Трубчатая печь Российский патент 2024 года по МПК C10G9/20 

Предлагаемое изобретение предназначено для нагрева нефтепродуктов или других жидких сред в нефтеперерабатывающей, химической и других отраслях промышленности.

Известна трубчатая печь, содержащая камеру конвекции, камеру радиации с настенными однорядными трубными экранами, фронтальные стены камеры радиации, торцевые стены камеры радиации, отличающаяся тем, что она снабжена установленными на торцевых стенах двухрядными настенными шахматными трубными экранами, причем трубы каждого потока однорядного настенного экрана фронтальной стены через одну соединены с трубами двухрядного настенного экрана угольниками, а трубы двухрядного настенного шахматного экрана торцевых стен соединены калачами, при этом трубы одного потока расположены на каждой торцевой стене [Патент РФ на ПМ №19314, МПК F23D 14/00, опубл. 20.08.2001, БИ №23].

К недостаткам данной трубчатой печи относится невысокая интенсивность и плавность нагрева.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является трубчатая печь, включающая коробчатый корпус с камерами конвекции и радиации, в которых размещены конвективный и радиантный змеевики и горелки, установленные в поде печи, причем радиантный змеевик выполнен из вертикальных труб. Концевой участок восходящей вертикальной трубы радиантного змеевика выполнен винтообразным, при этом длина вышеупомянутого концевого участка составляет не менее одного шага винта. Винтообразный концевой участок выполнен с шагом винта, равным 3-11 диаметров трубы и диаметром винта, не превышающим двух диаметров трубы. Вертикальная труба в верхней своей части закреплена на горизонтальной балке посредством хомутов, а горизонтальная балка связана тягами с пружинными амортизаторами, установленными на корпусе печи. Горелки в поде печи установлены с возможностью одностороннего или двухстороннего облучения вертикальных труб радиантного змеевика. Камера радиации разделена вертикальными перегородками, по меньшей мере, на две секции [Патент РФ №2318861, МПК C01G 9/20, опубл. 10.03.2008, БИ №7].

К недостаткам данной трубчатой печи относится невысокая интенсивность и плавность нагрева.

Техническим результатом данного изобретения является создание трубчатой печи, обеспечивающей интенсивный и плавный нагрев жидких сред.

Технический результат достигается тем, что предлагается трубчатая печь, содержащая коробчатый корпус с камерами конвекции и радиации, в которых размещены конвективный и радиантный змеевики и горелки, установленные в поде печи, причем радиантный змеевик выполнен из вертикальных труб, участок трубы радиантного змеевика выполнен винтообразным, камера радиации разделена вертикальными перегородками.

Отличительными конструктивными признаками изобретения является то, что трубы радиантного змеевика имеют три части, причем нижние части труб радиантного змеевика расположены в горизонтальной плоскости, средние - вертикально, а верхние части имеют Г-образную форму, трубы конвективного змеевика выполнены в виде расположенных друг над другом плоских спиралей с противоположным направлением витков, причем расстояние между спиралями увеличивается от нижней спирали к верхней, толщина труб в спиралях от верхней к нижней, а вертикальные перегородки имеют прямоугольные окна, расположенные в шахматном порядке..

На фиг. 1 показана схема трубчатой печи.

На фиг. 2 изображен вид А.

На фиг. 3 представлен вид Б.

Трубчатая печь содержит коробчатый корпус 1 с камерами конвекции 2 и радиации 3, в которых размещены конвективный 4 и радиантный 5 змеевики и горелки 6, установленные в поде печи, причем радиантный змеевик 5 выполнен из вертикальных труб, участок трубы радиантного змеевика 5 выполнен винтообразным, камера радиации 3 разделена вертикальными перегородками 7. Трубы радиантного змеевика 5 имеют три части, причем нижние части труб радиантного змеевика 5 расположены в горизонтальной плоскости, средние - вертикально, а верхние части имеют Г-образную форму, трубы конвективного змеевика 4 выполнены в виде расположенных друг над другом спиралей с противоположным направлением витков, причем расстояние между спиралями увеличивается от нижней спирали к верхней, толщина труб в спиралях от верхней к нижней, а вертикальные перегородки 7 имеют прямоугольные окна 8, расположенные в шахматном порядке.

Трубчатая печь работает следующим образом. Жидкость, предварительно нагретая в теплообменнике, подается в трубы конвективного змеевика 4, в верхнюю его часть, где нагревается за счет обтекания их горячими дымовыми газами. Далее жидкость поступает в трубы радиантного змеевика 5, в нижнюю его часть, затем в среднюю и верхнюю, где происходит ее окончательный нагрев от пламени сгораемого топлива, создаваемого горелками 6.

За счет того, что участок трубы радиантного змеевика 5 выполнен винтообразным обеспечивается более длительное нахождение жидкости в трубах.

Благодаря тому, что трубы конвективного змеевика 4 выполнены в виде расположенных друг над другом плоских спиралей с противоположным направлением витков, обеспечивается интенсивный нагрев жидкости от восходящих потоков дымовых газов. Противоположное направление витков в соседних плоских спиралях создает турбулентности к камере конвекции 2, что повышает интенсивность нагрева.

Для постепенного нагрева жидкости расстояние между спиралями увеличивается от нижней спирали к верхней, а толщина труб в спиралях от верхней к нижней.

За счет того, что трубы радиантного змеевика 5 имеют три части, причем нижние части труб радиантного змеевика 5 расположены в горизонтальной плоскости, средние - вертикально, а верхние части имеют Г-образную форму, удается интенсифицировать нагрев жидкости в камере радиации 3.

В нижней части камеры радиации 3 тепло передается нижним частям труб, расположенным в горизонтальной плоскости. Здесь происходит нагрев от нижней, менее горячей части пламени.

Далее жидкость поднимается в среднюю часть труб радиантного змеевика 5, где осуществляется дальнейшее нагревание от средней части пламени, имеющей более высокую температуру. Окончательный нагрев происходит в верхних частях, имеющих Г-образную форму, в наиболее горячей зоне пламени (верхней). Г-образная форма труб позволяет наиболее эффективно расположить трубы в максимально горячей зоне пламени.

Благодаря тому, что вертикальные перегородки 7 имеют прямоугольные окна 8, расположенные в шахматном порядке обеспечивается турбулентное движение нагретых газов в камере радиации 3, перетекание через окна 8, что также способствует повышению качества и равномерности нагрева жидкости.

Предлагаемая конструкция трубчатой печи обеспечивает интенсивный и плавный нагрев жидких сред.

Изобретение относится к трубчатой печи. Печь содержит коробчатый корпус с камерами конвекции и радиации, в которых размещены конвективный и радиантный змеевики и горелки, установленные в поде печи. Причем радиантный змеевик выполнен из вертикальных труб, участок трубы радиантного змеевика выполнен винтообразным, камера радиации разделена вертикальными перегородками. Отличительными конструктивными признаками изобретения является то, что трубы радиантного змеевика имеют три части. Причем нижние части труб радиантного змеевика расположены в горизонтальной плоскости, средние - вертикально, а верхние части имеют Г-образную форму. Трубы конвективного змеевика выполнены в виде расположенных друг над другом плоских спиралей с противоположным направлением витков. Расстояние между спиралями увеличивается от нижней спирали к верхней, толщина труб в спиралях - от верхней к нижней, а вертикальные перегородки имеют прямоугольные окна, расположенные в шахматном порядке. Техническим результатом является обеспечение интенсивного и плавного нагрева жидких сред. 3 ил.

Трубчатая печь, содержащая коробчатый корпус с камерами конвекции и радиации, в которых размещены конвективный и радиантный змеевики и горелки, установленные в поде печи, причем радиантный змеевик выполнен из вертикальных труб, участок трубы радиантного змеевика выполнен винтообразным, камера радиации разделена вертикальными перегородками, отличающаяся тем, что трубы радиантного змеевика имеют три части, причем нижние части труб радиантного змеевика расположены в горизонтальной плоскости, средние - вертикально, а верхние части имеют Г-образную форму, трубы конвективного змеевика выполнены в виде расположенных друг над другом плоских спиралей с противоположным направлением витков, причем расстояние между спиралями увеличивается от нижней спирали к верхней, толщина труб в спиралях - от верхней к нижней, а вертикальные перегородки имеют прямоугольные окна, расположенные в шахматном порядке.