Трубчатая печь

 

1. ТРУБЧАТАЯ ПЕЧЬ для нагрева воздуха, содержащая радиантную и воздушную камеры и конвективный теплообменник, снабженные тепловыми трубами с наружным оребрением, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения возможности одновременного нагрева природного газа, и увеличения производительности печи, вдоль стен и пода радиантной камеры размещены трубы продуктового змеевика природного аза, экранированные испарительными участками тепловых труб, расположенньми параллельно трубам продуктового змеевика перед их лобовой образующей, и вьтолненными в виде замкнутьЬс многоугольников , к верхним граням которых присоединены конденсационные участки тепловых труб, размещенные в воздушной камере. 2. Печь по п. 1,отличаю5 щ а я с я тем, что участки тепловых труб, экранирующие трубы продуктового змеевика, выполнены диаметром, составляющим 0,35-0,45 диаметра труб продуктового змеевика, и установлены на расстоянии 1,3-1,5 их диаметра .

ИЮ (11) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

Э(Ю С 10 G 9 20 F 27 В 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

® teams

Ц t9rrge. ам.„,, 13;", »®NOmg

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Раасу,т

Ук.гамр

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3589681 /23-26 (22) 25. 02. 83 (46) 15.12.84. Бюл. Ф 46 (72) А.З.Каждан, В.Е.Баклашов, В.Ф.Дребенцов, В.М.Седелкин, M.Ê.Áåçродный и В.Ф.11окляк (71) Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (53) 621.783.2(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 648812, кл. F 27 В 5/00, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

NI 836463, кл. F 23 L 15/04, 1979, (54)(57) 1. ТРУБЧАТАЯ ПЕЧЬ для нагрева воздуха, содержащая радиантную и воздушную камеры и конвективный теплообменник, снабженные тепловыми трубами с нар;-жным оребрением, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью обеспечения возможности одновременного нагрева природного газа. и

I увеличения производительности печи, вдоль стен и пода радиантной камеры размещены трубы продуктового змеевика природного Газа, экранированные испарительными участками тепловых труб, расположенными параллельно трубАм продуктового змеевика перед их лобовой образующей, и выполнен- ными в виде замкнутых многоугольников, к верхним граням которых присоединены канденсационные участки тепловых труб, размещенные в воздушной камере.

2. Печь по н. 1, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что участки тепловых труб, экранирующие трубы продуктово- го змеевика, выполнены диаметром, составляющим 0,35-0,45 диаметра труб продуктового змеевика, и установлены на расстоянии 1,3-1,5 их диаметра.

1 1129

Изобретение относится к газовой, нефтяной и нефтехимической отраслям промышленности.

Для нагрева жидких и газообразных продуктов применяются трубчатые нагревательные печи.

Известна трубчатая печь, содержащая радиантную и конвективную камеры с размещенными в них продуктовыми трубами, в которой для выравни- io вания плотности теплового потока по поверхности нагрева использованы. тепловые трубы (1) .

Однако известная трубчатая печь .с тепловыми трубами предназначена, для нагрева одной среды и не может быть использована для нагрева двух рабочих сред.

Известна также трубчатая печь для нагрева воздуха, содержащая радиальную и воздушную камеры и конвективный теплообменник, снабженные тепло" выми трубами с наружным оребрением (2) .

К недостаткам известной трубчатой печи относятся невозможность одновременного нагрева природного газа и большое аэродинамическое со— противление воздушного тракта, отрицательно сказывающееся на производи- 30 тельности печи. Производственная необходимость нагрева в одном аппарате природного газа и воздуха обусловлена требованиями технологии производства технического углерода, в соответствии с которыми подача природного газа и воздуха в реакционную зону должна осуществляться с примерно равными температурами.

Цель изобретения — обеспечение возможности одновременного нагрева природного газа и увеличение производительности печи.

Поставленная целЬ достигается тем, что в трубчатой печи для нагре- 45 ва воздуха, содержащей радиантную

/ и воздушную камеры.и конвективный теплообменйик, снабженные тепловыми трубами с наружным оребрением, вдоль стен и пода радиантной камеры разме- 50 щены трубы продуктового змеевика природного газа, экранированные испарительнйми участками тепловых труб, расположенными параллельно трубам продуктового змеевика перед их лобо- 55, вой образующей, и выполненными в ви, де замкнутых многоугольников, к верхним граням которых присоединены кон222 2 денсационные участки тепловых труб, размещенные в воздушной камере.

Участки тепловых труб, экранирующие трубы продуктового змеевика, выполнены диаметром, составляющим 0,350,45 диаметра труб продуктового змеевика, и установлены на расстоянии

1,3-1,5 их диаметра.

Такая конструкция трубчатой печи позволяет осуществить равномерный подвод тепла по поверхности труб продуктового змеевика для нагрева природного газа, отвести все избыточное тепло радиации со всех стенок радиационной камеры печи и осуществить равномерный подвод тепла по всему поперечному сечению камеры для нагрева воздуха. С учетом оптимальных значений диаметра тепловых труб и и их расстояния относительно труб продуктового змеевика предлагаемая конструкция трубчатой печи позволяет максимально интенсифицировать теплообмен в радиационной части печи, увеличить ее производительность и обеспечить необходимый нагрев воздуха при минимальном гидравлическом сопротивлении воздушного тракта, Суть предложенных соотношений заключается в следующем: экранирование про дуктовой трубы другой трубой меньшего диаметра (в даййом случае тепловой) позволяет выравнять эпюру теплонапряжения по периметру и дли не продуктовой трубы. За счет размещения тепловой трубы переД продуктовой нивелируется профиль теплонапряжения по ее окружности и сни-, жается уровень теплонапряжения в ее лобовой части, что имеет значение при нагреве, например, термолабильных продуктов. Очевидно, в зависимости от геометрических размеров тепловой трубы и экранируемой, расстояния между ними равномерность распределения теплового потока буде различной.

На фиг.1 представлена печь, продольный разрез; на фиг. 2 — то же, поперечный разрез.

Печь состоит из горизонтально расположенной радиантной камеры 1 с источниками огневого нагрева 2 и размещенного в ней продуктового змеевика 3 для нагрева природного газа, утилизационного конвективного теп" лообменника 4, воздушной камеры 5, тепловых труб 6 и 7, размещенных соответственно в радиантной камере и

129222 °

Таким образом, движение воздуха через камеру большого поперечного сечения в противотоке с продуктами сгорания йозволяет обеспечить ah грев его до необходимой температуры при малом, гидравлическом сопротивлении воздушного тракта. Конструктивное выполнение тепловых труб в радиантной камере печи и условия их оптимального размещения.относительно труб продуктового змеевика обеспечивают максимальную интенсификацию

I теплообмена в радиантной камере, I 1 вследствие чего повышается производительность печи по нагреву как природного rasa, так и воздуха.

Предлагаемая конструкция трубчатой печи позволяет примерно в 2 раза увеличить эффективность использования теплообменной поверхности печи по сравнению с прототипом, что приводит к соответствующему уменьшению ее металлоемкости.

3 1 конвективной части печи. Продуктовый змеевик 3 выполнен из труб, расположенных по периметру поперечного сечения раднантной камеры вдоль стен Й пода. Участки нагрева тепловых труб, расположенные в пре-. делах радиантной камеры, выполнены в виде многоугольника, стороны которого экранируют трубы продуктового змеевика и свод печи. Нижняя сторона этого многоугольника изогнута и имеет небольшой наклон (6 ) относительно пода печи. Верхняя сторона многоугЬльника выполнена в .виде коллектора, к которому присоединен ряд вертикальных оребренных сверху труб 8,выведенных в воздушную камеру 5. В эту же камеру выведены конденсационные участки тепловых труб 7, размещенных в конвективной части печи.

При работе печи тепло от продуктов сгорания в радиантной камере передается трубам продуктового змеевика 3, а также участкам нагрева тепловых труб 6. С помощью промежуточного теплоносителя, нахо- дящегося в тепловых трубах, тепло через оребренные участки труб равномерно распространяется по поперечному сечению камеры для нагрева воздуха. Из камеры радиации продукты сгорания поступают в конвективный газоход теплообменника 4, из которого тепло отходящих газов с помощью тепловых труб 7 передается в ту же камеру 5 для нагрева воздуха.

Производительность по воздуху уве25 личится sa счет снижения гидравлического сопротивления. Увеличение производительности по rasy происходит за счет интенсификации процесса, теплообмена в радиантной камере

{увеличения средней плотности теплового потока на поверхности продуктового змеевика), что становится возможным благодаря выравниванию теплонапряжения по периметру продуктовой

35 трубы при экранировании ее тепловой трубой.

1129222

Риа2

Корректор М..Роэман

Закаэ 9301/19 . Тираж 488

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4

Составитель В.Кудряшов

Редактор О.Колесникова Техред А.Бабинец

ФАРА ой газ