Обзор экономайзеров и советы по их эксплуатации

Экономайзеры используются повсеместно. В статье мы расскажем, что они собой представляют, какими бывают, каков их принцип работы, в чем заключаются нюансы их установки и обслуживания.

Экономайзеры водяного или парового котла – часть теплового агрегата или теплообменник, посредством которого экономится тепловая энергия. Они существенно увеличивают КПД оборудования благодаря отработанной энергии. Это утилизаторы теплового выхлопа.

Экономайзер котла служит профилактикой загрязнения воздуха. Благодаря ему исключен выброс угарных газов, сохраняются экологичность и гигиеническая чистота.

Прибор продлевает срок эксплуатации оборудования. Он предназначен для недопущения критических для котла температурных перепадов. За счет него осуществляется не только быстрый нагрев, но и поддержка тепла.

Экономайзер работает по принципу функционирования паровых и водяных котлов. Конструкция напоминает традиционный теплообменник, подключаемый к системе посредством труб, которые бывают гладкими либо ребристыми.

Основной элемент агрегата – трубы, выполненные из нержавеющей стали. Количество секций у разных моделей отличается. В традиционном исполнении устройство выглядит как многоступенчатая трубчатая система змеевидного либо зигзагообразного типа. Трубки соединены в группы секций, составляющих единый блок, обшитый теплоизоляторным каркасом.

Внизу устройства расположена впускная труба, в которую подается вода. В верхней части находится выпускное отверстие, необходимое для забора теплового носителя. Перед впускной линией установлен предохранительный клапан, назначение которого заключается в защите резьбовых соединений от гидроудара.

Оборудование разнится показателями мощностных режимов. В зависимости от модификации устройства комплектуются электроникой, которая оповещает об отклонениях от нормального режима работы.

Принцип функционирования экономайзера состоит в нагревании проточной воды в замкнутом контуре. Нагрев осуществляется за счет продуктов горения, покинувших объем котла.

Схема работы заключается в принудительном нагнетании воды, ее последовательном перетекании вверх, направлении продуктов сгорания вниз. Давление нагнетания выше рабочего давления пара в котле. Движение воды и дымовых газов происходит по принципу противотока. Вода движется по трубному сечению, газ – по межтрубному.

В тепловой энергетике используют разные типы экономайзеров, отличающиеся способом нагрева среды, поверхностным материалом, разновидностями компоновки. Помимо автономных и традиционных вариантов в котельную, сегодня производят модификации для печи (печных труб) жилых домов, модели в баню.

По типу работы с теплоносителем агрегаты делят на 2 вида: поверхностные и контактные. Каждый вид имеет свои особенности.

• Поверхностные устройства выполняют нагрев воды до ее поступления в котел. Либо это осуществляется посредством жидкости, поступающей в систему отопления путем передачи тепловой энергии от стен каналов. Первые устройства называют питательными, вторые – теплофикационными.
• Контактные системы отличаются нагреванием теплового носителя благодаря прямому контакту дымовых продуктов и воды при высокой температуре. При этом вода деаэрируется и используется в трубах горячего водоснабжения.

По материалу изготовления конструкции делятся на стальные и чугунные.

• Стальные модификации монтируют на котлы с любым давлением. Бывают кипящими, некипящими. Производятся из гладких змееподобных труб диаметром 2-4 см. Стальные экономайзеры расположены чаще в шахматном порядке, реже размещение коридорное. Такие образцы прочны, однако склонны к ржавлению.
• Чугунные аналоги устойчивы к воздействию химических и физических веществ. Однако они предназначены для котлов, рабочее давление которых не превышает 2,4 МПа. Это исключительно некипящие модификации с конструкцией из оребренных труб диаметром 6-8 см. Они скомпонованы на нагревательной поверхности в одну либо две колонки.

В сравнении со стальными аналогами они более громоздки. У них меньшая теплопередача и большая чувствительность к гидравлическим ударам. Из-за этого невозможно доводить воду до температуры кипения. У них нестандартный газовый ход, что увеличивает металлоемкость. Данные экономайзеры быстро загрязняются золой и сажей, из-за чего ухудшаются их технико-экономические показатели.

Стальные разновидности совершенствуют, чтобы увеличить тепловое восприятие и уменьшить размеры устройств. В зависимости от этого они бывают плавниковыми и мембранными.

• Сборка плавниковых модификаций выполняется из одноименного профиля либо традиционных гладких трубок, к которым привариваются плавники в форме прямоугольников.
• Мембранные модификации производятся ручным способом с использованием гладких змееподобных трубок.

Усовершенствованные модели хороши тем, что при равном расходе металла и энергии для нагнетания нагревательная поверхность оборудования меньше традиционной почти на треть. Благодаря этому вместе с размерами уменьшается масса до 50%. Такое оборудование финансово экономично.

Исходя из температуры нагрева внутренней среды, экономайзеры используются как подогреватели либо полноценные нагреватели. Их разделяют на кипящие и некипящие разновидности. У каждого вида свое функциональное обеспечение.

В кипящих агрегатах жидкость на выходе доводится до кипения. При этом около 20% воды преобразуется в пар. Данные приборы монтируют на котлы низкого давления.

Варианты некипящего типа требуют непрерывного питания. В противном случае температура может доходить до точки полного насыщения. Оборудование монтируется на котел либо группу котлов низкого давления. Расположение трубок в них может быть вертикальным.

В список производителей экономайзеров вошло несколько торговых марок нашей страны. Одним из известных брендов является ООО «ТПК Сибпромэнергомаш», имеющий 15-летний опыт работы на рынке котельного оборудования. Компания специализируется на производстве, реконструкции, монтаже энергетического оборудования из металлоконструкций.

Производитель ООО «Алтайэнергомаш» реализует стальные и водяные экономайзеры для нагрева питательной либо сетевой воды. Они разнятся схемой соединения труб и индексом. В ассортименте есть модификации с индексами П (питательные) и Т (теплофикационные).

«Термо Северный Поток» предлагает вниманию покупателей водяные экономайзеры из стальных оребренных пластин, эффективно возвращающих тепло газов и нагревающих помещения. Оборудование бренда продуктивно, доступно для монтажа и ремонта. Экономайзеры отличаются регулировкой тепловой мощности, имеют опцию самоочищения.

«Теплоэнергетическая компания» реализует блочные чугунные экономайзеры для нагрева питательной воды за счет тепла уходящих газов. Они состоят из пакета труб с оребрением, заключаются в корпус с теплоизоляционной обшивкой.

Торговая марка «Ферингер» поставляет на наш рынок устройства для быстрого прогрева помещений, используя конструкционную сталь. Они комплектуются регулятором конвекции, облицовываются натуральным камнем.

Установка агрегата зависит от его размеров и веса. Если он небольшой, то может монтироваться на весу. Габаритное оборудование устанавливается на пол. Ошибиться с типом установки невозможно, поскольку покупатель получает уже сформированные блоки для конкретного типа монтажа.

Чугунные разновидности поставляются с котельными блоками, а также россыпью. При этом горизонтальные ряды труб до 8 элементов компонуются в группы. Из них составляют колонны, которые делят металлическими перегородками. Блоки закрывают каркасом с глухими стенами, обшитыми теплоизоляционным материалом.

Монтаж осуществляется в соответствии с прилагаемой к оборудованию инструкцией. Работа выполняется специалистом с необходимой квалификацией, имеющим допуск к проведению монтажных и пусконаладочных работ.

В обязательном порядке подготавливается фундамент, прокладывается асбестом (листовым либо в виде шнура). Он должен справляться с весовой нагрузкой трубных блоков, водной средой, уплотнять конструкцию, чтобы не допустить поступление газов. Поверх проложенного асбеста по контуру приваривается полоска из стали, необходимая для профилактики выдувания уплотнений.

Выполняется сборка, блоки фиксируют друг с другом по водяному потоку калачами. Корпус закрепляют сваркой. Нижняя рама должна быть приварена к закладным элементам, которые установлены от камер газо-импульсной очистки. Если по проекту предусмотрено, после подведения короба по каналу трубопровода к котлу устанавливается система импульсного очищения.

До первого пуска проводят визуальный осмотр всех швов и соединений. По завершении работ в обязательном порядке выполняют гидравлические испытания оборудования.

Если обнаружено, что отверстия под болты у труб и калачей не совпадают, секции поднимают на необходимый уровень и посредством прокладок закрепляют в данном положении. Если устанавливаются параллельные коллекторы с двумя либо тремя подводами, монтируют стальные конусообразные и паронитовые прокладки.

При установке экономайзеры крепят с задней стороны (у конца газового тракта). Расстояние до стены должно составлять не менее 3-5 м. Когда пространство ограничено и выдержать данный промежуток невозможно, прибор смещают в боковую сторону.

Обслуживание оборудования заключается в контролировании температуры воды, а также продуктов горения до и после прибора. Помимо этого, периодически требуется прослушивать газовый ход, следить за обдуванием нагревательной поверхности, проверять плотность газового хода.

Со временем потребуется ремонт или замена изношенных деталей. Прослушивание позволяет своевременно выявить неплотность труб и не допустить водных утечек. Верным признаком неплотности в трубах является увлажненная зола, убираемая из газохода.

Техническое обслуживание позволяет контролировать правильность работы датчиков, приборов, оценить состояние внутренних поверхностей, выявить места осевшей накипи, участки ржавления металла.

Внешнее очищение выполняется с помощью обдувочного агрегата. Внутри оборудование очищается водной продувкой. Для этого в барабан подают воду и вырабатывают пар.

Текущий ремонт агрегатов проводится по мере необходимости (не реже 3 раз в год). Помимо замены изношенных деталей, определяется техническое состояние узлов, составляется ведомость дефектов.

Капитальный ремонт проводится 1 раз в 4 года. Время между ремонтами может удлиниться в зависимости от состояния оборудования, если по его техническому состоянию возможна дальнейшая надежная работа.

При текущем ремонте вскрывают крышки экономайзера, осматривают трубопроводы, фланцевые соединения, обмуровку предохранительного клапана. Кроме того, обращают внимание на соединение и заземление электрического оборудования.

Капитальный ремонт, помимо данных работ, предполагает проверку соединений сварки, ГИО, а также опор, на которые установлены группы труб. Кроме оценки поверхностей нагрева труб с оребрением, выполняется проверка состояния сварных швов корпуса. По окончании работ мастер проводит гидравлические испытания прибора.

Если в ходе капремонта устанавливались крышки, уделяется особое внимание уплотнению между фланцами, а также газовой плотности крышек.