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 горизонтпльного сечения экономайзера, увязывают их с размерами сечения газохода парогенератора. Ширина газохода конвективного 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:
, (63)
где 
- количество труб в горизонтальном ряду, шт.
Рисунок 19 - Расположение труб экономайзера
Скорость дымовых газов находят по отношению объемного секундного расхода газов 
к площади живого сечения газохода 
.
м3/с, (64)
, (65)
м/с. (66)
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, (67)
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:
, (68)
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
мм. (69)
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 × 2 | ||
| ЭП2-142 | КЕ-4-14С | 141,6 | 16 × 3 | ||
| ДЕ-6,5-14ГМ | |||||
| ЭП2-236 | КЕ-6,5-14С | 16 × 5 | |||
| ДЕ-10-14ГмН | |||||
| ЭП1-236 | ДКВр-6,5-13 | 16 × 7 | |||
| ЭП1-330 | ДКВр-10-13 | 330,4 | 16 × 7 | ||
| КЕ-10-14С | |||||
| ЭП2-330 | ДЕ-16-14ГМН | 330,4 | 16 × 7 | ||
| ЭП1-646 | ДКВр-20-13 | 16 × 9 | |||
| КЕ-25-14С | |||||
| ЭП1-808 | ДКВр-20-13 | 16 × 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
Пример расчета
Исходные данные:
°С; 
ºС;
°С; 
кДж/кг;
кДж/кг; 
;
; 
кДж/кг;
кг/с.
Согласно схеме вода в экономайзер подается из деаэратора, соответственно 
°С
Коэффициент сохранения тепла:
,
Тепловосприятие экономайзера:
,
кДж/кг,
где 
- величина присоса воздуха в газоходе экономайзера (приложение А, таблица 2).
Энтальпия питательной воды на выходе из экономайзера:
,
кДж/кг.
В курсовом проекте допускается условно определять температуру воды на выходе из экономайзера по ее энтальпии через теплоемкость ( 
). Имеем:
,
ºС,
,
ºС,
,
.
Температурный напор в экономайзере определяется из выражения:
,
Поверхность экономайзера:
,
м2.
Далее производится конструктивный расчет.
По поверхности нагрева экономайзера произвести подбор количества и длины труб водяного экономайзера (таблица 5), рассчитать необходимые величины, согласно формулам п 9.2. Недостающие параметры подобрать в соответствии с ([3] приложение 2; [4])
Графическая часть
Необходимо выполнить чертеж экономайзера по полученным конструктивным размерам, согласно рисункам 22 и 23.
Необходимые графики, схемы и рисунки, поясняющие текстовую и расчетную части пояснительной записки, помещаются в записке.
Перед выполнением графической части проекта следует изучить единую систему технической документации (ЕСКД), устанавливающую форму, размеры, порядок заполнения графы для основной надписи и дополнительных граф к ней на чертежах и схемах всех видов студенческих работ, курсовых и дипломных проектов [5, 6] (см. прил. 5).