Радиационно-конвекционный способ обогрева трубчатой печи

 

Изобретение предназначено для термического крекинга и пиролиза нефтяного сырья и подогрева теплоносителей. Топливный газ и окислитель (воздух или дымовые газы) подают в радиационную камеру печи раздельно таким образом, что окислитель с содержанием кислорода 5-99 об.% и температурой, выше температуры самовоспламенения топливного газа, входит в камеру потоком, а топливный газ дозируют по ходу движения окислителя. Данный способ позволяет увеличить срок службы змеевиков печи, улучшить безопасность ее эксплуатации. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способам обогрева трубчатой печи и может быть использовано при термическом крекинге и пиролизе нефтяного сырья, подогреве теплоносителей, получении пара и т.д.

Известные способы обогрева промышленных трубчатых печей, которые состоят из радиационной и конвекционной камер, осуществляются с помощью излучения от горелок, расположенных на наружных панелях радиационной камеры. Процесс в любых конструкциях горелок происходит за счет смешения воздуха и топливного газа и их сжигания непосредственно на выходе из горелок (Н.Рентус, В.В.Шарихин "Трубчатые печи в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. - М.Химия,1987. -17.-38, А.с. СССР N 1214724, 1986).

К недостаткам известных способов обогрева трубчатых печей с помощью горелок относятся: - подача воздуха на горение из окружающего пространства взрыво-пожарного технологического производства; - неравномерность обогрева поверхности змеевиков круглой формы со стороны поверхностей с горелками, а следовательно, местные перегревы, науглероживание и ускоренное закоксовывание змеевиков; - высокая температура факела горелки, разрушающая футеровку прилегающих поверхностей и собственно горелку.

Цель изобретения - увеличение срока службы змеевиков печи, улучшение безопасности ее эксплуатации.

Цель достигается тем, что топливный газ и окислитель (воздух или дымовые газы) подают в радиационную камеру печи раздельно таким образом, что окислитель с содержанием кислорода 5-99% объемных и температурой, выше температуры самовоспламенения топливного газа, входит в камеру потоком, а топливный газ дозируют по ходу движения окислителя.

На чертеже, отражающем продольный разрез части радиационной зоны трубчатой печи, показана принципиальная схема ее обогрева.

Радиационно-конвекционный обогрев трубчатой печи производится сжиганием топливного газа в потоке окислителя - горячего воздуха или дымовых газов с начальной температурой более 700^oC, с содержанием кислорода 5-99 % объемных. При этом топливный газ и окислитель в трубчатую печь подаются раздельно (радиационная зона печи 1).

Окислитель движется вдоль змеевиков 2 трубчатой печи, направляемый газовыми камерами 3 с топливным газом, размещенными параллельно змеевикам 2.

В газовые камеры 3, перфорированные отверстиями 4 для выхода топливного газа, подается топливный газ в количестве, соответствующем расчетному температурному профилю змеевиков.

Выходящее из газовых камер 3 топливо перемешивается во всем объеме движущегося потока окислителя и сгорает с образованием объемного радиационного излучения. Движущийся поток окислителя в смеси с продуктами сгорания топливного газа обеспечивает дополнительный конвекционный режим обогрева всей поверхности трубчатых змеевиков 2. При движении окислителя содержание кислорода постепенно падает от исходных 5 - 99% объемных до минимально необходимых 0,1%, чтобы содержание оксида углерода CO не превышало допустимых санитарных норм. Сочетание радиационного и конвекционного способов обогрева змеевиков радиационной зоны трубчатой печи позволяет увеличить коэффициент теплопередачи, а следовательно, снизить температуру газового потока окислителя с обычных 1500 - 1600^oC до 1240 - 1280^oC и при этом сохранить температуру стенки последних участков змеевика на уровне 940-980^oC.

Равномерное смывание потоком газа поверхности змеевиков трубчатой печи при радиационно-конвекционном способе обогрева снижает локальные перегревы и, как следствие этого, снижает коксообразование и науглероживание змеевика, тем самым увеличивается пробег змеевиков между выжигами кокса с 700-900 часов до 1200-1500 часов. Одновременно увеличивается срок службы змеевиков до замены с 40000 часов до 80000 часов.

Использование подогретого окислителя от стороннего источника позволяет выполнить трубчатую печь герметичной, что повышает безопасность работы с ней во взрыво-пожароопасных нефтехимических производствах.

Формула изобретения

1. Радиационно-конвекционный способ обогрева трубчатой печи путем сжигания топливного газа в потоке окислителя, отличающийся тем, что топливный газ и окислитель подают в радиационную камеру печи раздельно таким образом, что окислитель с содержанием кислорода 5-99 об.% и температурой, выше температуры самовоспламенения топливного газа, входит в камеру потоком, а топливный газ дозируют по ходу движения окислителя.

2. Способ по п.1 отличающийся тем, что в качестве окислителя используют воздух или дымовой газ.

РИСУНКИ

Рисунок 1