Главная / Автоматика котлов

Назад

Опубликовано: 13.08.2019

Время на чтение: 3 мин

0

3807

Экономайзер котла — это такое устройство, которое имеет большую историю эксплуатации. Название свое он берет от английского слова «economize» — «сберегать», а развитие получил в 1893 году месте с созданием в России первого водотрубного парового котла Шухова.

Сегодня такие агрегаты применяются повсеместно, когда вода подогревается в регенеративном цикле, начиная от индивидуального отопления до крупных энергетических систем генерации. Без использования этого простейшего устройства невозможно получить КПД котлоагрегатов на уровне 90-95 %.

• 1 Для чего нужен экономайзер
• 2 Принцип работы
• 3 Как сделать своими руками
• 4 Установка экономайзера в системе

Что такое экономайзер и для чего он нужен

Экономайзером называю устройство, которое регулирует подачу топлива. В карбюраторах автомобилей ВАЗ применяют следующие типы экономайзеров:

1. Экономайзер принудительного холостого хода (ЭПХХ), который иногда называют электромагнитным клапаном (ЭМК).
2. Экономайзер мощностных режимов (ЭМР).

ЭПХХ установлен в верхней части карбюратора, под воздушным фильтром и состоит из соленоида, пластикового привода (по своим функциям аналогичен игольчатому клапану) и жиклера холостого хода. Он отключает подачу топлива по каналу холостого хода в смесительную камеру, если выполнены два условия – скорость вращения коленчатого вала превышает 1,7–2 тысячи оборотов в минуту и нога водителя не находится на педали газа. Сигнал на включение ЭПХХ подает блок управления, подключенный к микровыключателю и системе зажигания. ЭХПП серьезно экономит топливо при движении в горной местности. Во время затяжных спусков он блокирует подачу топлива по системе холостого хода и автомобиль переходит в режим торможения двигателем. Кроме экономии топлива это повышает безопасность движения, ведь на затяжном спуске управляемость и устойчивость автомобиля на пониженной передаче гораздо выше, чем на нейтралке.

ЭМР установлен в нижней части карбюратора, под ЭПХХ. Это устройство состоит из подпружиненной мембраны и клапана. В спокойном состоянии (когда мотор выключен), пружина мембраны давит на шарик, продавливает сопротивление его пружины, благодаря чему бензин свободно проходит через этот клапан, проходит по каналу и поступает в распылитель. Когда мотор работает, разряжение, возникающее ниже дроссельной заслонки, ослабляет влияние пружины диафрагмы, в результате чего пружина клапана выжимает шарик и последний перекрывает поступление бензина в топливный канал. Если педаль газа нажата сильней, чем на 2/3, разряжение ниже дроссельной заслонки падает и клапан открывает путь топливу к распылителю смесительной камеры. В результате смесь становится более обогащенной, что обеспечивает увеличение крутящего момента двигателя.

Назначение и задачи экономайзера

Для начала стоит обратиться к системам пиролиза и котлам длительного горения. Их принцип работы базируется на вторичной переработке топлива, но цели ставит разные. В одном случае это повышение энергоэффективности котельного оборудования, а во втором – увеличение периода активности агрегата. В свою очередь экономайзеры котлов предназначены для оптимизации процессов теплообмена. В конечном итоге пользователь получает более экономный расход топливного материала при высокой теплоотдаче. Это может выражаться не напрямую, а, к примеру, в виде интенсивного образования пара. В более сложных когенерационных системах, где котлы связываются с электротехнической инфраструктурой, эффект экономайзера может быть отражен и в минимизации расходов электроэнергии. Но это касается в основном промышленного оборудования.

Признаки неисправности экономайзеров

Вот список признаков, которые могут говорить о неисправности одного из экономайзеров:

• неустойчивая работа на холостых оборотах;
• затрудненный пуск прогретого двигателя;
• увеличившийся расход топлива;
• падение мощности и одновременное увеличение расхода топлива;
• капли бензина в районе ЭМР.

Неустойчивая работа двигателя на холостых оборотах может возникнуть из-за неисправности ЭПХХ. При включении зажигания, блок управления подает на клапан напряжение 12 вольт, в результате чего соленоид втягивает пластиковый привод, перекрывающий проход бензина через жиклер холостого хода. Еще одна причина неустойчивой работы на холостых оборотах – грязь в соответствующем жиклере. Пуск прогретого двигателя происходит через систему холостого хода при полностью отпущенной педали газа. Если пуск затруднен и требуется нажатие на педаль газа, скорее всего, забит жиклер или поврежден соленоид.

Для чего нужен экономайзер

Экономайзер экономит расход топлива, за счет использования тепла уходящих газов из топочного пространства котлоагрегата, при этом они теряют свою температуру на нагрев воды поступающей в котел. Чем больше температура питательной воды и меньше температура уходящих газов, тем выше КПД котла.

Рассчитывают поверхности нагрева экономайзера таким образом, чтобы температура газов на выходе из него была не ниже 55 С, во избежание образования конденсата в хвостовой части котла. Это очень негативное явление, поскольку при наличии воды из дымовых газов выделяется агрессивная серная кислота, разрушающая металлические поверхности нагрева.

Для увеличения теплосъема с единицы площади экономайзера, его трубную часть располагают в шахматном порядке или в виде пакетов змеевиков. Такая конструкция замедляет скорость движения уходящих газов, в связи, с чем увеличивается теплоотдача и газовая среда лучше нагревает воду.

Видео — Установка системы ЭПХХ

Увеличение расхода топлива может быть связано с множеством факторов, в том числе с неправильной работой ЭМР. Если пружинка клапана ослабла или поломалась, то клапан экономайзера будет открыт постоянно, переобогащая топливовоздушную смесь. При полностью нажатой педали газа это увеличивает мощность двигателя, но в остальных режимах наоборот, приводит к падению мощности. Из-за этого водитель вынужден сильней давить на газ, что еще больше увеличивает расход топлива. Если диафрагма ЭМР потеряла герметичность или плохо затянута крышка, то бензин будет попадать во впускной коллектор ниже дроссельной заслонки, а также просачиваться наружу. Последнее особенно опасно, потому что может привести к возгоранию топлива.

для чего нужен экономайзер, конструктивные особенности экономайзера котла

При использовании автономной системы отопления вы имеете много преимуществ по сравнению с отопительной централизованной системой. Например, вы можете самостоятельно регулировать температуру воздуха в помещении и устанавливать дополнительные приборы. В такой системе расход ресурсов намного меньше.

Для того чтобы повысить КПД устанавливают экономайзер. Хоть такое устройство стоит недешево, но оно окупается через несколько лет. Но для устройства экономайзера потребуется много свободного места, так как он обладает большими габаритами.

Для чего нужен экономайзер

Экономайзер экономит расход топлива, которое требуется для подогрева воды, которая используется для отопления дома. А также заранее предусматривает расход энергии отходящих газов. При том, что до его устройства они не использовались.

Водогрейные и паровые котлы являются современными. Раньше все модели были примитивными. Не было известно, как увеличить коэффициент полезного действия прибора, а также не был предусмотрен отвод пора. Со временем стало возможным подключать к котлам воздухоподогреватель, экономайзер, пароперегреватель и др.

За счет экономайзера котла подогревается вода еще до подачи в котел отопления. В топке есть трубы, по которым проходит газ. Именно в этом и заключается принцип подогрева. Для того чтобы увеличить теплообмен устраивают трубы в шахматном или змеевидном расположении. На электростанции котел работает так же. Единственным отличием является забор пара, который происходит при помощи паровой мощной турбинной установки.

Если вы установите паровую турбину, то КПД повысится от 10 до 15%. Все продукты сгорания имеют разную влажность. Связано это с содержанием серной кислоты и углекислого газа. Поэтому в зависимости от вида топлива будет выделяться разное количества газов. Такие газы используются для подогрева воды экономайзером. Таким образом, происходит увеличение КПД устройства, а также уменьшается количество выбросов в атмосферу.

Виды экономайзера

Экономайзеры разделяются по степени подогрева воды, материалу, принципу действия, типу нагрева поверхности и условиям компоновки:

1. Кипящие и некипящие.
2. Паровые и водогрейные.
3. Стальные и чугунные.
4. Контактные и поверхностные.
5. Ребристые и гладкотрубные.

Каждый вид имеет много моделей. Это связано с технологией применения и свойствами материала. Он позволяет взаимодействовать с паром.

Конструктивные особенности экономайзера котла

Устроен экономайзер котла следующим образом:

• Основой экономайзера являются трубы, изготовленные из нержавейки. Они согнуты в змеевики и объединяются в пакеты с заданным количеством секций отдельно в каждой зоне.
• Располагать их необходимо в шахматном порядке. Так как, исходя из свойств теплообмена, располагать в коридорной компоновке невыгодно.
• В системе устроено две трубы. Одна из них забирает воду, а другая подает. Экономайзеры бывают кипящими и некипящими. Они различаются по допустимой конденсации теплоносителя во время работы, а также температурой внутренней среды.
• Дополнительно устанавливаются разные контрольные приборы. При любых отклонениях от нормы они будут оповещать.

Но при устройстве дополнительного оборудования необходимо учитывать особенности системы. Чтобы избежать различных поломок. Расчет может произвести только квалифицированный мастер.

Купить экономайзер котла можно уже в готовом виде. Или же сделать индивидуальный чертеж, по которому вам изготовят оборудование. Таким образом, можно добиться высокого значения КПД. В промышленных целях это поспособствует уменьшению стоимость экономайзера.

Принцип работы

Самыми простыми и доступными являются поверхностные экономайзеры. Но они ограничиваются малым коэффициентом полезного действия и имеют ограничения по температуре использования.

Такие экономайзеры разделяют на теплофикационные и питательные. Первый вид нагревает воду для системы отопления. А питательные греют воды для отопительных котлов. Но первый вид является более затратным, так как расходует большее количество воды.

Для того чтобы обеспечить баню или прачечную водой част используют контактный экономайзер. Но для их работы необходимо установить промежуточные теплообменники. Такие экономайзеры устанавливают как дополнительный к поверхностному.

Чугунные экономайзеры отличаются своей стойкостью к механическим и химическим повреждениям, а также долговечностью. Но давление в трубах должно быть не более 2,4 мПа. К недостаткам такого устройства можно отнести:

1. Большие габариты в отличие от других моделей.
2. Практически не защищены от гидравлических ударов.
3. Низкие тепловые и экономические показатели. Связано это с быстрым загрязнением оборудования золой и сажей. В связи с этим тяжело обслуживать экономайзер.
4. Теплопередача низкая в сравнении с другими экономайзерами.

Но, тем не менее, они широко применяются благодаря своей долговечности и практичности. Но в последнее время более востребованными стали стальные экономайзеры, так как они имеют большой диапазон применения.

Такие экономайзеры используют в отопительных котлах, которые работают на газе с избыточным давлением пара не более 23 кгс/см2. А также на входном коллекторе температура должна быть определенной. Зависит она от типа топлива.

Если чугунные экономайзеры не могут быть кипящими, то стальные бывают двух типов. В кипящих устройствах вода на 20% превращается в пар. Именно поэтому такие экономайзеры быстрее подвергаются коррозии. Скорость движения воды в трубах должна быть более 1 м/с.

В некипящем экономайзере пар выводится из системы из-за высокого давления. Это является главным отличием от кипящего устройства.

Работа экономайзера зависит от условий эксплуатации и вида оборудования. В газовых водонагревальных котлах в роли экономайзера выступает газоплотная топочная камера.

С каждым годом производители совершенствуют технические характеристики экономайзеров.

Диагностика и ремонт ЭПХХ

Как проверять основные системы карбюратора, снимать его с впускного коллектора и сливать топливо, читайте в статье (Карбюратор). Также внимательно прочитайте статью (техника безопасности для ремонта и обслуживания автомобилей), это поможет вам избежать возгорания топлива.

Заменить ЭПХХ или прочистить его жиклер можно без снятия карбюратора. Снимите воздушный фильтр, отсоедините провод от экономайзера и выкрутите его из корпуса карбюратора. Снимите жиклер с пластикового привода и промойте. С помощью двух проводков присоединяйте ЭПХХ к аккумулятору, если привод втягивается больше, чем на 5 мм, экономайзер исправен. Если нет, его необходимо заменить. Не забудьте продуть всю систему холостого хода. Для этого прысните в отверстие для установки ЭПХХ очиститель карбюратора и через 1 минуту продуйте с помощью компрессора.

Любые работы, связанные с ЭМР, проводите только на снятом карбюраторе, слив с него топливо. Положите нижнюю часть карбюратора на чистый стол и открутите 3 винта крепления крышки и диафрагмы. Снимите крышку и дифрагму, не потеряйте пружинку. Снимите шланг вакуумного регулятора опережения зажигания и наденьте его на клапан. Попытайтесь всосать воздух через этот шланг. Если клапан исправен, то воздух не пройдет. Если воздух проходит, клапан необходимо заменить.

Завод ДААЗ, основной поставщик карбюраторов для автомобилей ВАЗ, не выпускает запасные клапаны, поэтому его придется либо снимать с другого карбюратора, либо использовать продукцию других производителей. Чтобы снять клапан, потребуются плоская отвертка и паяльная лампа. С помощью паяльной лампы нагрейте нижнюю часть карбюратора до температуры 100–120 градусов и утконосами вытащите клапан из седла. Не перегревайте карбюратор. Когда карбюратор остынет, обязательно прочистите все каналы ЭМР. Перед установкой нового клапана нагрейте карбюратор до 80–90 градусов. Затем вставьте новый клапан и легкими ударами через оправку, внутренний диаметр которой чуть-чуть больше разрезанной трубки клапана, запрессуйте его на место. Когда карбюратор остынет, установите новую мембрану, пружинку и крышку ЭМР. Закрутите винты и соберите карбюратор, после чего установите его на место.

Инструкция по изготовлению водяного экономайзера для парового котла

Бытовой небольшой экономайзер.
Если под рукой есть набор нержавеющих труб, устройство для их сгибания и сварочный аппарат, то можно попробовать самостоятельно произвести расчёт всех параметров и изготовить простой водяной экономайзер парового котла своими руками.

Ориентироваться можно на чертёж типовой конструкции стального агрегата.

Схемы конструкции

Типовые конструкции экономайзеров набираются из гладкотрубных змеевиков длиной 1820 мм, диаметром 28×30 мм и радиусом гиба 50 мм. Сами места гибов отклоняются в угол на 5°, что позволяет разместить рядом несколько змеевиков и создать более высокоплотный пучок с шагами S1=70 и S2=50 мм. На фото ниже представлены стандартные подробные чертежи.

Схема экономайзера с двумя размещёнными в единой плоскости змеевиками.

Схема экономайзера с тремя размещёнными в единой плоскости змеевиками.

Рекомендации по сборке

Компоновку домашнего водяного экономайзера рекомендуется проводить по 3–8 труб в одном ряду, при этом в каждый объединённый пакет оптимально включать только по 8–10 рядов, а их высота не должна составлять более 100 см для тесного размещения и 150 см для относительно редкого размещения труб.

Между пакетами предусматриваются лазы по 550–600 мм, что облегчает осмотр и ремонт экономайзера. Кроме того нужно рассчитывать сборку так, чтобы обдувочному аппарату не пришлось охватывать более 4 труб в горизонтальном ряду и более 8 самих рядов – это обеспечит хорошую очистку поверхности нагрева.