Поверхностных экономайзеров

Проведенные на разных установках опыты показывают, что: 1) коэффициент теплопередачи между газами и водой в слое насадки из керамических колец указанных размеров три тех температурах и влагосодержаниях, с которыми газы уходят из котлов, и скорости 1—3 м/сек в несколько (5—10) раз выше, чем ;в поверхностных, экономайзерах при значительно больших скоростях газов — 6—10 м/сек;

Несмотря на, казалось бы, незначительное изменение температуры уходящих из экономайзера газов—с 40° С при расходе воды 51 т/ч до 70° С при 4 т/ч, — тештопроизводителыюсть экономайзера и увеличение коэффициента использования топлива, которое он дает, существенно уменьшаются при уменьшении расхода воды (.рис. 4-12). Одновременно резко снижается к. п. д. собственно экономайзера, под которым подразумевается отношение количества воспринятого им тепла к энтальпии газов, поступающих в экономайзер (рис. 4-13). Теплопроизводительность снижается с 1,6 Гкал/ч до 0,2 Гкал/ч, а к. п. д. экономайзера с ~ 80 до ~ 10%, т. е. в 8 раз. Ничего подобного в поверхностных экономайзерах не наблюдается. В поверхностных экономайзерах Теплопроизводительность примерно пропорциональна разности температур газов на входе и выходе из экономайзера. Естественно, что при изменении /ух на 30° С Теплопроизводительность поверхностного экономайзера изменилась бы несущественно.

Такое отличие контактных экономайзеров от поверхностных объясняется тем, что процесс охлаждения дымовых газов в них происходит при переменном влагосодержании, а не при постоянном, как в поверхностных экономайзерах. Поэтому теплопроизводитель-ность и другие показатели контактных экономайзеров существенней-

3. В связи с этим теплопроизводительность контактных экономайзеров и их эффективность, в частности увеличение коэффициента использования топлива, существенно зависят от WIG, ^ух, •&!. Здесь эта зависимость гораздо заметнее, чем в поверхностных экономайзерах.

6. Сопротивление газового тракта контактных экономайзеров 30—60 мм вод. ст. при скорости газов 1,0— 2,5 м/сек, т. е. такого же порядка, что и в поверхностных экономайзерах промышленных котельных при скорости 6—10 м/сек.

работы и поэтому нагрев воды в поверхностных экономайзерах совершенно необходим.

Выше было показано, что достаточно глубокое охлаждение газов до температуры 30—40° С возможно при относительной производительности контактных экономайзеров W/D>2,5—3. При этом значение q* в несколько раз ниже, чем при поверхностных экономайзерах.

Рис. 9-3 наглядно показывает ряд особенностей контактных экономайзеров. Если увеличение /ух на 10° в интервале от 140 до 150° С в поверхностных экономайзерах приводит к увеличению q*2 на 0,6%: (при а=1,5), то увеличение i/yx на 10° в интервале от 50 до 60° С в контактных экономайзерах приводит к увеличению q\ на 3%1 при ТО = 0,5—1,0 или на 8% при ТО=4—5.

Приближенные данные по коэффициентам теплообмена, обработанные в предложенной Н. М. Жаворонковым критериальной форме с применением критерия Кирпичева Ki, представлены на рис. П-6. График позволяет сделать следующие выводы: 1) на значение коэффициента теплообмена заметно влияет высота слоя насадки (при обработке опытов тепловоспрйятие концевых полых участков не вычиталось из общего количества переданного тепла; тем не менее последующая обработка данных показала несомненное влияние высоты насадки на Ki, что согласуется с данными других авторов [43]); 2) влияние плотности орошения на коэффициент теплообмена обнаруживается значительно слабее, чем это вытекает из уравнений Н. М. Жаворонкова [31]; 3) интенсивность теплообмена между газами и водой в контактном экономайзере примерно на порядок выше, чем в поверхностных экономайзерах при тех же скоростях движения газов. Например, при средней скорости газов 1,3 м/сек коэффициент теплообмена в контактном экономайзере с беспорядочно лежащей насадкой из колец Рашига размерами 35 X 35 X 4 мм составляет 60— 70 ккал/(м2. ч -°С); соответственно объемный коэффициент равен 8400—9800 ккал/(м3-ч-°С). При той же скорости движения газов в поверхностном чугунном экономайзере ВТИ коэффициент теплопередачи будет не более 7—8 ккал/(м2-ч-° С).

подобного не наблюдается в поверхностных экономайзерах, где теплопроизводительность примерно пропорциональна разности температур газов на входе и выходе из экономайзера. Естественно4 что при изменении iyx на 30° С теплопроизводительность поверхностного экономайзера изменилась бы не очень заметно. "jf Такое отличие контактных экономайзеров от поверхностных объясняется тем, что процесс охлаждения дымовых газов в них происходит при переменном влагосодержании, а не постоянном^ как в поверхностных экономайзерах. Поэтому теплопроизводительность и другие показатели контактных экономайзеров существен-

2. Благодаря весьма глубокому охлаждению газов в контактных экономайзерах при подаче воды с температурой не более-30° С и WIG r> 2 имеет место конденсация водяных паров, содержащихся в газах, и использование выделяющегося при этом тепла для нагрева воды. Тепло конденсации водяных паров, не используемое в поверхностных экономайзерах любых конструкций и уносимое газами в дымовую трубу, при применении контактных экономайзеров является источником крупной экономии тепла. Количество сконденсировавшихся паров существенно зависит от температуры уходящих газова т. е. от отношения WIG и начальной

Если при установке поверхностных экономайзеров в котельных принять следующие величины:
Годовая экономия от установки утилизатора тепла определяется стоимостью сэкономленного тепла за вычетом стоимости электроэнергии, расходуемой на привод вспомогательного оборудования утилизатора (дымососов, вентиляторов, насосов), амортизационных отчислений и стоимости текущего ремонта. Срок амортизации поверхностных экономайзеров 10—12 лет, а стоимость текущего ремонта порядка 3—5% первоначальной стоимости. Примем суммарно отчисления на амортизацию и ремонт 15%.

Несмотря на значительные первоначальные затраты и эксплуатационные расходы, установка поверхностных экономайзеров для нагрева питательной воды и теплофикационных экономайзеров выгодна для всех без исключения паровых котлов независимо от их паропро-изводительности и типа, поскольку первоначальные затраты окупаются в срок до 2 лет.

номайзер предназначен для работы в зимнее время для горячего водоснабжения приемного бассейна древесины. Во всех описанных выше конструкциях и установках экономайзеров их корпуса изготовлены из углеродистой стали толщиной 4—5 мм. Расход металла на изготовление собственно экономайзера (без газоходов и дымовой трубы) составляет 1,5—2 кг на 1 000 ккал/ч его те-плопроизводительности. Так, на экономайзер теплопроиз-водительностью 500 тыс. ккал/ч расход металла составляет 850 кг, на экономайзер тешюпроизводительностыо 1,3 Гкал/ч — 2500 кг и т. д. Несмотря на то что указанный расход металла сравнительно невелик и во всяком случае в несколько раз меньше расхода металла на изготовление поверхностных экономайзеров той же производительности, все же целесообразно, особенно при разработке контактных экономайзеров большой теплопроиз-водительности, применять неметаллические или конструкции, требующие мало металла.

Возможность использования тепла конденсации водяных паров, не используемого во всех конструкциях поверхностных экономайзеров и обычно уносимого газами в дымовую трубу, является важным преимуществом контактных экономайзеров.

Как было показано в гл. 2, установка за промышленными котлами поверхностных экономайзеров позволяет повысить к. п. д. котельных и получить экономию топлива на 5—8%. При этом на установку поверхностных экономайзеров затрачиваются относительно большие средства, которые окупаются в течение 1—2 лет.

Стоимость установки собственно контактных экономайзеров невелика. Она в несколько раз ниже стоимости установки поверхностных экономайзеров. Даже с учетом стоимости установки дымососов и перекачивающих насосов, удорожания дымовой трубы и боровов, а также других дополнительных расходов стоимость

установок контактных экономайзеров примерно вдвое ниже, чем поверхностных экономайзеров (1 м2 поверхности нагрева чугунных экономайзеров ВТИ стоит примерно 14—16 руб., 1 м2 поверхности теплообмена контактного экономайзера — 7—8 руб.).

Если котельная до сооружения контактного экономайзера работала с естественной тягой, то установка дымососа, неизбежная при работе контактного экономайзера, приведет к увеличению расхода электроэнергии на собственные нужды котельной. Однако если котельная имела дымососную тягу до установки контактных экономайзеров (например, при наличии поверхностных экономайзеров), то, как показывают расчеты, установка контактных экономайзеров не приводит, как правило, ни к необходимости замены дымососа, ни к перерасходу электроэнергии на тягу, несмотря на увеличение сопротивления газового тракта.

от установки поверхностных экономайзеров. Так бывает в тех случаях, когда температура питательной воды котлов недостаточна для надежной их

рой (100—105°С), позволяет и в этом случае отказаться от установки поверхностных экономайзеров без ущерба для работы котлов.