A tápvíz-előmelegítők feladata egyrészt a kazánok hatásfokának javítása a füstgázok lehűtésével (kisebb teljesítményű kazánoknál nem építenek be léghevítőt, így a vízhevítő a legutolsó fűtőfelület), másrészt a megelőző fűtőfelületek hőfoklépcsőjének növelése (a tápvíz előmelegítéséhez szükséges hőmennyiség miatt a megelőző fűtőfelületek mentén a füstgázhőmérséklet nagyobb, mint tápvíz-előmelegítő nélkül). A nagyobb hőfoklépcső kisebb felületet eredményez, az olcsóbb anyagból készíthető tápvíz-előmelegítővel drágább fűtőfelületet lehet megtakarítani. Esetenként − elsősorban ipari kazánoknál − az adott tűztérméretek mellett elégtelen gőzfejlesztés kiegészítésére is alkalmazzák. A gyakorlatban elsősorban az energiamegtakarítási szerep ismert, ebből származik az „ekó” elnevezés is, amely az eredeti angol economiser kifejezés rövidítése.

A kilépő hőmérséklet szempontjából a kilépő nyomáshoz tartozó telítési hőmérsékletnél kisebb, illetve telítési hőmérsékletet elérő hőmérsékletű, részben elgőzölögtető (forraló ekó) fűtőfelületeket különböztethetünk meg. A [2] szakirodalom azokat a tápvíz-előmelegítőket is elgőzölögtető ekónak nevezi, amelyeknél az entalpianövekedés az adott nyomáshoz tartozó telített folyadék és a belépő tápvíz entalpiakülönbségének 2/3-át meghaladja. Nagy nyomású, természetes cirkulációjú kazánoknál nem ajánlott, hogy az ekó kilépő hőmérséklete a telítési hőmérsékletet 20–30 °C-nál jobban megközelítse. A ténylegesen elgőzölögtető tápvíz-előmelegítők csak kis nyomású kazánoknál engedhetők meg, de a kilépő gőztartalom a 20%-ot ezeknél sem haladhatja meg. Elgőzölgés az egyes csövek közötti áramlási, hőfelvételi egyenlőtlenség a tápvízáram szabályozási beavatkozásból adódó visszaesése miatt is bekövetkezhet. Ezért az esetleges gőzbuborékok, gőzdugók akadálymentes eltávozásának lehetőségét biztosítani kell. Emiatt tápvíz-előmelegítőket olyan függőleges (a 2.166. ábrán (a) vázolt elrendezéshez képest merőleges) csövezésű fűtőfelületekkel, amelyeknek felső csőívében esetlegesen összegyűlő gőz nem tud eltávozni, és így a felület megfelelő hűtés hiányában túlhevülhet, hagyományos gőzkazánoknál nem építenek. Csak a vízszintes vagy a kilépő kamra felé emelkedő vonalvezetés szokásos.

A tápvíz-előmelegítők kialakítására kétféle szerkezeti megoldás terjedt el:

A függőlegesen elhelyezett csőkígyók (a túlhevítőkhöz hasonlóan) függesztőcsövekre, kisebb (<450 °C) füstgázhőmérséklet esetén 10–20 mm vastagságú lemezből készített függesztőelemekre (2.166. ábra (b)) támaszkodnak. A lemezből készített függesztőelemeket függesztőcsövekhez, a kazán tetőgerendázatához vagy a fűtött térben elhelyezett acélgerendákhoz erősítik. A kazánfalon történő átvezetésnél tápvíz-előmelegítőknél is ügyelni kell az eltérő hőtágulásból adódó elmozduláskülönbségek hatásának minimalizálására. Membránfalak esetén az átvezetés a túlhevítőknél alkalmazott (2.147. ábrán vázolt) megoldásokkal történhet. Vízszintes elrendezés esetén felfüggesztésre nincs szükség. A csőkötegeket a szerelés meggyorsítására, a csövek függesztőelemekből történő kimozdulásának megelőzésére gyakran keretekkel is összefogják.

Az áramlás stabilitása: A tápvíz-előmelegítő fűtőfelület csöveit előszeretettel alkalmazzák függesztőcsőként is, esetenként felülről lefelé történő áramlással is kísérleteznek. Ezeknél, a 2.107. ábrán bemutatott feltételek kialakulása esetén, könnyen megfordulhat az áramlás, amely ugyancsak gőzfejlődésre, helyi túlhevülésre vezethet. Ennek elkerülésére a tápvíz-előmelegítőként kapcsolt függesztőcsöveket, illetve a tápvíz-előmelegítők kazándobhoz vezető fűtött bekötőcsöveit lehetőleg mindig felszálló áramlással, vízszintes vonalvezetés helyett áramlási irányban néhány fokos hajlásszöggel, emelkedő elrendezéssel kell kialakítani. A kényszerátáramlású felületekhez hasonlóan a várható teljes működési tartományban vizsgálni kell az áramlás stabilitását (

search

szám) és indokolt esetben fojtótárcsákat is be kell építeni a hosszú, megszakítás nélküli csőszakaszokba. A csövekben a sebességet olyan értékűre kell választani, hogy biztosított legyen a csőfal megfelelő hűtése, az esetlegesen képződött, falhoz tapadt gőz eltávozzon. Csőkígyóknál 0,5–1 m/s, öntöttvas bordás csöveknél 0,2–0,6 m/s a javasolt sebesség.

Üzembiztonság: A tápvíz-előmelegítő felületek hűtését mindig biztosítani kell. Ezért a vízzel való teljes feltöltés biztosítására minden fokozat legfelső pontjához légtelenítő vezetéket kell csatlakoztatni, az esetleges leürülés elkerülésére a belépőkamra elé (tápfejnél) visszacsapó szelepet, a kilépőkamrákból lefelé vezető összekötő vezetékeken a közeg elfolyását megakadályozó túlemelést kell beépíteni. A szabad átjárás (és a térfogatváltozások hatásának kiegyenlítése) érdekében a tápvíz-előmelegítő és az elgőzölögtető (kazándob) közé elzáró szerelvényt beépíteni tilos.

Hőtranszformáció (Wärmeverschiebung). A tápvíz-előmelegítők különleges alkalmazása a széntüzelésű nagyblokkok kéntelenítői elé beépített fűtőfelület, amely a füstgázból a kéntelenítő elől elvont hővel a kéntelenítő utáni füstgáz visszamelegítését végzi (2.167. ábra). Egyrészt zárt rendszerről van szó, másrészt a füstgáz a kéntelenítő előtt bizonyosan a benne lévő SO2/SO3, HCl, HF és más, korrozív gázok harmatpontja alá hűl. Így csak olyan szerkezeti anyagok alkalmazhatók, amelyek a korróziónak hosszabb üzemidőn át is megfelelően ellenállnak. Erre a célra a legmegfelelőbbnek a nikkelbázisú csőre (pl. Alloy 59) ragasztóanyaggal (pl. PAI) rögzített fluorbázisú (PFA, PTFE) műanyagcső-bevonatú rétegelt csövek tűnnek. Ezeknél a fémcső adja a szilárdságot, alakállóságot, javítja a hőátadást, a műanyag cső a savállóságot biztosítja, a ragasztóanyag feladata a belső és a külső cső szilárd összekapcsolása, valamint a korrozív anyagok fémcsőfelülethez történő diffúziójának megakadályozása [2.117]. Az alacsony hőmérséklet miatt folyamatos a kondenzáció, amely a füstgázban visszamaradt szilárd anyagok megtapadásához is jó előfeltételeket biztosít. Ezért ezeket a fűtőfelületeket is a tisztíthatóság érdekében szükséges csőosztással kell beépíteni, és megfelelő mosóberendezésről is gondoskodni kell. Miután az ilyen berendezéseknél a hőmérsékletekből adódóan elgőzölgéssel biztosan nem kell számolni, a fűtőfelületek – az ábrához hasonlóan – függőlegesen vezetett csövekből álló csőkígyókkal is megvalósíthatók. Biomassza-, szeméttüzelésű kazánoknál léghevítő helyett is az előbbi megoldást alkalmazzák.