Трубчатая печь Советский патент 1986 года по МПК C10G9/20 

1

Изобретение относится к трубчатым печам, используемым в нефте- и газоперерабатывающей, а также в нефтехимической промышленности для нагрева жидких технологических сред.

Цель изобретения - интенсификация теплообмена и увеличение срока службы радиантных труб.

На чертеже показана трубчатая печь, общий вид.

В радиантной камере 1 и расположенной над ней конвективной камере 2 размещены трубы сырьевого змеевика. Свод и под радиантной камеры заэкранированы. Для обогрева радиантных труб служат газовые инжекционные многотуннельные горелки 3, скомпонованные в излучающие стены топки. Основной тепловоспринимающей поверхностью в радиантной камере является двухсветный двухрядньш экран 4, размещенный в вертикальной плоскости симметрии топки. Кроме сырьевого змеевика наверху конвективной камеры размещен рекуперативный подогреватель 5 топливного газа. Рекуперативный подогрев воздуха, подаваемого на горение, осуществляется в пластинчатом воздухоподогревателе 6, секции которого размещены над проемами в своде печи и байпасно (по дымовым газам) подключены к дымовой трубе, установленной на каркасе печи. Воздух к горелкам подается низконапорными осевыми вентиляторами 7.

Газовые сопла горизонтальных рядов горелок выполнены с переменным по высоте излучающей стены выходным сечением. Площадь сечений определена по формуле

,,б|.0,1,

где F; - суммарная площадь выходных сечений газовых сопел i -того горизонтального ряда горелок, f - суммарная площадь выходных сечений газовых сопел всех горелок излучающей стены/ Н; - высота расположения над нижним срезом излучакицей стены середины панелей i -того ряда горелок; HC - общая высота излучающей стены.

ТрубЧо№ая печь работает следующим образом.

Подогретый в рекуперативном подогревателе топливный газ поступает к Излучающим панельным горелкам, в

7252

которых инжектирует подаваемый на горелке подогретьш воздух. Газовоз- душная смесь состава, близкого к стехиометрическому, образуется лишь

5 в туннелях излучающих панелей горелок, где она полностью сгорает. Тепло сжигаемого топливного газа передается, в основном, посредством теплового излучения к радиантным тру0 бам. Благодаря тому, что выходные сечения газовых сопел рядов горелок выполнены различными, в соответствии с предложенной зависимостью, различен также и расход топлива по рядам

15 горелок при равном давлении топливного газа по коллекторам. За счет этого различна также интенсивность теплового излучения рядов панельных горелок по высоте излучающей стены,

0 а также начальньй импульс потока дымовых газов, выходящих из туннелей. По сравнению с традиционной, равномерной, нагрузкой рядов панельных горелок, при которой теплонапря5 жения средних труб двухсветного экрана были выше, чем нижних и верхних труб этого же экрана, а также подовых труб, рекомендованное соотношение выходных сечений сопел и распределе30

ние интенсив-ности теплового излучения

горелок позволяет ориентированно на 7% повысить равномерность обогрева радиантных труб. За счет повьш1ения интенсивности теплового излучения горелок нижнего и верхнего рядов и снижения интенсивности излучения горелок средних рядов повьш1ается поверхностная плотность тепловых потоков, воспринимаемых верхними и нижними трубами двухсветного экрана 4 и подовыми трубами, и достигаются величины, характерные для средних труб двухсветного экрана. Перераспределение расхода топлива и увеличение его расхода на нижние и верхние ряды инжекционных горелок приводит к увеличению массовых скоростей потоков дымовых газов в верхней и особенно нижней частях топки. Это способствует повьш1ению изотермич- ности топочного объема и интенсификации лучистой и конвективной сос- тавлякяцих теплоотдачи дьиовых газов к радиантным трубам. Кроме того, перемещение максимума тепловыделе- кия ближе к поду топки позволяет увеличить также время пребьшания дымовых газов в топке и более полно использовать их тепло.

Наряду с интенсификацией теплообмена использование изобретения позволяет повысить срок службы радиантных труб, благодаря выравниванию их теп- лонапряжений и следовательно температур.

Передав часть тепла радиантньм трубам, дымовые газы поступают в конвективную камеру 2, где охлаждаются, передавая тепло сырью, проходящему через конвективную секцию змеевика. Дальнейшее охлаждение дымовых газов происходит в рекуперативных поверхностях нагрева подогревателя 5 топливного газа и пластинчатого воздухоподогревателя 6.

Установленные перед секциями воздухоподогревателей осевые вентиляторы 7 предназначены для компенсации уменьшения самотяги дымовой трубы в летнее время.

Приведенная зависимость применима для наиболее распространенных конструкций трубчатых печей с панельными горелками, у которых высота излучающей стены постоянна и составляет около 60% от высоты противолежащего ей трубного экрана.

Особенности конструкции излучающи стен можно показать на примере печи типа ГБ2 теплопроизводительностью 7 МВт. Число горелок панельных беспламенных типа ГБП-280, устанавливаеР

с

Р

F

мьпс на одной из излучаюпщх стен печи, равно п 50, по 10 шт. в каждом горизонтальном ряду. Предварительно определено расчетное выходное сечение газового сопла горелок 7,065 мм (dp 3 мм).

Тогда суммарная площадь выходных сечений газовых сопел всех горелок излучакицей стены Pj- и- F,

50-7,065 г 353 мм2.

Общая высота излучающей стены составляет Н(. 2,5 м, а высота расположения над нижним срезом излучающей стены середин панелей первого,

второго, третьего, четвертого и пятого рядов горелок составляет соответственно: Н, 0,25 м{ Hj 0,75 м; Н,1,25 м; И 1,75 м; Н 2,25 м. Определенные по формуле относительные значения суммарных площадей выходных сечений газовых сопел с первого по пятый ряпы горелок приблизительно составят: - 0,375; -г

(е- Г.

гг 1 р - Е

г л г : г (

0,199 ,111 ,11 Г,-г 0,199

t 2. Учитывая, что в каждом ряду по

щадь F «353 мм, можно определить ,Q диаметры калиброванных газовых сопел, устанавливаемых в каждом ряду J, 4,1 мм; (, ,2MM;d 2,2 мм; 3 у 3 мм.

Составитель Р.Горяинова Редактор И.Сегляник Техред Т,Тулик Корректор В. Бутяга

Заказ 856/37 Тираж 483Подписное

BHHHTDi Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-36, Раушская наб., д.4/5

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