Способ нагрева газовых радиационных труб

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИЕЛЬСТВУ

Союз С ветскнх

Социалистических

Республик (») 521327

7 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 09.01.75 (21) 2095505/02 с присоединением заявки №(23) Приоритет— (51) М. Кл.

С 21 Q 9/00

Государственный комитет

Совета Мнннстроа СССР по делам иэобретеннй и открытий (43) Опубликоваио15.07.76.Бюллетень М 26 (53) УДК 621.78. .012. 3(088. 8) (45) Дата опубликования описания 20.09.76

Е. В. Крейнин, С. Е. Барк и Ю. П. Кафырин (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский институт использования газа в народном хозяйстве и подземного хранения нефти, нефтепродуктов и сжиженных газов (7!) Заявитель ь (54) СПОСОБ НАГРЕВА ГАЗОВЫХ РАДИАЦИОННЫХ ТРУБ

Изобретение относится к технике газоI вых отопительных систем печей для химико-термическэй обработки металла, в част ности автоматическому регулированию газовых нагревателей. 5

Известен способ нагрева газовых радиационных труб путем периодического одновременного включения и отключения газа и воздуха при соответствуюшем изменении температуры в печи (1). lO

Недостатком этого способа является выпадение свободного углерода во внутреннем объеме редиаццонных труб и его накопление. Оставшийся в радиационной трубе после отключения ее природный газ тер- !а мически разлагается до сажи. Кроме того, перед новым включением газа все внутренние элементы радиационной трубы прогреваются до температуры рабочего пространства печи, что благоприятствует интенсив- 20 ному термическому разложению природного газа при его включении.

С целью уменьшения выпадения свобод,ного углерода на внутренних стенках газовой трубы как результата интенсивного 25

2 термического разложения природного газа в. период, отключения подачи топлива газо вую трубу продувают холодным воздухом о и охлаждают до 850 С.

Предлагаемый способ нагрева газовых радиационных труб апробирован в стендовых условиях.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема для осуществления предлагаемого способа; на фиг. 2 — термограмма, полученная при испытании этого способа на стенде опытной базы Вниипромгаза.

Термопары были зачеканены во внутренний элемент (газовую трубу), наиболее наг ревающийся при эксплуатации и вследствие этого определяющий степень термического разложения природного газа.

Участок 1 термограммы соответствует отключенному состоянию радиационной трубы 1. Газовая трубка приобретает температуру стенда. Температура стенда снижается как только она достигает значения минимально заданной. Через реле времени включаются клапаны 2 и 3. Этой операции соответствует у ч асток Г термограммы, 521 Благодаря охлаждающему эффекту воздуха температура газовой трубки снижается до 840-850 С. Охлаждающий воздух подается в течение 45 с. После этого через реле времени 4 открывается клапан 5, закрывается клапан 3, и в радиационную трубу подается газ. Газовая трубка продолжает интенсивно охлаждаться (участок термограммы 1 ), несмотря на начавшееся горение внутри радиационной трубы 1. Темпе- щ ратура наружной излучающей поверхности радиационной трубы растет, Постепенно температура газовой трубки стабилизируется о на уровне 710-730 С, хотя температува излучающей трубы при эго."л равна 960 С д5 о (температура на стенде 920-930 С). Этому интервалу времени соответствует участок Ггг термограммы.

Как только температура в стенде перео растает 930 С, через реле времени закрыва- р ется клапан 5 (горение в радиационной трубе прекращается) и открывается клапан

3. В течение времени, достаточного для вытеснения газа из газовой трубки и камеры горения радиационной трубы, открыты клапаны 3 и 2. Б условиях стенда .это время равняется 20 с (участок Г термограммы). По истечении этого времени клапаны 3 и 2 закрываются и в радиационную трубу ничего не нагнетается. Начинается 30 прогрев внутренних элементов до температуры наружной поверхности радиационной трубы (участок Г термограммы) . Температура в стенде снижается, и цикл повторяется. 35

Проанализируем продолжительность отдельных участков термограммы.

Продолжительность участков Г, ( Г и Т6 определяется тепловым балансом нагреваемого агрегата и выбранной тепло- 40 производительностью радиационных труб.

Они определяют частоту включения радиационных труб.

Продолжительность участка Г выбирается, исходя из необходимости охлаждения ,газовой трубки перед включением газа до

327 о ю

850 С. С целью определения этой температуры проведено специальное исследование. Определено, что при температуре стенки трубки (из хромоникелевого металла) о до 850 С степень разложения природного газа мала настолько, что ею можно пренебречь. Учитывая экспоненциальный характер зависимости скорости реакций термического разложения от температуры, при о

900 С и выше скорость этой реакции уже . достаточна для накопления в газовой трубке свободного углерода (сажи). В условиях стенда и испытуемой радиационной; трубы температура газовой трубки снижалась с о

930 до 850 С через 45 с продувки воздухом. Для каждого типоразмера радиационной трубы это время должно быть определено экспериментально.

Продолжительность участка Г термое граммы определяется объемами газоподводящих коммуникаций и внутренних элементов радиационной трубы. Продувка воздухом призвана предотвратить выпадение сажи в радиационной трубе. В данном случае это время равно 20 с. В каждом конкретном случае его необходимо рассчитывать. Во всех элементах радиационной трубы не было обнаружено следов сажи.

Формула изобретения

Способ нагрева газовых радиационных труб, включающий периодическую подачу и отключение газа и воздуха, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью уменьшения выпадения свободного углерода на внутренних стенках газовой трубы, в период отключения подачи топлива газовую трубу продувают холодным воздухом и охлаждают ее до

850 С.

Источ ник и и нформации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Е. Б. Крейнин "Газовые тупиковые радиациэгпп,(e трубы", М, изд-во "ВНИИПРОМГАЗ", 1 974 (прототип) .

521327 трюм

Ур

000 0 Й0

8М

Фиг 2

Зак аз 4874 /5 1 7 Тираж 653 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Составитель Г. Назарова

Редактор Г. Мозжечкова Техред О. Луговая, Корректор,Н. Бугакова