Блок перекрытия газоходов многорядной трубчатой печи

 

Изобретение относится к нагревательным устройствам ,в частности, к конструкции блока перекрытия газоходов трубчатых печей, применяемых в агрегатах синтеза аммиака. Для повышения срока службы и экономии топливного газа на обогрев трубчатой печи блок 1 выполнен в форме арки треугольного профиля с переменным продольным сечением, площадь которого увеличивается к центру. Внешняя поверхность 2 арки выполнена под углом 15-45° к горизонтали. Цилиндрические каналы 3 расположены под углом 45-90° к внешней поверхности блока 1 с шагом, равным 0,8-1,0 ширины блока 1, и имеют диаметр, равный 0,03-0,05 ширины блока 1. Внешняя поверхность арки имеет отражающий экран. Внутренняя поверхность арки расположена под углом 5-10° к внешней его поверхности. 1 з.п.ф-лы, 1 табл., 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1479809 А 1 (59 4 F 27 П 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ.

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и

Н А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4292911/29-33 (22) 30.06.87 (46) 15.05.89. Бюл. М- 18 (72) Т.И. Бондарева, Э.Д. Кибрик, И.Г. Завелев, Э.Г. Вакх, E.Ä. Завелев, Н.А. Бухарова, Т.П. Вьюгина и В.С. Коршунов (53) 66.042.875(088.8) (56) Авторское свидетельство. СССР

¹ f068682. кл. F 27 D 1/02, 1982.

I (54) БЛОК ПЕРЕКРЫТИЯ ГАЗОХОДОВ МНОГОРЯДНОЙ ТРУБЧАТОЙ ПЕЧИ (57) Изобретение относится к нагре" вательным устройствам, в частности к конструкции блока перекрытия газоходов трубчатых печей, применяемых в агрегатах синтеза аммиака. Для повышения срока службы и экономии топливного газа на обогрев трубчатой печи блок 1 выполнен в форме арки треугольного профиля с переменным продольным сечением, площадь которого увеличивается к центру. Внешняя поверхность 2 арки выполнена под уго лом 15"45 к горизонтали. Цилиндрические каналы 3 расположены под уго лом 45-90 к внешней поверхности блока 1 с шагом, равным 0,8-1 0 ширины блока 1. и имеют диаметр, равный

0,03-0,05 ширины блока 1. Внешняя поверхность арки имеет отражающий экран. Внутренняя поверхность арки о расположена под углом 5-10 к внешней

его поверхности. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

1479809

Изобретение относится к нагрева" тельным устройствам, в частности к конструкции блоков перекрытия газоходов трубчатых печей, применяемых в агрегатах синтеза аммиака производительностью 1360 т/сут.

Цель изобретения — повышение срока службы огнеупорных блоков и экономия топливного газа на обогрев печей ри- 1О форминга углеводородов.

На фиг. 1 показан блок, продольный разрез; на фиг. 2 — то же, вид сверху.

Блок 1 изготовлен из огнеупорного (корундового или муллитокорундового состава) бетона, рабочая поверхность

2 которого покрыта материалом с повышенными радиационными характеристика- 20 ми и имеет цилиндрические каналы 3 для прохода дымовых газов.

Внешняя рабочая поверхность 2 с отражающим экраном блока 1 обращена к нижней части трубных экранов, расположенных по обе стороны газохода.

Тепловой поток от горелок, попадая на поверхность блоков 1, отражается на трубные экраны и обогревает их.

Дополнительно на нижнюю часть (0,20,3 длины реакционных труб) трубных экранов переизлучается 3% общего теплового потока, что позволяет одновременно стабилизировать концентрацию метана в конвертированном газе 35 на выходе из реакционных труб, снизить перепад температуры на недостижение равндвесия конвертированного газа и достичь экономии энергозатрат.

Отражающий экран представляет со- 40 бой два слоя покрытия, один из которых обладает низкой теплопроводностью, а другой, обращенный к обогреваемым трубам, высокой теплопроводКостью и высоким коэффициентом чер-. 45 ноты.

Блок 1 выполнен в форме арки треугольного профиля с переменным продольным сечением, при этом внутренняя поверхность арки расположена под углом 5-10 к внешней его поверхности (на фиг. 1 (oC, - 4, ) = 5") .

При указанных углах наклона высота блока 1 возрастает с 150 до

200 мм (о4 -x = 5 ), т.е. на 30%, та- 55 ким образом, прочность при изгибе блока 1 повышается на 30%; и с 150 до 210 мм (о, — о = 10 ), т.е. на

40% т.е. прочность при изгибе увеличивается на 40%. Это позволяет повысить срок службы блоков 1 на 1,52,5 года.

Внешняя поверхность арки имеет отражающий экран и выполнена под углом 15-45 к горизонтали (Ы,= 15-45 ).

Для известной конструкции блока перекрытия характерно поглощение падающей на блок 1 лучистой энергии материалом блока 1. Предлагаемая конструкция блока 1 перекрытия позволяет использовать падающую на поверхность

2 блока 1 лучистую энергию путем ее отражения для нагрева нижней части реакционных труб. Таким образом, доля эффективно используемого лучистого потока возрастает на величину углового коэффициента пропорционально .площади, занимаемой блоками 1 перекрытия.

Увеличение срока службы блока 1 перекрытия на 15-20% позволяет ис" ключить преждевременное разрушение блоков 1 и связанные с этим тепловые потери, следовательно, обеспечивается экономия тепловой энергии, передаваемой конвекцией к нижней зо не реакционных труб.

Цилиндрические каналы 3 распоо ложены под углом 45-90 к внешней поверхности блока 1 с шагом, равным

0,8-1,0 ширины блока 1, и имеют диаметр, равный 0,03-0,05 ширины блока 1.

Из-за высоких температурных напряжений при применении известных блоков 1 разрушение наступает через

0,5-1,5 года после начала эксплуатации. Цилиндрические каналы 3 с укаэанными геометрическими характеристиками позволяют снизить перепады температур, т.е. уменьшить температурные напряжения по форме и сечению блоков

1 и увеличить их срок эксплуатации без разрушения..

Верхние пределы диаметров каналов.

3 и их максимальное количество ограничены требованиями к механической прочности блоков 1 и соответственно сроку службы. Нижние пределы ограничены трубованиями равномерности прогрева и снижения температурных напря» жений в материале блоков 1.

Внешняя поверхность арки имеет отражающий экран. Экран состоит из двух слоев. Внешний (обращенный к трубам) обладающий высокой отражающей способностью имеет состав, мас.X: Pe 0

1479809

Г1аг {расстояние

Угол наклона

Диаметр цилиндрических каналов

Угол расположения тношение иаметра илиндриеских между цилиндрическими каналами), MM поверхности арки, град цилин дрических камм аналов налов, град ширие блока

О, 03 160-216

О, 04 180-200

0 5 200-270

Переменное сечение

15 45

30 60

45 90

Прототип 180

6" 8

8-10

10-13

Продолжение таблицы

Прочность при изгибе, МПа

Угол наклона

Коэффициент излучения, Е

Угол оТНоасход топивного газ а обогрев рубчатой ечи, м /т 1П рок служы, год шения внут ренней поповерхности арки, град верхности арки к внешней, град 15

30. 45

Прототип

387

400

2,5

2,8

3,0

0 5-1,5

10

11,7

12,0

12,6

0,97

0,97

0,97

0,6

69-77; МпО 5-15; Сп О 5-15; СаО

3-11.. Внутренний (теплоизоляционный) имеет состав, мас.7: СаО 3-6; А1 Оз

37-60; Si0 34-60. Общая толщина слоев5 равна 10 мм, при этом отношение толщины внешнего слоя к внутреннему составляет 0,04-0,2, Как указывалось выше, применение предложенного состава покрытия позволяет снизить рас- 10 ход топливного газа на обогрев трубчатой печи.

Характеристики предложенного устройства приведены в таблице.

Как видно из таблицы, срок служ- 15 бы предлагаемых блоков 1 по сравнению с прототипом повышается на 1-2 года, а расход топливного газа на обогрев трубчатой печи снижается на 513 нм /тМНз.,20 формулаизобретения

1. Блок перекрытия газоходов многорядной трубчатой печи, включающий цилиндрические каналы, о т л и ч а —, ю шийся тем, что, с целью повышения срока службы и экономии топливного газа на обогрев трубчатой печи, он выполнен в форме арки треугольного профиля с переменным .продольным сечением, ппощадь которого увеличивается к центру блока, внешняя поверхность арки выполнена под углом 15-45 к горизонтали, цилиндрические каналы расположены под углом 45-90 к внешней поверхности блока с шагом, равным

0,8-1,0 ширины блока, и имеют диаметр, равный 0,03-0,05 ширины блока, при этом внешняя поверхность арки имеет отражающий экран.

2. Блок по п. 1, о т л и ч а ю— шийся тем, что внутренняя поповерхность арки расположена под углом 5-10 к внешней его поверхности, 1479809

Составитель Л. Петрова

Техред А.Кравчук Корректор П. Гунько

Редактор Л. Пчолинская

Заказ 2532/40 Тираж 533 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101