Чугунные экономайзеры
Изготовлявшиеся до настоящего времени чугунные экономайзеры ЦККБ состоят из чугунных ребристых труб, соединяемых при помощи чугунных колен (калачей) таким образом, чтобы питательная вода могла газ , выход воды последовательно пройти по всем трубам снизу вверх. Такое ее движение является обязательным, так как при нагревании воды падает степень растворимости находящихся в ней газов, кислорода, углекислоты, и газы начинают выделяться в виде поднимающихся вверх пузырьков. Конструкция экономайзеров должна способствовать удалению этих пузырьков, так как они, налипая на стенки, производят корродирующее действие. С целью лучшего смывания пузырьков скорость движения воды не следует принимать меньше 0,3 м/сек. Скорость газов во избежание чрезмерного засорения экономайзера с внешней стороны золой и сажей принимают не менее 5 м/сек.
Чугунные ребристые трубы имеют по краям прямоугольные фланцы, что дает возможность, набирая группу труб, ограничить газоход с двух сторон металлическими стенками (рис. 203). Возможность присоса воздуха через щели между фланцами ликвидируется конопаткой асбестовым шнуром, укладываемым в особые канавки, находящиеся во фланцах. Каждая труба этого экономайзера имеет размер по длине 1 990 мм, диаметр в свету 100 мм. Ребра - круглые, диаметром 240 мм. Прямоугольные фланцы имеют размер по высоте 288 мм, по ширине - 243 мм; поверхность нагрева трубы 5,5 м2. Живое сечение со стороны газов, приходящееся на одну трубу, равно 0,21 м2.
Водяные экономайзеры могут устанавливаться к каждому котлу индивидуально (рис. 175) или они выполняются групповыми на несколько котлов (рис. 204 и 205). Чугунные экономайзеры при расположении непосредственно за котлом присос воздуха между котлом и экономайзером невелик. Для групповых экономайзеров вследствие наличия сборного борова, а также неплотностей заслонок неработающих котлов присос достигает значительных размеров.
Чугунные экономайзеры часто оборудуют небольшие отопительные установки, когда индивидуальный экономайзер не удается хорошо скомпоновать с котлом. Пример обмуровки группового экономайзера, по конструкции близко подходящего к экономайзеру ЦККБ, дан на рис. 205.
Обмуровка экономайзера производится красным кирпичом при толщине стены в 1 ½-2 кирпича. Размер стен обмуровки экономайзера выбирается главным образом по соображениям уменьшения присоса, так как в газоходах экономайзера создаются значительные разрежения.
Водяной экономайзер, собираемый из ребристых труб, довольно быстро загрязняется золой и сажей, поэтому его необходимо обдувать паром или сжатым воздухом от компрессора. Последнее применяется главным образом при водогрейных котлах.
Наилучшим типом обдувочного аппарата следует признать приведенный на рис. 206. В промежутках между группами труб монтируется подвижной аппарат из системы труб с расположенными на них соплами. Весь аппарат может перемещаться на 450 мм. Эффективность действия обдувки простирается на три ряда труб по высоте, поэтому группы набираются по шесть горизонтальных рядов. Аппарат может обслуживать чугунные экономайзеры, имеющий до девяти труб в одном горизонтальном ряду.
При нечетном числе горизонтальных рядов труб, находящихся между двумя обдувочными приспособлениями, подвод к ним пара приходится располагать с разных сторон экономайзера, чтобы получить возможность размещения вертикальных колен большого размера.
В табл. 40 приведены сведения по компоновке экономайзера в зависимости от числа труб в горизонтальном ряду и числа этих рядов.
Схема обмуровки группового экономайзера ЦККБ приводится на рис. 207. Если не удается расположить экономайзер в одном газоходе, то его размещают в двух. В таком случае поток воды по выходе из экономайзера, находящегося в одном газоходе, идет в нижнюю часть экономайзера другого газохода, По соединительной трубе вода идет сверху вниз; в верхней части этой трубы необходимо установить автоматически работающий воздухоотводчик (вантуз) (рис. 208). Такой же прибор должен находиться и на выходе воды из экономайзера, чтобы предотвратить попадание воздуха в паровой котел; часто эти функции воздухоотводчика совмещаются с отводом воздуха из верхнегс пункта трубопровода, подводящего питательную воду к паровым котлам.
В отопительных установках иногда вместо автоматически работающего воздухоотводчика применяют простые водосборники. К последним присоединяют полдюймовую газовую трубу, которую ведут к раковине, находящейся в помещении котельной.
На трубе, вблизи раковины, устанавливают вентиль. Такое устройство позволяет, периодически открывая вентиль, выпускать вместе с водой сконцентрировавшийся воздух.
ВТИ при участии Гусинского машиностроительного завода разработал новую конструкцию чугунного экономайзера для давлений до 28 кг/см2. Конструкция по своей схеме не отличается от экономайзера ЦККБ. Изменению главным образом подверглась чугунная ребристая труба, что дало возможность создать экономайзер с меньшими габаритными размерами, дающий значительную экономию в расходовании металла и при одинаковых прочих условиях имеющий повышенный коэффициент теплопередачи.
Завод в настоящее время выпускает чугунные экономайзеры с длиной трубы, равной 2 м (I на рис. 209). В дальнейшем завод предполагает освоить изготовление еще трех типов труб с длинами: 1,5, 2,5 и 3,0 м.
На рис. 209 показана конструкция трубы, а на рис. 210 - компоновка экономайзера ВТИ с расположением обдувочных приспособлений. Один обдувочный аппарат может обслуживать не более четырех горизонтальных рядов.
При длине трубы l = 2 м поверхность нагрева каждой трубы равняется 2,95 м2 при живом сечении по газовой стороне 0,12 м2.
Размер Н (рис. 210) подсчитывается таким образом: Н = 150 m, где m - число горизонтальных рядов. Размер В = 150 n, где n - число труб в горизонтальном ряду; последнее может выбираться в пределах от 4 до 18 труб.
Чугунными экономайзерами снабжаются также водогрейные котлы. Следует учитывать, что при одинаковых прочих условиях, например, при одинаковом количестве сжигаемого в час топлива, в водогрейную установку приходится вводить воды примерно в 10 раз больше, Рис 211 чем в паровую, так как количество тепла, воспринимаемого на 1 кг теплоносителя, у водогрейных котлов колеблется от 25 до 60 ккал/кг, а у паровых - от 500 до 650 ккал/кг и выше С этим надо считаться, распределяя потоки воды по трубам экономайзера. Направляя всю воду аналогично с паровыми установками, через каждую трубу можно получить слишком большие скорости и гидравлические сопротивления. Воду в таких случаях надо пропускать рядом параллельных потоков (рис 211).
Чугунные экономайзеры допускаются к установке при давлении пара в котлах не выше 22 ати.