Трубчатая печь Советский патент 1984 года по МПК C10G9/20 F27B5/00 

00

Р)

сп Изобретение относится к устройст трубчатых печей, предназначенньк дл технологического нагрева жидких и газообразных теплоносителей на предприятиях нефтяной, нефтегазоперерабатывающей, нефтехимической отраслей промьшшенности. Известна трубчатая печь, содержа щая радиантную и конвективную камеры с поверхностями нагрева, выполненными в виде трубчатых змеевиков. Нагрев теплоносителей в печи осуществляется дымовыми газами, полученными в результате сгорания топлив Топливо в печь подается через горелкн, размещенные на боковых стенках радиантной камеры l j . Известна также трубчатая печь, вк 1ючаю1цая радиантную и конвективную камеры с поверхностями нагрева, выполненны т в виде трубчатых змеевиков, причем в конвективной камере расположены змеевик воздухоподогревателя и продуктовый змеевик, вентиляторы, подающие воздух в трубчатый воздухоподогреватель, и систему воздуховодов zj. Однако известная трубчатая печь характеризуется недостаточной надежностью печи в целом вследствие прогара, низкотемпературной коррозии и отрыва труб конвективных поверхностей нагрева - продуктового змееви ка и воздухоподогревателя. Причиной прогара труб является превышение наружной температуры стенок над температурой окалинообразования (50°С для конструкционных сталей и длястали Х5М, из которых изготавливаются трубы продуктовых змеевиков Причиной низкотемпературной коррозии является превышение температуры точки росы водяных паров дымовых газов над температурой стенки и, как следствие, конденсация серной кислоты на конвективных трубах. Причиной отрьша труб является значительная неравномерность их температур (до 1,73-3,2 для воздухоподогревателей и до 1,5 для конвективной части продуктового змеевика), их большая длина (до 24 м) и, как следствие, значительная разность свободных тепловых удлинений (соответственно до 38 и 73 мм для воздухоподогревателя, и конвективной части продуктового змеевика). Цель изобретения - повьшение надежности и эффективности печи за счет уменьшения прогара, низкртемпе- ратурной коррозии и отрыва труб конвективных поверхностей нагрева. Поставленная цель достигается тем, что в трубчатой печи, включающей радиантную ,и конвективную камеры с поверхностями нагрева и систему воздуховодов, конвективные поверхности нагрева вьшолнены с увеличенными на входе и непрерывно уменьшающиеся по ходу газов поперечными шагами труб. Изобретение позволяет при одинаковьгх входных температурах дымовых газов, воздуха и нагреваемого продукта снизить температуру стенок труб на входе дымовых газов, повысить на выходе и соответственно уменьшить неравномерность температур стенок труб, поскольку с увеличением скорости омывающего трубу теплоносителя температура стенки трубы возрастает и наоборот при уменьшении скорости температура стенки снижается. На фиг. 1 приведена печь общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Трубчатая печь состоит из радиантной 1 и конвективной 2 камер. В конвективной камере печи расположены продуктовьй конвективный змеевик 3 и воздухоподогреватель 4 с увеличенными на входе и непрерывно уменьшающимися по ходу газов поперечными шагами труб. Опускные воздуховоды 5 и воздуховоды первичного 6 и вторичного 7 воздуха образуют раздающую систему воздуховодов. Печь имеет огнеупорную изоляцию 8. На крыше печи установлены дымовые трубы 9 и дутьевые вентиляторы 10. В нижней части печи установлены горелки 11. В радиантной камере расположен радиантный продуктовый змеевик 12. Все элементы печи закреплены на каркасе. Печь работает следуюш 1м образом. Холодньй воздух вентиляторами 10 подают в трубчатый воздухоподогреватель 4j где он нагревается и по системе воздуховодов 5-7 подается в радиантную камеру 1: первичный - через горелки 11 в корни факелов, вторичный - через перфорацию в изоляции 8, на факелы для регулирования их высоты. Теплоноситель, нагревшись в конвективном змеевике 3, подается в радиантньй 12, где окончательно нагревается до необходимой температуры. Вводят нагреваемый теплоноситель

311

в печь через верхние трубы конвективного змеевика.

Движение теплоносителя и дымовых газов противоточное. Дымовые газы, нагрев теплоноситель и воздух, покидают печь через дымовые трубы 9.

Технические преимущества предлагаемой печи по сравнению с прототипом в том, что увеличение на входе и непрерывное уменьшение по ходу газов по674

перечных шагов труб приводит к выравниванию температур стенок труб таким образом, что на входе дымовых газов они снижаются до температуры

ниже температуры окалинообразования, а на выходе - увеличиваются до температуры выше температуры точки росы ды MOBbtx газов.

В таблице даны технические показатели работы этих печей.

ТРУБЧАТАЯ ПЕЧЬ; включающая радиантную и конвективную камеры с поверхностями нагрева и систему воздуховодов, отличающаяся тем, что, с целью повьпоения надежности работы печи за счет уменьшения прогара, низкотемпературной коррозии и отрыва труб конвективных поверхностей нагрева, трубы последних выполнены с увеличенными на входе и непрерьгоно уменьшающимися по ходу газов поперечными шагами. Л.

Показатели

Номинальная теплопроизводительность, Гкал/ч

Температура дымовых газов,

на входе в конвективную часть продуктового змеевика

на выходе

на входе в воздухоподогревател

на выходе (уходящие газы)

КГЩ печи

Расход условного топлива,

кг.у.т/ч

Температура продукта

(керосина),с

на входе в конвективную часть

змеевика

на выходе

Максимальная наружная температура

стенок труб на входе дымовых газ

в конвективный змеевик,с

Средняя температура труб конвектиного змеевика, t:

на входе дымовых газов

на выходе

Неравномерность средних температур конвективного змеевика

Разность тепловых удлинений труб конвективного змеевика, мм

Печь Известная Предлагаемая

20

890 510 510 160 0,94

3040

160 204

725

700 575

1,22 31,5

Температура воздуха, С

на входе в воздухоподогреватель на выходе

Максимальная наружная температура

стенок труб воздухоподогревателя на

входе дымовых газов, С

Минимальная наружная температура стенок труб воздухоподогревателя н выходе дымовых газов, С

Скорость коррозии, г/м ч

Средняя температура труб воздухоподогревателя, С

на входе дымовых газов на выходе Неравномерность средних температур

Разность тепловых удлинений труб воздухоподогревателей, мм

Продолжение таблицы

20 370

420

23

1 18667 /f-/