Трубчатая печь

Ю (11) СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 0 С 9 20 Р 27 В 5/00 фДааа 76 вве,фяяйщдв 13 1ффе 4 аож ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕТЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМУ.Безвидетельство СССРВ 5/00, 977.детельство СССРЬ 15/04, 1979,(56) 1, Авторское У 648812, кл. Р 272. Авторское св В 836463, кл. Р 23 (54)(57)грева вои воздуштеплообмтрубамилича Раасу,т Воздух ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции(53) 621.783.2(088.8) 1. ТРУБЧАТАЯ ПЕЧЬ для наэдуха, содержащая радиантную ную камеры и конвективный енник, снабженные тепловыми с нар; жным оребрением, о тю щ а я с я тем, что, с целью обеспечения возможности одновременного нагрева природного газа, и увеличения производительности печи, вдоль стен и пода радиантной камеры размещены трубы продуктового змеевика природного Газа, экранированный испарительными участками тепловых труб, расположенными параллельно трубАм продуктового змеевика перед их лобовой образующей, и выполнен- ными в виде замкнутых многоугольников, к верхним граням которых присоединены канденсационные участки тепловыхтруб, размещенные в воздушной камере.2. Печь по н. 1, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что участки тепловых труб, экранирующие трубы продуктово- го змеевика, выполнены диаметром, составляющим 0,35-0,45 диаметра труб продуктового змеевика, и установлены на расстоянии 1,3-1,5 их диаметра.25 1 1129Изобретение относится к газовой,нефтяной и нефтехимической отраслям промышленности.Для нагрева жидких и газообразных продуктов применяются трубчатыенагревательные печи.Известна трубчатая печь, содержащая радиантную и конвективную камеры с размещенными в них продуктовыми трубами, в которой для выравни- Ования плотности теплового потока поповерхности нагрева использованы.тепловые трубы 1 .Однако известная трубчатая печь.с тепловыми трубами предназначена ,для нагрева одной среды и не можетбыть использована для нагрева двухрабочих сред.Известна также трубчатая печь длянагрева воздуха, содержащая радиальную и воздушную камеры и конвективный теплообменник, снабженные тепловыми трубами с наружным оребрением 2,К недостаткам известной трубчатой печи относятся невозможность одновременного нагрева природногогаза и большое аэродинамическое со -противление воздушного тракта, отрицательно сказывающееся на производительности печи. Производственнаянеобходимость нагрева в одном аппарате природного газа и воздуха обусловлена требованиями технологии производства технического углерода, всоответствии с которыми подача природного газа и воздуха в реакционнуюзону должна осуществляться с примерно равными температурами. Цель изобретения - обеспечение возможности одновременного нагрева природного газа и увеличение производительности печи.Поставленная целЬ достигаетсятем, что в трубчатой печи для нагрева воздуха, содержащей радиантнуюи воздушную камеры и конвективныйтеплообменйик, снабженные тепловымитрубами с наружным оребрением, вдольстен ипода радиантной камеры размещены трубы продуктового змеевикаприродного газа, экранированные испарительнйми участками тепловых труб, расположенными параллельно трубам продуктового змеевика перед их лобо , вой образующей, и выполненными в ви, де замкнутых многоугольников, к верхним граням которых присоединены кон 222 2 денсационные участки тепловых труб, размещенные в воздушной камере.Участки тепловых труб, экранирующие трубы продуктового змеевика, выполнены диаметром, составляющим 0,35- 0,45 диаметра труб продуктового змеевика, и установлены на расстоянии 1,3-1,5 их диаметра.Такая конструкция трубчатой печи позволяет осуществить равномерный подвод тепла по поверхности труб продуктового змеевика для нагрева природного газа, отвести все избыточное тепло радиации со всех стенок радиационной камеры печи и осуществить равномерный подвод тепла по всему поперечному сечению камеры для нагрева воздуха. С учетом оптимальных значений диаметра тепловых труб и и их расстояния относительно труб продуктового змеевика предлагаемая конструкция трубчатой печи позволяет максимально интенсифицировать тепло- обмен в радиационной части печи, увеличить ее производительность и обеспечить необходимый нагрев воздуха при минимальном гидравлическом сопротивлении воздушного тракта, Суть предложенных соотношений заключается в следующем: экранирование продуктовой трубы другой трубой меньшего диаметра (в дайном случае тепловой) позволяет выравнять эпюру теплонапряжения по периметру и дли- не продуктовой трубы. За счет размещения тепловой трубы перей продуктовой нивелируется профиль тепло- напряжения по ее окружности и сни-, жается уровень теплонапряжения в ее лобовой части, что имеет значение при нагреве, например, термолабильных продуктов. Очевидно, в зависимости от геометрических размеров тепловой трубы и экранируемой, расстояния между ними равномерность распределения теплового потока буде различной.На фиг.1 представлена печь, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез.Печь состоит иэ горизонтально расположенной радиантной камеры 1 с источниками огневого нагрева 2 и размещенного в ней продуктового змеевика 3 для нагрева природного газа,утилизационного конвективного теп" лообменника 4, воздушной камеры 5,тепловых труб 6 и 7, размещенныхсоответственно в радиантной камере и129222Таким образом, движение воздухачерез камеру большого поперечногосечения в противотоке с продуктами сгорания йозволяет обеспечить нйгрев его до необходимой температурыпри малом, гидравлическом сопротивлении воздушного тракта. Конструктивное выполнение тепловых труб врадиантной камере печи и условия ихоптимального размещения,относительно трубпродуктового змеевика обеспечивают максимальную интенсификациютеплообмена в радиантной камере,вследствие чего повышается производительность печи по нагреву какприродного газа, так и воздуха.Предлагаемая конструкция трубчатойпечи позволяет примерно в 2 разаувеличить эффективность использования теплообменной поверхности печипо сравнению с прототипом, что при.водит к соответствующему уменьшению ее металлоемкости,3 1конвективной части печи. Продуктовый змеевик 3 выполнен из труб,расположенных по периметру поперечного сечения раднантной камерывдоль стен Й пода. Участки нагреватепловых труб, расположенные в пре-.делах радиантной камеры, выполнены в виде многоугольника, стороныкоторого экранируют трубы продуктового змеевика и свод печи. Нижняясторона этого многоугольника.изогнута и имеет небольшой наклон (6 ) относительно пода печи. Верхняя сторона многоугЬльника выполнена в .видеколлектора, к которому присоединен ряд вертикальных оребренныхсверху труб 8,выведенных в воздушную камеру 5. В эту же камеру вы-ведены конденсационные участки тепловых труб 7., размещенных в конвективной части печи,При работе печи тепло от продуктов сгорания в радиантной камерепередается трубам продуктового змеевика 3, а также участкамнагрева тепловых труб 6. С помощьюпромежуточного теплоносителя, нахо. дящегося в тепловых трубах, тепло через оребренные участки труб равномерно распространяется по поперечному сечению камеры для нагревавоздуха. Из камеры радиации продукты сгорания поступают в конвективный газоход теплообменника 4, изкоторого тепло отходящих газов спомощью тепловых труб 7 передаетсяв ту же камеру 5 для нагрева воздуха,Производительность по воздуху увеличится за счет снижения гидравлического сопротивления. Увеличениепроизводительности по газу происходит за счет интенсификации процесса, теплообмена в радиантной камере Зо (увеличения средней плотности теплового потока на поверхности продуктового змеевика), что становится возможным благодаря выравниванию теплонапряжения по периметру продуктовой 35 трубы при экранировании ее тепловойтрубой.Тираж 488 Государственного комитет елам изобретений и открыт Москва, Ж, Раушская