Конструктивные характеристики экономайзера и его расчет

В парогенераторах малой и средней мощности применяют экономайзеры двух типов: чугунные ребристые и стальные гладкотрубные.

Чугунные ребристые экономайзеры собирают из стандартных ребристых труб длиной 1,5; 2,5; 3 м. При выборе длины и количества труб в горизонтальном ряду учитывают компоновку экономайзера в газоходе, а также скорость движения газов, которая должна находиться в пределах от 6 до 12 м/с. Общее количество труб определяется отношением расчетной поверхности нагрева экономайзера к площади поверхности нагрева одной трубы с газовой стороны.

Стальные гладкотрубные экономайзеры выполняют в виде горизонтальных змеевиков и бесшовных труб с наружным диаметром 28, 32, 38 мм и толщиной стенки 3−3,5 мм.

Основные величины, которыми следует руководствоваться при разработке конструкций стальных экономайзеров следующие:

Наружный диаметр труб,, мм.	28, 30, 32, 38.
Расположение труб в пучке.	шахматное.
Скорость дымовых газов при номинальной производительности, м/с.	6−12 (оптимальная 8−10).
Скорость воды в трубах, м/с. -экономайзеров не кипящего типа — экономайзеров кипящего типа	0,4 0,8
Относительный шаг труб: — поперек хода газов. — по ходу газов.	2−3 (оптимальный 2,3−2,5) 1−1,5
Радиус изгиба труб, м.
Радиус пакета труб, м.	0,9 -1,2.

Методика определения основных конструкционных характеристик стального гладкотрубного экономайзера следующая. Предварительно выбрав размеры горизонтального сечения экономайзера, увязывают их с размерами сечения газохода парогенератора. Ширина газоходаконвективного для всех парогенераторов КЕ-2,5 — 1690 мм; КЕ-4 — 1805 мм; КЕ-6,5 — 2080 мм; КЕ-10 — 2100 мм. Приняв с учетом вышеприведенных рекомендаций относительные шаги труб поперек движения газов и по ходу движения, производят расстановку труб экономайзера (рисунок 20).

Согласно выбранным размерам определяют площадь сечения для прохода газов:

Рисунок 19 — Расположение труб экономайзера.

Скорость дымовых газов находят по отношению объемного секундного расхода газов к площади живого сечения газохода .

=м3/с,.

.

=, м/с.

Если скорость газов выходит за допустимые пределы, то производят соответствующую корректировку размеров живого сечения газохода экономайзера.

Скорость движения воды в трубах рассчитывают по формуле:

м/с,.

где — количество воды, проходящей через экономайзер котлоагрегата, кг/с;

— удельный объем воды, м3/кг;

— внутренний диаметр трубы, мм;

— общее количество параллельно включенных труб по воде, шт.

При шахматном расположении труб в пучке. Если скорость движения воды в трубах пучка будет меньше рекомендуемых значений, необходимо изменить расстановку труб в пучке. Увеличение скорости воды в трубах достигается уменьшением общего количества параллельно включенных труб или уменьшением диаметра. В ряде случаев уменьшение количества змеевиков ведет к черезмерному увеличению экономайзера по высоте. Иногда для повышения скорости воды в трубах более целесообразно использовать одну из схем (а или б) двухходового экономайзера (рисунок 21).

Рисунок 21 — Схема двухступенчатого экономайзера Количество петель в одном змеевике рассчитывают по формуле:

.

где — расчетная площадь поверхности экономайзера, м2;

— длина одной петли, м;

— наружный диаметр трубы, мм;

— количество змеевиков, установленных в газоходе, шт.

При одноходовом (по воде) экономайзере, при двухходовом .

Расчетная высота экономайзера равна.

= (12 + 0,5· 3916) = 1970 мм.

Если расчетная высота будет больше 1,5 м, то экономайзер делят на отдельные пакеты высотой 0,8−1,2 м с разрывом для ремонта и обслуживания экономайзера.

Таблица 5 — Характеристики чугунных блочных водяных экономайзеров по ОСТ 24.271.30−74МЭМ.

Тип экономайзера.	Тип котлоагрегата.	Поверхность нагрева, м2.	Длина трубы, мм.	Количество труб, шт.	Количество колонок, шт.
ЭП2−94.	ДЕ-4−14ГМ.	94,4.		16 Ч 2.
ЭП2−142.	КЕ-4−14С.	141,6.		16 Ч 3.
	ДЕ-6,5−14ГМ.
ЭП2−236.	КЕ-6,5−14С.			16 Ч 5.
	ДЕ-10−14ГмН.
ЭП1−236.	ДКВр-6,5−13.			16 Ч 7.
ЭП1−330.	ДКВр-10−13.	330,4.		16 Ч 7.
	КЕ-10−14С.
ЭП2−330.	ДЕ-16−14ГМН.	330,4.		16 Ч 7.
ЭП1−646.	ДКВр-20−13.			16 Ч 9.
	КЕ-25−14С.
ЭП1−808.	ДКВр-20−13.			16 Ч 9.
	ДЕ-25−14ГМ.

Рисунок 22 — Детали чугунного водяного экономайзера:

а — ребристая труба; б — соединение труб.

Рисунок 23 — Компоновка чугунного водяного экономайзера в кирпичной обмуровке.