Трубчатая печь

 

ТРУБЧАТАЯ ПЕЧЬ; включающая радиантную и конвективную камеры с поверхностями нагрева и систему воздуховодов , отличающаяся тем, что, с целью повьпоения надежности работы печи за счет уменьшения прогара, низкотемпературной коррозии и отрыва труб конвективных поверхностей нагрева, трубы последних выполнены с увеличенными на входе и непрерьгоно уменьшающимися по ходу газов поперечными шагами. Л.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н ABT0PGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3477983/23-26 (22) 28.07.82 (46) 15. 10. 84. Бюл. У 38 (72) А. В. Малыгин (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт. по переработке газа (53) 662.959.2(088.8) (563 1. Авторское свидетельство СССР

У 157751, кл. F 27 В 5/00, 27.04.52.

2.Авторское свидетельство СССР

9 263063, кл. F 27 В 5/00, 11.06.65.

„.SU„„118667

3«59 С 10 С 9 20 F 27 В 5/00 (54) (57) ТРУБЧАТАЯ ПЕЧЬ, включающая радиантную и конвективную.камеры с поверхностями нагрева и систему воздуховодов, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы печи за счет уменьшения прогара, низкотемпературной коррозии и отрыва труб конвективных поверхностей нагрева, трубы последних выполнены с увеличенными на входе и непрерывно уменьшающимися по ходу газов поперечными шагами.

1 1118

Изобретение относится к устройству трубчатых печей, предназначенных для технологического нагрева жидких и газообразных теплоносителей на предприятиях нефтяной, нефтегазо5 перерабатывающей, нефтехимической отраслей промышленности.

Известна трубчатая печь, содержащая радиантную и конвективную камеры с поверхностями нагрева, выполненными в виде трубчатых змеевиков.

Нагрев теплоносителей в печи осуществляется дымовыми газами, полученными в результате сгорания топлива.

Топливо в печь подается через горелки, размещенные на боковых стенках радиантной камеры (1) .

Известна также трубчатая печь, включающая радиантную и конвективную камеры с поверхностями нагрева, выполненными в виде трубчатых змеевиков, причем в конвективной камере расположены змеевик воэдухоподогревателя и продуктовый змеевик, вентиляторы, подающие воздух в трубчатый воздухоподогреватель, и систему воэдуховодов (2) .

Однако известная трубчатая печь характеризуется недостаточной надежностью печи в целом вследствие

ЗО прогара, низкотемпературной коррозии и отрыва труб конвективных поверхностей нагрева — продуктового змеевика и воздухоподогревателя. Причиной прогара труб является превышение наружной температуры стенок над температурой окалинообразования (450 С для конструкционных сталей и 730"С для стали Х5М, из которых изготавливаются трубы продуктовых змеевиков).

Причиной низкотемпературной коррозии 4О является превышение температуры точки росы водяных паров дымовых газов над температурой стенки и, как следствие, конденсация серной кислоты на конвективных трубах. Причиной от- 45 рыва труб является значительная неравномерность их температур (до

1,73-3,2 для воздухоподогревателей и до 1,5 для конвективной части продуктового змеевика), их большая

50 длина (до 24 м) и, как следствие, значительная разность свободных тепловых удлинений (соответственно до 38 и 73 мм для воздухоподогревателя и конвективной части продукто- 55 вого змеевика) °

Цель изобретения — повышение надежности и эффективности печи за

667 2 счет уменьшения прогара, низкотемпе ратурной коррозии и отрыва труб конвективных поверхностей нагрева, Поставленная цель достигается тем, что в трубчатой печи, включающей радиантную .и конвективную камеры с поверхностями нагрева и систему воздуховодов, конвективные поверхности нагрева выполнены с увеличенными на входе и непрерывно уменьшающиеся по ходу газов поперечными шагами труб.

Изобретение позволяет при одинаковых входных температурах дымовых газов, воздуха и нагреваемого продукта снизить температуру стенок труб на входе дымовых газов, повысить на выходе и соответственно уменьшить не" равномерность температур стенок труб, поскольку с увеличением скорости омывающего трубу теплоносителя температура стенки трубы возрастает и наоборот при уменьшении скорости температура стенки снижается.

На фиг. 1 приведена печь, общий вид; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1.

Трубчатая печь состоит из радиантной 1 и конвективной 2 камер. В кон1 вективной камере печи расположены продуктовый конвективный змеевик

3 и воздухоподогреватель 4 с увеличенными на входе и непрерывно уменьшающимися по ходу газов поперечными шагами труб. Опускные воэдуховоды 5 и воздуховоды первичного 6 и вторичного 7 воздуха образуют раздающую систему воздуховодов. Печь имеет огнеупорную изоляцию8. На крыше печи установлены дымовые трубы 9 и дутьевые вентиляторы 10. В нижней части печи установлены горелки 11. В радиантной каме" ре расположен радиантный продуктовый змеевик 12. Все элементы печи закреплены на каркасе.

Печь работает следующим образом.

Холодный воздух вентиляторами 10 подают в трубчатый воздухоподогрева" тель 4 где он нагревается и по систе ме воздуховодов 5-7 подается в радиантную камеру 1: первичный — через горелки 11 в корни факелов, вторичный — через перфорацию в изоляции 8, на факелы для регулирования их высоты. Теплоноситель, нагревшись в конвективном змеевике 3, подается в ра" диантный 12, где окончательно нагревается до необходимой температуры.

Вводят нагреваемый теплоноситель

Показатели

Печь

Известная

Предлагаемая

20.

890

890

510 на выходе

510 на входе в воздухоподогреватель 5!О

510

160

160

0,5

К?Щ печи

0,94

5714

3040

160

160 на выходе

204

204

Максимальная наружная температура стенок труб на входе дымовых газов в конвективный змеевик, С

760

725

Средняя температура труб конвективного змеевика, 740

700 на выходе

523

575

Неравномерность средних температур конвективного змеевика

1,41

1,22

54,7

31,5

3 11 в печь через верхние трубы конвективного змеевика.

Движение теплоносителя и дымовых газов противоточное. Дымовые газы, нагрев теплоноситель и воздух, покидают печь через дымовые трубы 9.

Технические преимущества предлагаемой печи по сравнению с прототипом в том, что увеличение на входе и непрерывное уменьшение по ходу газов поНоминальная теплопроизводительность, Гкал/ч

Температура дымовых газов, С на входе в коивективную часть продуктового змеевика на выходе (уходящие газы) Расход условного топлива, кг.у.т/ч

Температура продукта (керосина), С на входе в конвективную часть змеевика на входе дымовых газов

Разность тепловых удлинений труб конвективного змеевика, мм

18667 4 перечных шагов труб приводит к выравниванию температур стенок труб таким образом, что на входе дымовых газов они снижаются до температуры ниже температуры окалинообразования, а на выходе - увеличиваются до темпе" ратуры выше температуры точки росы ды. мовых газов.

В таблице даны технические показатели работы этих печей.

1118667

Показ ат ели.

Изв естная

20

370

370

420

470

108

125

5,5

2,1

323

365

117

133 на выходе

2,84

3,12

30

Температура воздуха, С д на входе в воздухоподогреватель на выходе

Максимальная наружная температура стенок труб воздухоподогревателя на входе дымовых газов, С

Иинимальная наружная температура стенок труб воздухоподогревателя на о выходе дымовых газов, С

Скорость коррозии, г/м ч

Средняя температура труб воздухоподогревателя, С на входе дымовых газов

Неравномерность средних температур

Разность тепловых удлинений труб воздухоподогревателей, мм

Продолжение таблипы

Печь

i.. Предлагаемая

) 118667

Ôèã.2

Составитель В.Кудряшов

Редактор Н.Киштулинец Техред Т,Фанта Корректор А.Ильин

Заказ 7372/19 Тираж 488 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä,óë.Ïðîåêòíàÿ,4