В парогенераторах малой и средней мощности применяются ребристые чугунные экономайзеры и стальные гладкотрубные экономайзеры.
Ребристые чугунные экономайзеры собирают из стандартных ребристых труб длиной 1,5; 2,5; 3,0 м. При выборе длины и количества труб в горизонтальном ряду учитывают компоновку экономайзера в газоходе, а также скорость движения газов. Скорость продуктов сгорания должна находиться в пределах 6…12 м/с, но не менее 3 м/с. Общее количество труб определяется отношением расчетной поверхности нагрева экономайзера Fэ к площади поверхности одной трубы с газовой стороны.
Стальные гладкотрубные экономайзеры выполняют в виде горизонтальных змеевиков из бесшовных труб с наружным диаметром 28, 30, 32 и 38 мм. Основные величины, которыми следует руководствоваться при разработке конструкций стальных экономайзеров, следующие.
1) Наружный диаметр труб................................... dнар = 28, 30, 32, 38 мм.
2) Толщина стенок труб......................................... Dтр = 3,0 или 3,5 (38) мм.
3) Расположение труб в трубном пучке................ шахматное.
4) Скорость уходящих дымовых газов при Dка.... wг = 6…12 (опт. 8…10) м/с.
5) Скорость питательной воды в трубах (оптимальная):
для экономайзеров некипящего типа........... wв = 0,4 м/с;
для экономайзеров кипящего типа............... wв = 0,8 м/с.
6) Относительный шаг труб:
поперек хода газов (s1)................................... S1/dнар =2…3 (опт. 2,3¸2,5);
вдоль по ходу газов (s2)................................. S2/dнар = 1,5…2.
 |
7) Радиус изгиба труб, м........................................ (1,5…2)×dнар.
8) Высота одного пакета труб................................ 0,8…1,2 м.
Методика определения конструктивных характеристик стального гладкотрубного экономайзера следующая. Предварительно выбрав размеры горизонтального сечения экономайзера, увязывают их с размерами сечения газохода парогенератора. Расположение труб в пучке принимают шахматным и одноходовым по уходящим дымовым газам (для КЕ-2,5 и 4,0 двухходовым по газам).
Ширина В газохода для парогенераторов типа КЕ равна 1900 мм, а глубина А газохода равна: для КЕ-2,5 – 444 мм; для КЕ-4,0 – 864 мм, для КЕ-6,5 – 642 мм и для КЕ-10 – 852 мм. Выбрав трубы какого-либо диаметра dнар и значения относительных шагов труб поперек хода газов s1 и по ходу газов s2, находят абсолютные шаги S1 = dнар×s1, S2 = dнар×s2, и производят шахматную расстановку труб экономайзера по глубине А (см. рисунок 13).
Согласно выбранным размерам определяют площадь F, м2 живого сечения экономайзера между трубами одного ряда для прохода дымовых газов
, м2, (40)
где Z1 – количество труб в одном горизонтальном ряду, шт., равное
.
Скорость дымовых газов wг между трубами находят по отношению объемного секундного расхода газов через экономайзер Vгэ к площади живого сечения F
, м3/с, (41)
, м/с, (42)
где 
– средняя температура уходящих дымовых газов, °С.
Если скорость газов выходит за допустимые пределы, то производят соответствующую корректировку размеров живого сечения газохода экономайзера. При недостаточной скорости газов wг увеличивают число труб в ряду (уменьшают шаг s1) и диаметр труб dнар, а при высокой скорости действуют наоборот.
Скорость движения питательной воды в трубах вычисляют по формуле
, м/с, (43)
где Wпвк – расход питательной воды через экономайзер одного котлоагрегата
, кг/с;
uв» 0,00107 м3/кг – средний удельный объем питательной воды, м3/кг;
dвн = dнар - 2×Dтр – внутренний диаметр трубы, мм;
Z0 – число параллельно включенных по воде труб, шт. При шахматном и одноходовом по воде расположении труб в пучке Z0 = 2×Z1. При шахматном и двухходовом по воде расположении труб Z0 = Z1.
Если скорость движения воды в трубах будет меньше рекомендуемых значений, необходимо изменить расстановку труб в пучке. Увеличение скорости движения питательной воды wв достигается следующими способами:
1) уменьшением общего количества параллельно включенных труб Z0 путем
· увеличения поперечного шага s1 и уменьшения числа труб в ряду Z1;
· перехода от одноходовой схемы к двухходовой схеме экономайзера;
2) уменьшением диаметра труб dвн (dнар).
Иногда уменьшение числа труб ведет к чрезмерному увеличению высоты экономайзера по высоте. Тогда для повышения скорости воды целесообразно использовать одну из схем на рисунке 14 (а или б) двухходового экономайзера.
Количество петель (прямых участков) в одном змеевике (одной трубе пучка) рассчитывают по формуле
, (44)
где Fэ – расчетная площадь теплопередающей поверхности экономайзера, м2;
lп» В - 2×dнар – длина одной петли змеевика, м;
Z2 = 2×Z1 – общее количество змеевиков (труб) в газоходе при шахматном пучке, шт.
Для одноходового по воде экономайзера число петель должно быть ближайшим четным (коллекторы на одной стороне) или нечетным (коллекторы с разных сторон), а для двухходового экономайзера – нечетным (схема "а") или четным числом (схема "б"). Расчетная геометрическая высота экономайзера
, мм. (45)
Если расчетная высота будет больше 1,5 м, то экономайзер делят на отдельные пакеты высотой 0,8…1,2 м с разрывом с разрывом не менее 0,5…0,6 м для ремонта и обслуживания. Диаметр коллекторов Dкол, м выбирается из условия примерного постоянства скорости питательной воды
, мм.
Для коллектора выбирают трубу с ближайшим внутренним диаметром Dвн из номенклатурного ряда труб заданных наружным диаметром Dнар и толщиной стенки Dкол: 76х3,5 мм; 89х4,0 мм; 102х4,5 мм; 108х4,5 мм; 114х4,5 мм; 133х4,5 мм; 159х5 мм; 219х7 мм.
