Газифицированные котельные имеют сравнительно высокие технико-экономические показатели, в связи с отсутствием при сжигании природного газа потерь теплоты в результате механической неполноты сгорания, близостью к нулю химической неполноты сгорания и весьма небольшой потерей теплоты в окружающую среду. Потери теплоты с уходящими газами значительны и в котлах без хвостовых поверхностей могут достигать 25 %.

При номинальной нагрузке газомазутных паровых котлов типа ДЕ температура уходящих продуктов сгорания за экономайзером при работе на газе составляет 140 ч-160 °С, а на мазуте 170-И 90 °С. У водогрейных газомазутных котлов типа КВ-ГМ эта температура еще выше - соответственно 140-190 и 180-230 "С. Снижение температуры уходящих газов  главный путь повышения топливоиспользования.

С этой целью все большее распространение получают конденсационные теплоутилизаторы (КТ) контактного и поверхностного типов, позволяющие охлаждать уходящие дымовые газы ниже точки росы и дополнительно полезно использовать скрытую теплоту конденсации содержащихся в продуктах сгорания водяных паров [1,2, 28, 29, 31]. При сжигании газа точка росы продуктов сгорания равна 55-г-бО °С. Эффективность применения КТ для утилизации теплоты продуктов сгорания природного газа объясняется повышенным содержанием в них водяных паров и высоким качеством выделяющегося из продуктов сгорания конденсата (обессоленной воды). Этот конденсат после дегазации (удаления растворенных в нем СО2 и О2) используется в качестве питательной воды котлов [2, 4, 7, 23, 30].

Известно, что контактные (смесительные) теплообменники широко применяются в промышленности и энергетике (скруббера, абсорбционные и ректификационные колонны, градирни и др.). Их широкое распространение объясняется простотой конструкции, малым расходом металла, относительно большой интенсивностью теплообмена.

Глубокое охлаждение продуктов сгорания природного газа в промышленных топливоиспользующих установках и особенно в энергетике — наиболее эффективный путь экономии газа. Именно это направление начало усиленно развиваться в странах Западной Европы и США в начале 70-х годов, когда в капиталистических странах начался топливный кризис. На XIII конгрессе МИРЭК (г. Ленинград, 1987 г.) глубокое охлаждение продуктов сгорания признано одним из наиболее важных энергосберегающих методов.

Конструкции, принцип работы, методика расчета и результаты эксплуатации контактных теплоутилизаторов с пассивной насадкой полно описаны в работах И.З. Аронова [1, 2]. Однако в настоящее время созданы новые конструкции контактных теплообменников различного назначения, разработаны схемы и типовые проекты их установки, внедряются конструкции блочных контактно—поверхностных экономайзеров, контактных теплообменников с активной насадкой и компактных конденсационных поверхностных теплоутилизаторов для глубокого охлаждения дымовых газов ниже точки росы. В связи с этим проанализируем и сопоставим преимущества и недостатки контактных, контактно-поверхностных и поверхностных конденсационных теплообменников (экономайзеров), определим наиболее рациональные области их применения.

Контактные экономайзеры, установленные за энергетическими котлами, прошли более детальные, чем экономайзеры в промышленных котельных, испытания [2,5,9].

В 1978 г. службой наладки Мосэнерго совместно с персоналом Московской ГЭС—1 были проведены испытания наиболее крупного контактного экономайзера, установленного за котлами №6 и №7 [35]. Средняя температура

дымовых газов на входе в экономайзер равнялась 1 ЗОН 60 "С, а на выходе из него 4( Н50 °С, температура газов в дымовой трубе поддерживалась на уровне 95^110 "С. Максимальная теплопроизводительность экономайзера 8 Гкал/ч была достигнута при начальной температуре воды 2 °С и конечной 38°С. Экономайзер был установлен на напорной стороне дымососа. С целью увеличения тяги была увеличена частота вращения дымососа с 730 до 960 об./мин с соответствующей реконструкцией двигателей. Затраты на установку экономайзера на Московской ГЭС-1 окупились за 4 месяца.

Институтом «Латгипропром» совместно с Рижским политехническим институтом разработан контактный теплообменник с активной насадкой (КТАН), предназначенный для утилизации теплоты дымовых газов и нагрева воды в температурном диапазоне 5-Н50 °С [12]. КТАН является аппаратом рекуперативно-смесительного типа, состоит из корпуса, изготовляемого из листовой стали, системы орошения активной насадки с циркулирующим в них теплоносителем и сепарационного устройства. Омываемая одновременно движущимися сверху-вниз потоками газов и орошающей водой поверхность пучка гладких труб, внутри которых протекает нагреваемый теплоноситель, была названа активной насадкой по сравнению с традиционными насадками, например, из колец Рашига. Поток орошающей воды используется для ин тенсификации передачи теплоты от газов чистому потоку воды, протекаю щему внутри трубок.

Главным недостатком КТАН является наличие верхней «вредной» зоны установки, где холодная вода, орошающая змеевик, внутри которого течет нагреваемая вода с температурой, близкой к максимальной, не нагревает, а наоборот охлаждает ее.

Существенным недостатком контактных и контактно-поверхностных экономайзеров (в том числе и КТАНов), в которых в качестве теплоносителя используется вода, является сравнительно низкая температура ее нагрева, равная температуре мокрого термометра, которая составляет (при использовании теплоты уходящих газов котлов) 5(Н60 °С. Нагреть воду до более вы сокой температуры можно, если применить в качестве промежуточного теплоносителя водный раствор бромистого лития или хлористого кальция, имеющих более высокую температуру кипения, точку росы и температуру мокрого термометра [6].

В настоящее время на ряде предприятий установлены и работают КТАН-утилизаторы (Рижский фарфоровый завод, рижская фабрика «Космос», вильнюсская бумажная фабрика «Новые Верки», НПО «Техуглерод»). Опыт эксплуатации и результаты испытаний КТАН подтвердили их высокую эффективность, их применение в газифицированных котельных позволяет снизить расход газа на 10-И 2 %. В КТАНе исключается контакт нагреваемой воды с газами. Расчетные параметры КТАНов-утилизаторов и их технические характеристики представлены в [6, табл. 8.14, 8.15]. Анализ работы КТАНов-утилизаторов и их сравнение с традиционными теплоутилизаторами контактного типа рассмотрены в работах [3, 11,31,32].

Глубокое охлаждение уходящих дымовых газов с целью экономии топлива получило достаточно широкое распространение за рубежом. По данным [2], например, в ФРГ предложена конструкция контактного утилизатора для котлов, работающих на твердом топливе, который одновременно служит и пылезолоуловителем. Нагреваемая в нем вода служит в качестве теплоносителя для водо-водяного трубчатого подогревателя, подогревающего воду для системы горячего водоснабжения.

Наибольшее распространение контактные экономайзеры получили в газифицированных котельных [40, 41].

Для глубокого охлаждения дымовых газов ниже точки росы ранее использовались теплообменники контактного типа (насадочные, пенные, барботажные, форсуночные и тарельчатые). Последние 10-^-15 лет внедряются и получают распространение конденсационные поверхностные экономайзеры, позволяющие также охлаждать уходящие дымовые газы ниже температуры точки росы. Конденсационные котлы и экономайзеры изготовляют из разных материалов. Общим для них является высокая коррозийная стойкость, поскольку выделяющийся из продуктов сгорания конденсат имеет кислую реакцию. Для изготовления конденсационных теплообменников применяют нержавеющую сталь, чугун, медь, биметаллические трубы (сталь-алюминий), полимерные материалы и даже керамику. Применение коррозионно-стойких материалов позволило создать конденсационные теплообменники также и для утилизации теплоты уходящих газов жидкого топлива.