Трубчатая печь

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО 118691 ННЫЙ КОМИТЕТ СССРЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ГОСУД АРС ПО ДЕЛА ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н АВТОРС СВИДЕТЕЛ У(54) (57) ТРУБЧАТАЯ ПЕ корпус с настенными змее шими камеру сгорания, ройство, интенсификаторы лообмена, расположенные корпусом и змеевиком, и у вых газов, отличающаяся упрощения и удешевлен интенсификаторы выполне бок, соединенных с узлом газов и размещенных в высоте змеевика, причем мовых трубок располож оси печи,клаш дедки ель-исследова рский инс о ССС1971.СССР1980.(56) Авторское свилетельст394643, кл. С 10 б 9/20Авторское свидетельство779381, кл. С 10 С/ 9//20,ЧЬ, содержащая виками, образуюгорелочное устконвективного тепв зазоре между зел отвода дымотем, что, с целью ия конструкции,ны в виде труотвода дымовых корпусе печи по оси выводов дыены параллельноИзобретение относится к трубчатым иам и может быть использовано в нефгяной, газовой, нефтеперерабатывающей инефтехимической отраслях промышленности.Целью, изобретения является повышениенадежности, упрощение и удешевление конструкции,Предлагаемая конструкция позволяетповысить надежность печи, упростить конструкцию интенсификаторов, выполненных ввиде подводящих трубок, своей конструкциейобеспечивающих определенное направлениеподводимых потоков дымовых газов, чтообеспечивает интенсификацию теплообменав трубчатой печи с настенным змеевиком,зазор между которым и стеной корпуса может иметь величину (30 - 80 мм), т.е. непредусматривающую расположение вентиляторов, это расширяет возможности применения предлагаемой конструкции в сравнеции с известной, где зазор должен быть нелецее 130 - 150 мм для размегцения вентиляторов,Таким образом, уменьшаются габаритыпечи, а следовательно, снижается ее стоимость. Кроме того, замена сложной мощнойконструкции крыльчатки в случае применения, например, вентилятора и валов, сделанных из дорогостоящего материала, налегко изготавливаемые, простые конструктивно интенсификаторы в виде трубок такжеудешевляет конструкцию за счет экономиидорогостоящего металла и меньших стоимостных затрат на изготовление.На фиг. 1 изображена трубчатая печьпредлагаемой конструкции, поперечный разрез; ца фиг. 2 и 3 - варианты возможныхрасположений интенсификаторов.Печь состоит из футерованного корпуса1, вдоль которого с зазором 2 установленытрубные змеевики 3, которые образуют камеру 4 сгорания, снабженную горелочнымустройством 5, интенсификаторов 6 в видедымовых трубок, размещенных в корпусе повысоте змеевика и соединенных с узлом отвода дымовых газов рециркуляционнойсистемой 7, причем выводы 8 дымовых трубок расположены в зазоре 9 и их оси параллельны продольной оси печи.Трубчатая печь работает следующим образом.Газовое или жидкое топливо при помо.щи горелочного устройства 5 сжигается вкамере 4 сгорания. Образующиеся при этомпродукты сгорания (дымовые газы) отдаюттепло трубным змеевикам 3. Отдав частьтепла, продукты сгорания покидают камерусгорания, где системой 7 рециркуляции возвращаются в камеру сгорания в зазор 2через интенсификаторы 6, оси выводов которых параллельны корпусу 1, Истекающие из выводов 8 интецсификаторов 6рециркулирующие продукты сгорания (ды 10 15 20 25 30 35 40 45 50 мовые газы) с температурой 350 - 400 С настилаются на стену, подсасывая при этом в настильную струю горячие продукты сгорания (дымовые газы) из камеры 4 сгорания. Далее смешаашиеся газы выходят в топочный объем, и роходя между трубами змеевика. Таким образом, вокруг труб змеевика возникает интенсивная рециркуляция нагретых дымовых газов, что увеличивает конвективную теплоотдачу к трубам змеевика. Предлагаемая конструкция позволяет легко регулировать интенсификацию тепло- обмена путем изменения многих параметров; расхода и температуры рециркулируемых газов, диаметра и количества выходов интенсификаторов, расстояния выводов от стены и др. Для каждого размера зазора между стенкой и трубами змеевика может быть найдено оптимальное соотношение указанных параметров, Для повышения теплосьема трубы змеевика в зонах интенсификации следует оребрять (ошиповывать).В результате введения в зазор рециркулирующих дымовых газов, температура которых позволяет не нарушать теплового режима камеры, повышается циркуляция дымовых газов около труб экрана. Потоки введенных дымовых газов обтекают трубы змеевика со стороны, противоположной горелочному устройству, одновременно подсасывая и увлекая за собой дымовые газы, движущиеся в центральной части камеры сгорания, т.е. со стороны горелочного устройства.В результате интенсивного перемешивания продуктов сгорания повышается равномерность температурного поля в камере сгорания, за счет обеспечения высоких скоростей газов в зазоре повышается конвекционная теплопередача к змеевику со стороны корпуса печи, что в сочетании с оребренным змеевиком значительно интенсифицирует теплообмен в трубчатой печи. Доля конвективного тепла в предлагаемой конструкции составляет до 30% от общего тепла, передаваемого экрану в камере сгорания, без увеличения зазора между трубами змеевика и корпусом печи, т. е. без увеличения габаритов печи. За счет этого снижается стоимость известной конструкции в целом.В нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности применяются радиантно-конвективные печи с зазором между змеевиком и корпусом, не превышающим 30 - -80 мм. В этих трубчатых печах основная часть (примерно 65-703) тепла передается нагреваемому продукту в радиантной камере печи путем лучистого теплообмена.Вследствие особенностей лучистого теплообмена результирующий тепловой поток рас.пределяется по трубному экрану неравномерно.186913 15 гр= ср 1 гргрз Фиъ 2 Составите Тсхрсд И. В Тираж 569 Государственн елам изобрете сква, Ж - 35,Патент, г. Уль Л.(ерсс авсльсвКоррсктор А. ОПодиисиосмитета СССРоткрытийая наб., д. 4/5ул. Проектная, 4 бр и Редактор Н. ПушиеиковаЗаказ 653042ВНИИП ого к ний и Раушс жго род 113035,илиал ППУказанное распределение тепла характеризуется тремя показателями:коэффициент равномерности распределения теплового потока по окружности трубы грН5коэффициент равномерности по длине трубы гр 2,коэффициент равномерности по трубному экрану (по трубам змеевика) грз. Для настенного экрана одностороннего облучения ср=0,55. 1 О Для факельных печей гр 2 и грз могут составлять 0,6 - 0,85.Таким образом, общий коэффициент рав- номерности в лучшем случае составляет 0,4, а обычно не превышает 0,25 - 0,3.Если считать, что только в наиболее теплонапряженной точке замеевика тепловой поток равен допустимому, а в остальных - ниже его, то степень использования радиантной поверхности нагрева составляет всего 25 - 30%.Поэтому основная задача совершенствования конструкции трубчатых печей состоит в разработке конструктивных и режимных мероприятий, приводящих к повышению степени использования радиантной поверхности нагрева, что позволило бы увеличить производительность печи,Одним из таких способов является увеличение доли конвективного тепла, переданного радиантному змеевику. В известных конструкциях факельных печей типа ГС, принятых за базовый объект, где имеется незначительная циркуляция дымовых газов около труб змеевика, доля конвективного тепла не превышает 3 - 5 о. Если же организовать интенсивную циркуляцию дымовых газов, например, как в предлагаемой конструкции, то можно значительно усилить конвективный теплообмен (до 30% от общего тепла, переданного радиантному змеевику).