Водяные экономайзеры
Водяные экономайзеры как один из основных элементов котельных установок прежде исключительно предназначался для использования тепла отходящих газов, покидающих котлы. В отопительных установках он и в настоящее время исполняет это назначение.
В энергетических установках по мере повышения давления пара все более увеличивается значение водяного экономайзера. Водяные экономайзеры в энергетических котлах является составной частью котла, заменяя собой его последние газоходы.
В паровом котле температура воды всюду одна и та же, соответствующая давлению пара в котле. В экономайзере же, наоборот, температура воды всюду разная, так как вода в нем постепенно подогревается. Выгода замены последних газоходов котла экономайзерными поверхностями хорошо иллюстрируется рис. 202. При экономайзерной поверхности получается больше разность температур между нагревающей и нагреваемой средами и в соответствии с уравнением теплопередачи Q = КН(Т - t) ккал/час при одинаковых прочих условиях через экономайзерную поверхность больше пройдет тепла по сравнению с котельной поверхностью.
В отношении экономии металла большое значение имеет переход на однобарабанные энергетические котлы с естественной циркуляцией, причем и этот барабан желательно выполнить минимального диаметра. С повышением давления пара постепенно уменьшается количество тепла, расходуемого на сообщение скрытой теплоты испарения в суммарном теплосодержании 1 кг пара, и возрастает расход тепла на подогревание воды до состояния насыщения. Поэтому при перераспределении значительной тепловой нагрузки на водяные экономайзеры облегчается работа котла. Проще и надежнее получаются его циркуляционные контуры. Конвекционный котельный пучок получает весьма ограниченные размеры, так как остальная часть сообщаемого теплосодержания падает на сильно развитые поверхности нагрева пароперегревателя (рис. 181). Таким образом, большая часть поверхностей нагрева в современном энергетическом котле работает по прямоточному принципу, без циркуляции, и сравнительно небольшая часть нуждается в обеспечении достаточной кратности циркуляции.
При работе пароперегревателя и водяного экономайзера гидравлическое сопротивление их может быть значительным, так как движение по ним нагреваемой среды обеспечивается не за счет циркуляции. Поэтому эти поверхности можно выполнять из труб малого диаметра, что повышает коэффициент тептопередачи, а также создает возможность указанным частям котлоагрегата придать весьма компактную форму (рис. 181).
Элементы экономайзеров для отопительно-производственных котельных отливаются из чугуна. Для энергетических установок водяные экономайзеры делают стальными по типу пароперегревателей.