ТРУБЧАТАЯ ПЕЧЬ Советский патент 1967 года по МПК C10G9/20 F27B3/00 F27B3/20 

Известны трубчатые нечи, имеющие в качестве нагревательного эле1мента непрерывный змеевик, состоящий из больщого числа прямых стальных труб, соединенных ретурбендами. В таких печах лишь 80% поверхности труб подвергаются непосредственному огневому обогреву. Кроме того, наличие трубных решеток, кронштейнов и подвесок повышает стоимость печей, увеличивает присос воздуха в газоходы и тем самым снижает к.п.д. В ретурбендах возникают неплотности, пропуск сырья, опасный в пожарном отношении. Гидравлические иотери в змеевике с ретурбендами зиачительно выше, чем в змеевиках той же длины без ретурбенд. Чистка змеевиков в известиых печах производится при останове печи, операция очистки внутренней и наружной поверхностей весьма затруднительна.

Предлагается трубчатая печь с гладкими непрерывными спиральными змеевиками, соединенными параллельно, помещенными в кожуха, заполненные мелкозернистым теплопроводным жароустойчивым материалом и снабженные оребренной поверхностью пагрева. В такой печи кокс удаляют на ходу.

Приципнальная схема печн приведена на чертеже.

ли с круглым сечением труб: труб / и 2 левой секции 3 и труб 4 и 5 правой секции 6. Секции 3 н 6 соединены перепускным коленом 7 при помощи фланцев на болтах. Корпус печи покоится на фундаменте 6, с которым скреплен фундаментными болтами.

В топке Я размещепной в ннжней части секции 3 печи, расположены по окружности в стене печи несколько форсуночных окон с

форсунками W для жидкого или с горелками

для газообразного топлива, или (реколгеидуется) с комбинированными форсунками для

сжигания жидкого и газообразного топлива.

Под подом печи в потолочном перекрытин

камеры обслуживания 11 размещено одно или несколько форсуночных окон с форсунками/2 для жидкого или газообразного топлива. Давление в топке печи не ниже атмосферпого, так как в печи повышенная скорость газов при

наличии иовыщенных гидравлических сопротивлений в газоходах, стенки которых внутри представляют собой оребренные участки поверхности нагрева.

Горячий воздух после воздухоподогревателя

под давлением выще атмосферного подается по воздухопроводу 13 в воздущпую кольцевую камеру 14, расположенную вокруг топки Я в которую этот воздух поступает или через форсунки 10 и 12, или через окна топки и горелки,

Основными трубами корпуса печи, восиринимэЕОЩими на себя вес массива и змеевиков, служат наружные трубы 2 а 5, являющиеся одновременно наружными трубами кожухов секций 3 н 6 печи.

Трубы 1 и 2 имеют фланпевое соединение в сечении выше топки, трубы 4 н 5 - несколько выше фундамента S.

Термическая деформация труб J, 2 и 4, 5 в продольном нанравлении может осуществляться независимо.

Част) веса змеевиков через короткие кроиштейны передается трубам 2 и 5, а часть - массиву в кольцевом пространстве кожухов секций 5 и 6 печи и через этот массив трубам 2 и 5.

В кольцевых иростраиствах каждого из кожухов секций 5 и 6 печи раз.мешены спиральные змеевики, образованные стальными изогнутыми по винтовой линии сваренными последовательно между собой трубами 15, между наружной поверхностью которых, в кольцевых пространствах между трубами У и 2 секции 3 и между трубами 4 и 5 секции 6, засыпана мелкоиз.мельчеиная масса 16 из высокотеплопроводного формоустойчивого и температуроустойчивого металла или смесей мета.ллов, или металлокерамической смеси.

Внутренняя noiiepxiiocTb труб У и 4 армироваиа иродольиыми ребрами 17, образующими ребристую поверхность, омываемую потоком высоконагретых газообразных продуктов сгорания топлива, движение которых (на чертеже ноказано стрелками) направлено вверх внутри трубы / и вниз внутри трубы 4. Из трубы 4 поток уходящих газов по борову 18 выводится из печи.

Число змеевиков, соединенных параллельно между собой, составляет от 3 до 5. Поток сырья, движущегося внутри каждого из змеевиков, регулируется по весовому расходу индивидуально. Это позволяет при удалении кокса из каждого змеевика паром или паровоздущной смесью отключать для чистки одип из змеевиков, оставляя остальные в работе. Сырье (жидкость, пар или газ), подлежащее нагреву или нагреву и крекингу, подается отдельно к каждому из спиральных змеевиков печи по подводящей линии 19. Далее этот поток сырья может быть разделен на два потока: первый поток сырья по подводящей линии 20 и змеевику секции 6 направляется вверх, затем по соединительной линии 21 и верхнему змеевику секции 3 движется вниз и, нагревшись до заданной температуры, выходит из печи по промежуточной линии 22 и общему выходному коллектору 23; второй поток по подводящей линии 24 и нижнему участку змеевика секции 5 движется вверх и, нагревшись до заданной температуры, выходит из печи по промежуточной линии 25 и общему выходному коллектору 23.

в смеси двух указанных потоков устанавливается общая температура.

К каждому спиральному змеевику сырье подается из общей подводящей линии сырья при полностью открытом клапане, установленном на этой линии, линия 24 отсутствует, равно как и линия 25, а на секции 3 сверху донизу имеется только рассматриваемый непрерывный один из несколько параллельно

работающих змеевиков, у которого имеется только одпа выводная линия 22 с запорным клагтаном. При такой схеме, у каждого из несколько параллельно работающих спиральных змеевиков, сырье, пройдя через регулирующий

клапан на подводящей линии 20, движется по винтовой линии внутри спирального змеевика вверх в массиве кожуха секции 6, затем, пройдя соединительную линию 21, движется по винтовой линии внутри того же своего спирального змеевика вниз в массиве кожуха секции 3 и, нагревшись до заданной температуры, выходит по линии 22 из печи.

Топливо к горизоптальным форсункам или газовым горелкам подводится по линиял 26,

а к вертикальным - по линиям 27.

Для удаления кокса из змеевика паром или паровоздущной смесью на ходу печи нижний участок соответствующего змеевика на секции 3 постепенно отключают от коллектора ,

одновременно линию 25 открытием нижнего клапана подключают к линии 28, по которой временно дренируют сырье в сборник (на чертеже не показан). Затем постепенно прикрывают клапан на линии 24 и, открывая клапан

на линии 29, подают по пей пар или паровоздущную смесь в нижний участок соответствующего змеевика печи секции 3, при этом из змеевика удаляется кокс. После удаления кокса из нижнего участка

этого змеевика паровую или паровоздушную линию от змеевика отключают, а линию для пропуска сырья через змеевик снова подключают.

Аналогичные операции выполняют для удаления кокса на ходу из верхнего участка этого змеевика, для чего линии 22 н 20 с сырьем отключают, а 30 и 31 включают для продувки паром или паровоздущной смесью.

Чистка лагондой от кокса спирального безретрубентного бездвойникового и безкалачевого змеевика также возможна, но при остановке печи, причем для осуществления сквозной чистки змеевика лагондой к щлангу должен быть прикреплен специальный мягкий крученый тяговый канатик.

Очистку отложений на оребренной поверхности печи можно механизировать, используя способы паровой и воздущной обдувок, применяя скребки, стальные щетки и т. д.

фициеита теплоотдачи, подвешен в секции 6 печи.

На перепускном колене 7 потока газа размещены взрывные окна 34 и гляделки 35 с герметически закрытыми остекленными и с принудительно охлаждаемыми крышками.

Особенность рассматриваемой печи - наличие рециркулятора 36, забирающего часть газов из борова 18 печи и подающего эти охлажденные до 300-500°С газы по напорной линии 37 и по подводящей линии 38 в верхнюю часть воздушной камеры 14, в специальные внутренние каналы последней, по которым рециркуляционный газовый поток, попадая в верхнюю зопу топки Я смешивается с основными продуктами сгорания топлива, образует омесь с температурой, безопасной для прочности ребер J7, труб 1 и 4 кожухов секций 5 и 5, а также не приводящей к спеканию порошкообразного или мелкозернистого теплопроводящего металлического массива 16 внутри кожухоЕ 59 секций печи.

Такое выполнение нагревательного элемента позволяет осуществлять следующие операции па ходу; 1) прямой контроль в нескольких характериых сечениях наружного диаметра труб змеевика;

2)косвенный контроль толщины слоя кокса внутри змеевиков;

3)косвенный контроль толщины стенки змеевика;

4)прямой контроль температуры стенки змеевика;

5)прямой контроль давления и температуры нотока сырья в змеевике.

Этот контроль проводят следующим образом.

1)Снаружи змеевики шарнирно соединяют приварными ушками с ножками кронциркулей с выводом индикаторов размера наружного диаметра змеевика из кожуха наружу. Измерительная шкала индикаторов непрерывно показывает значение наружного диаметра труб змеевика.

2)К каждому змеевику в нескольких точках по ходу сырьевого потока, удаленных на равные расстояния друг от друга, присоединяют манометры со шкалой и стрелкой. От трубок, присоединяющих манометры к змеевикам, делают специальные отводы для отбора пробы

сырья наружу, а также замера температуры сырья в рассматриваемом сечении змеевика. Сопоставляя значения давлений в змеевике в различных сечениях, а также зная весовой расход сырья, потерю давления и средний объемный вес сырья, рассчитывают по формуле Дарси-Вейсбаха расчетное мгновенное значение внутреннего диаметра змеевика на рассматриваемом участке, что позволяет оценить среднее значение толщины образовавшегося слоя кокса внутри змеевика.

3)Зная мгновенные значения наружного диаметра змеевика и толщины слоя кокса в нем, расчетным путем определяют толщину

стенки змеевика.

4)Присоединение термопар к характерным точкам змеевика позволяет непрерывно или периодически следить за температурой стенки змеевика.

Сопоставление показаний кронциркулей, манометров и термопар для каждого змеевика до и после удаления кокса позволяет с достаточной для практических целей точностью судить о том, насколько эффективно проведен

процесс удаления кокса из рассматриваемого змеевика. В случае работы трубчатой печи при давлении в топочном пространстве не ниже атмосферного напряжения объема топочного прострапства следует довести до 3-iOs

ккал/м час вместо З-Ю ккал/м час, что позволяет существенно снизить стоимость конструкции и иметь к.п.д. более 80% (вмес 60-70%).

35

Предмет изобретения

Трубчатая печь, состоящая из топки, смонтированной вместе с рециркулятором греющих газов и снабжепиой устройствами для нагрева

и крекинга углеводородсодержащего сырья, отличающаяся тем, что, с целью повышения теплонапряжения поверхности нагрева, к. п. д. и осуществления удаления кокса без остановки печи, устройство для нагрева и крекинга

сырья выполнено из гладких непрерывных спиральных змеевиков, соединенных параллельно и помещенных в кол :ухах, заполненных мелкозернистым теплопроводным жароустойчивым материалом и спабженных оребрепной

поверхностью нагрева.

J«