Трубчаста піч

Трубчаста піч, що містить вертикальний циліндричний корпус постійного діаметра із зоною ра C2 2 (19) 1 3 мову трубу, розміщену над камерою конвекції; пальник, розміщений на поду печі; трубчастий змійовик з вертикальним розташуванням труб, виконаний у формі циліндра постійного діаметра, що екранує внутрішню поверхню зон радіації та конвекції і установлений співвісно в корпусі печі; підвісний випромінюючий конус (розсікач), установлений співвісно в трубчастому змійовику збоку зони конвекції. До недоліків прототипу відносяться значні втрати тепла з димовими газами. Надамо тут деякі пояснення відносно зазначеного недоліку прототипу. У печі конструктивно використаний підвісний випромінюючий конус, що забезпечує рівномірність розподілу тепла по довжині труб у зоні радіації. Нагріваючись до високої температури, він збільшує кількість тепла, що випромінюється на верхню частину труб трубчастого змійовика. Завдяки використанню підвісного випромінюючого конуса конструктивно оформлюється кільцева зона конвекції з діаметром, рівним діаметру зони радіації. Проте в даному випадку зона конвекції працює неефективно з причини порушення в ній принципу протитечії руху димових газів і продукту в змійовику. Димові гази в конвективній зоні обмивають змійовик уже підігрітий до високої температури в зоні радіації, що практично зводить ефективність теплообміну в камері конвекції до нуля й обумовлює високу температуру димових газів на вході в димову трубу на рівні 400...500°С та великі втрати тепла з димовими газами. За таких умов зона конвекції швидше виконує роль поворотної камери для вертикально розташованих труб змійовика в їх верхній частині. В основу винаходу поставлено технічну задачу вдосконалення конструкції трубчастої печі з метою зниження втрат тепла з димовими газами та спрощення виконання монтажно-демонтажних і ремонтних робіт. Рішення технічної задачі забезпечується тим, що відома трубчаста піч, що вміщує вертикальний циліндричний корпус постійного діаметра із зоною радіації та зоною конвекції, розташованою над зоною радіації; димову трубу, установлену над камерою конвекції; пальник, розміщений на поду печі; трубчастий змійовик, установлений співвісно в корпусі печі і виконаний у формі циліндра постійного діаметра, що екранує внутрішню поверхню зон радіації та конвекції; розсікач, установлений співвісно в трубчастому змійовику збоку зони конвекції, згідно з винаходом трубчастий змійовик по всій його висоті виконаний у формі витого циліндра, а розсікач виконаний у формі циліндричної вставки з нижнім та верхнім днищами переважно конічної або іншої обтічної форми й установлений на рівні розташування зони конвекції із закріпленням на тягах до кришки печі з можливістю регулювання довжини тяг, при цьому висота циліндричної вставки визначається базовою висотою зони конвекції, а її діаметр - забезпеченням необхідного кільцевого зазору по відношенню до внутрішнього діаметра витого змійовика. Технічним результатом від виконання заявленої конструкції трубчастої печі є: 1) зниження втрат тепла з димовими газами; 93162 4 2) спрощення конструкції печі та виконання монтажно-демонтажних робіт. Пояснимо, за рахунок яких гідродинамічних та теплотехнічних факторів, обумовлених конструкцією заявленої трубчастої печі, досягається технічний результат. При роботі запропонованої трубчастої печі завдяки виконанню всього змійовика у формі витого трубчастого циліндра потік нафтопродукту послідовно проходить по витому змійовику зверху вниз через зони конвекції та радіації, поступово нагріваючись до все більш високої температури аж до її необхідного кінцевого значення, після чого виводиться з печі. У свою чергу димові гази, рухаючись висхідним потоком, проходять зону радіації й зону конвекції назустріч потоку нафтопродукту, що рухається у витому трубчастому змійовику. За таких гідродинамічних умов руху потоків забезпечується протитечійний режим із достатньою різницею температур продукту й димових газів на рівні 120...150°С, що забезпечує температуру димових газів перед димовою трубою на прийнятному рівні 300...350°С. За таких умов знижуються втрати тепла з димовими газами і зростає значення теплового коефіцієнта корисної дії печі до максимального рівня, досягнутого в техніці для трубчастих печей інших конструкцій. Використання в запропонованій конструкції печі розсікача у формі циліндричної вставки, установленої на рівні розташування зони конвекції, забезпечує конструктивне оформлення зони конвекції у вигляді кільцевого простору між циліндричним корпусом печі та підвішеною на тягах циліндричною вставкою. Забезпечується можливість регулювання висотних зон конвекції та радіації печі шляхом зміни довжини тяг, часу перебування продукту в кожній зоні печі та установлення температурного режиму нагрівання продукту в кожній зоні. Конструкція трубчастої печі забезпечує зручність виконання монтажно-демонтажних робіт за рахунок, перш за все, пакетно скріплених легко знімних складальних одиниць, до яких можна віднести: корпус печі; витий циліндричний змійовик разом з кришкою печі, розсікачем та тягами; пальник; димову трубу разом з шибером. Все це підтверджує досягнення технічного результату заявленого винаходу. Запропонована трубчаста піч схематично надана на Фіг. Трубчаста піч вміщує вертикальний циліндричний корпус 1 постійного діаметра із зоною радіації 2 та зоною конвекції 3, розташованою над зоною радіації; пальник 4, розміщений на поду печі; трубний змійовик 5, виконаний витим у формі циліндра постійного діаметра по всій його довжині, який екранує внутрішню поверхню зон радіації та конвекції і установлений співвісно в корпусі печі; розсікач 6 у формі циліндричної вставки, установлений співвісно у витому трубчастому змійовику на рівні розташування зони конвекції. При цьому циліндрична вставка кріпиться на тягах 7 до кришки печі 8. Безпосередньо на кришці печі установлена димова труба 9 із шибером 10. Піч обладнана штуцерами 11 і 12 відповідно для вводу і виводу продукту, вікном спостереження за зоною горіння 5 13, запобіжним клапаном 14, штуцерами для подачі водяної пари та ін. Трубчаста піч працює наступним чином. Зазвичай нафтопродукт, попередньо підігрітий до 100...120°С, надходить через штуцер 11 у конвективну частину витого трубного змійовика 5, де попередньо підігрівається до температури 150...180°С і надходить у радіаційну частину витого трубного змійовика 5, де донагрівається до температури 300...350°С і через штуцер 12, розташований на кришці печі, виводиться з печі на подальше перероблення. Паливний газ подається в пальник 4 з мережі паливного газу. Повітря, необхідне для здійснення режиму дифузійного довгополум'яного горіння палива, ежектується з атмосфери за рахунок подового розрідження в трубчастій печі. У радіантній зоні 2 печі теплопередача до поверхні труб змійовика на 70-80% забезпечується за рахунок радіації димових газів. Конічна форма торцевої частини розсікача 6 з боку камери радіації сприяє вирівнюванню темпе 93162 6 ратури верхньої частини витого змійовика в зоні радіації. Після зони радіації димові гази температурою 800...900°С надходять в зону конвекції 3, де теплопередача від димових газів здійснюється на 7080% за рахунок конвекції димових газів і 20-30% за рахунок радіації 3-х атомних димових газів. У результаті температура димових газів після камери конвекції на вході в димову трубу забезпечується на рівні 300...350°С, що цілком допустимо. Таким чином, запропонована конструкція трубчастої печі в сукупності ознак, викладених у формі винаходу, дозволяє забезпечити зниження втрат тепла з димовими газами, спрощення конструкції печі та виконання монтажно-демонтажних і ремонтних робіт. Промислове випробування розробленої конструкції трубчастої печі заплановано здійснити на міні-нафтопереробній установці, що вводиться в дію на ЗАТ "Павлоградський хімічний завод" в 2009...2010 pp. 7 Комп’ютерна верстка О. Гапоненко 93162 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601