное расположение с целью увеличения теплообмена. На электростанциях принцип работы котла аналогичный, с тем отличием, что забор пара происходит за счет мощной паровой турбинной установки.

Применение паровой турбины увеличивает КПД на 10-15 %.

Настенные электрические котлы Protherm – это альтернатива газовому отоплению с целым рядом неоспоримых преимуществ!

Подробнее о деаэраторе дв, читайте здесь.

Продукты сгорания, а именно: мазут, уголь, природный газ, имеют различную влажность. Это связано с содержанием в них таких элементов, как углекислый газ и серная кислота.

И в зависимости от этого параметра, разное количество газов выделяется в процессе сгорания. Эти газы и использует экономайзер для повторного применения, тем самым уменьшая их выброс в атмосферу и повышая КПД всей системы.



Виды экономайзеров

Процесс взаимодействия с теплоносителем, отличающий разные модели экономайзеров, позволяет отсортировать их по 2 основным направлениям:

  • поверхностные экономайзеры – нагревают воду перед её поступлением в котёл (питательные) или воду, попадающую, непосредственно, в систему отопления (теплофикационные), через передачу энергии тепла от поверхности стенок каналов;
  • контактные экономайзеры – нагревают теплоноситель за счёт прямого контакта высокотемпературных дымовых продуктов с водой, которая обязательно деаэрируется и применяется для горячего водоснабжения, в т. ч. технологического.

В зависимости от температуры внутренней среды экономайзер может быть как средством дополнительного подогрева, так и полноценным нагревателем:

  • экономайзер кипящего типа – доводит температуру воды на выходе вплоть до точки полного насыщения, т. е. кипения (соответствующей уровню давления в котле), по достижению которой происходит частичное (15–25 %) парообразование;
  • экономайзер некипящего типа – ограничен температурой воды при входе на 5–10°C выше точки конденсации дыма, а также при выходе ниже точки кипения на 20–30°C для индивидуального оборудования и на 40–50°C для группового.

Эти агрегаты требуют разного функционального обеспечения: так, например, «некипящий» тип обязательно дополняется коллекторами, термометрами, реле управления, манометрами и другими подобными устройствами, а «кипящий» – сгонными и обводными линиями, освобождающими пути выхода в барабан котла.

Также экономайзеры классифицируются по материалу изготовления труб, которым определяется их возможность работы с высокими температурами:

  • стальной экономайзер – устанавливается на котлы с любым давлением и может быть как «кипящим», так и «некипящим». Изготавливается из гладких змеевиков (dH=20–40 мм), размещаемых, обычно, в шахматном порядке (реже – в коридорном). Единственный существенный недостаток – склонность к коррозии.
  • чугунный экономайзер – обладает устойчивостью к физическому и химическому воздействию, но подходит для котлов с давлением не более 2,4 МПа и бывает только «некипящим», т. к. кипение разрушит его. Состоит из оребрённых труб (dH=60–80 мм), которые компонуются на поверхности нагрева в 1 или 2 колонки.

С целью повышения тепловосприятия и большей компактности предусмотрено также совершенствование конструкции стального экономайзера:

  • плавниковый экономайзер – собирается изначально из труб плавникового профиля или обычных гладких труб с приваренными прямоугольными плавниками;
  • мембранный экономайзер – изготавливается вручную из гладкотрубных змеевиков, ровные участки которых закрываются сплошными стальными листами.

Эти виды имеют свои преимущества: при одинаковом расходе металла и энергии на тягу трапециевидная поверхность нагрева уже округлой на 25–30 %, что в целом позволяет уменьшить габариты и вес экономайзера на 40–50 %, а кроме того полосовая сталь дешевле трубной, т. е. финансовая экономия очевидна.

Читайте также:
Чем отличается долото от стамески? Отличия углов заточки. Какие бывают модели и какая между ними разница?

Разновидности по типу рабочей среды

Уже упоминалось, что экономайзер может выступать и как средство дополнительного подогрева, и как полноценный нагреватель. Разделение между этими видами теплообменников проходит по точке кипения. Соответственно, в одном случае выпускаемый дым может доводить до кипения воду в экономайзере, а в другом – слегка подогревать. Но есть и разница в функциональном обеспечении. Даже в простом исполнении «не кипящий» водяной экономайзер оснащается коллекторами, манометрами, реле управления, термометрами и другими устройствами, позволяющими контролировать состояние оборудования. Однако «кипящий» экономайзер, кроме перечисленной измерительной и регулирующей арматуры, также дополняется сгонными и обводными линиями. Кроме того, на выходных каналах могут отсутствовать некоторые фитинги и клапаны. Связано это с тем, что кипящая вода должна иметь предельно свободные пути выхода в котельный барабан.

Инструкция по изготовлению водяного экономайзера для парового котла


Бытовой небольшой экономайзер.
Если под рукой есть набор нержавеющих труб, устройство для их сгибания и сварочный аппарат, то можно попробовать самостоятельно произвести расчёт всех параметров и изготовить простой водяной экономайзер парового котла своими руками.

Ориентироваться можно на чертёж типовой конструкции стального агрегата.

Схемы конструкции

Типовые конструкции экономайзеров набираются из гладкотрубных змеевиков длиной 1820 мм, диаметром 28×30 мм и радиусом гиба 50 мм. Сами места гибов отклоняются в угол на 5°, что позволяет разместить рядом несколько змеевиков и создать более высокоплотный пучок с шагами S1=70 и S2=50 мм. На фото ниже представлены стандартные подробные чертежи.


Схема экономайзера с двумя размещёнными в единой плоскости змеевиками.


Схема экономайзера с тремя размещёнными в единой плоскости змеевиками.

Рекомендации по сборке

Компоновку домашнего водяного экономайзера рекомендуется проводить по 3–8 труб в одном ряду, при этом в каждый объединённый пакет оптимально включать только по 8–10 рядов, а их высота не должна составлять более 100 см для тесного размещения и 150 см для относительно редкого размещения труб.

Между пакетами предусматриваются лазы по 550–600 мм, что облегчает осмотр и ремонт экономайзера. Кроме того нужно рассчитывать сборку так, чтобы обдувочному аппарату не пришлось охватывать более 4 труб в горизонтальном ряду и более 8 самих рядов – это обеспечит хорошую очистку поверхности нагрева.

Монтаж и подключение к котлу

Наиболее компактные бытовые экономайзеры можно монтировать на весу, в остальных же случаях конструкцию монтируют на пол. При покупке экономайзера завод-изготовитель сам формирует блоки и уже в таком виде поставляет, поэтому в этом случае можно сразу приступать к монтажу:

  1. Подготовить фундамент, проложив его листовым или шнуровым асбестом.
  2. Собрать конструкцию и калачами объединить отдельные блоки друг с другом.
  3. Сварить корпус устройства и приварить импульсные камеры к патрубкам.
  4. Единым швом приварить газовый короб с взрывозащитным клапаном.
  5. Подвести короб по каналу питательного трубопровода к отопительному котлу.
  6. Установить систему импульсной очистки (если она предусмотрена проектом).

Газовый короб с предохранительным клапаном приобретается отдельно.


Один из самых компактных бытовых газовых коробов под экономайзер. Размеры короба подбираются исходя из размеров самого экономайзера.
Перед вводом в эксплуатацию обязательно осматриваются все швы и соединения, а также проводятся гидравлические испытания. Если обнаруживается несовпадение отверстий под болты у трубы и калача, то необходимо поднять секцию до нужного уровня и при помощи прокладок закрепить в этом положении.

При установке параллельных коллекторов с 2 или 3 подводами нужно устанавливать (с обеих сторон) стальные конусные и паронитовые прокладки.

Экономайзер, как и другие хвостовые поверхности котла, желательно крепить сзади – в самом конце газового тракта (за 3–5 м до стены). Но если ввиду ограниченности пространства это сделать не получается, то можно сместить его на одну из боковых сторон (при выборе свободного направления отвода газов).

Способы очистки экономайзера

Внешняя очистка агрегата осуществляется обдувочным аппаратом, а для внутренней очистки был изобретён специальный способ – «продувка водой»:

  1. В барабан котла подаётся горячая питательная вода, вырабатывается пар.
  2. Продувочная вода по трубопроводу подаётся в обмывочный аппарат.
  3. Аппарат в свою очередь направляет воду на внутреннюю поверхность нагрева.
  4. Под давлением поверхность очищается от слипшихся топливных отложений.

Использование продувочной воды повышает экономичность и надежность оборудования, а также снижает риск образования сернокислотной коррозии.

В заключении стоит отметить, что экономайзер водогрейного котла – это, конечно, сравнительно новое в бытовом плане устройство, но, как показывает опыт промышленного использования, именно концепция его развития является наиболее перспективой для повышения прямой теплоотдачи даже небольших котлов.

ИнструкцииОборудование для котельнойСпособы экономииЭкономайзеры

Что такое экономайзер в котельной?

Итак, что такое экономайзер в котельной? В зависимости от принципа действия, материала, степени подогрева воды и условиям компоновки, типа нагрева поверхности устройства делятся на:

  • чугунные и стальные;
  • кипящие и некипящие;
  • водогрейные и паровые;
  • поверхностные и контактные;
  • гладкотрубные и ребристые.

Все виды имеют множество различных исполнений, что связано с технологией их применения, а также со свойствами материала, который позволит взаимодействовать с паром и учитывать поведение различных сред.

Экономайзеры представляют собой змеевидные оребренные трубы, которые имеют фланцы, необходимые для соединения с другими трубами с помощью стальных калачей, впускной и выпускной коллектор, опору, на которой стоит вся конструкция, датчики уровня воды, предохранительные клапаны и вентили, термометр, манометр, вентили и клапаны.

Устройство разбивается на пакеты высотой до 1 м. Расстояния между пакетами 55 – 60 см.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: