В современных промышленных котлах и котлах электростанций экономайзер является одним из наиболее важных компонентов рекуперации тепла. Его основная функция — утилизировать остаточное тепло дымовых газов и использовать его для предварительного нагрева питательной воды котла, что снижает расход топлива, повышает тепловой КПД и улучшает общую производительность котла.

В этой статье объясняется принцип работы экономайзера и подчеркивается его ключевая роль в системе котла.

1. Принцип работы экономайзера котла

Экономайзер обычно устанавливается в заднем газоходе котла, после пароперегревателей или регенераторов и перед воздухоподогревателем или в сочетании с ним. Хотя температура дымовых газов снижается после прохождения основных нагревательных поверхностей, они все еще содержат значительное количество рекуперируемого явного тепла.

Благодаря косвенному теплообмену между дымовыми газами и питательной водой экономайзер передает это отработанное тепло воде, протекающей внутри труб:

• Сторона дымовых газов: Температура снижается, уменьшая потери тепла с уходящими газами

• Сторона питательной воды: Температура повышается перед входом в барабан или экранные трубы

В экономайзере не происходит фазового перехода, но его вклад в тепловой баланс котла значителен.

2. Ключевые функции экономайзера в системе котла

2.1 Снижение расхода топлива и эксплуатационных затрат

Благодаря повышению температуры питательной воды котлу требуется меньше топлива для выработки того же количества пара. В целом:

• Каждое повышение температуры питательной воды на 10–20°C

• Может повысить КПД котла примерно на 0,5–1,5%

Для непрерывно работающих промышленных и энергетических котлов это напрямую приводит к значительной экономии топлива.

2.2 Повышение общего теплового КПД котла

Экономайзер снижает температуру уходящих газов и утилизирует энергию, которая в противном случае терялась бы в атмосфере. В результате больше тепла эффективно используется в системе котла, что делает экономайзер незаменимой теплообменной поверхностью в конструкции высокоэффективных котлов.

2.3 Снижение термических напряжений и повышение эксплуатационной безопасности

Предварительно нагретая питательная вода, поступающая в барабан или экранные трубы, помогает:

• Минимизировать разницу температур между металлическими поверхностями и водой

• Снизить термические удары и напряжения

• Увеличить срок службы элементов, работающих под давлением

Это особенно важно для котлов высокого давления и большой мощности.

2.4 Поддержка энергосбережения и соответствие экологическим требованиям

Более низкая температура уходящих газов означает снижение тепловых потерь и уменьшение расхода топлива на единицу вырабатываемого пара. Следовательно, сокращаются выбросы, связанные с сжиганием топлива, такие как CO₂, что помогает котлам соответствовать все более строгим требованиям энергоэффективности и экологии.

3. Применение экономайзеров в различных типах котлов

• Промышленные котлы: Снижение стоимости топлива и улучшение экономических показателей

• Котлы электростанций: Снижение удельного расхода тепла и повышение общего КПД агрегата

• ЦКС-котлы и котлы-утилизаторы: Улучшение рекуперации тепла в хвостовой части и энергоиспользования системы

В зависимости от типа топлива, состава дымовых газов и условий эксплуатации экономайзеры могут быть выполнены из гладких труб, спирально-оребренных труб, Н-образных оребренных труб или низкотемпературных конфигураций для работы в условиях высокой запыленности, высокого содержания серы или низкотемпературной коррозии.

4. Заключение: Ключевой компонент энергоэффективности котла

С точки зрения тепловой системы экономайзер — это не просто вспомогательный компонент, а критически важное звено, связывающее эффективность использования топлива, эксплуатационную безопасность, экологические показатели и экономическую выгоду. Преобразуя отработанное тепло дымовых газов в полезную энергию, он играет решающую роль в обеспечении эффективной, надежной и устойчивой работы котлов.

По мере того как технологии котлов продолжают развиваться в направлении повышения эффективности и ужесточения экологических стандартов, качество проектирования, надежность изготовления и стабильность работы экономайзеров останутся основой для достижения оптимальной производительности котлов.