Трубчатая печь

Трубчатая печь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

l90867

ОП И САН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Завнсимое от авт. свидетельства №

Кл. 12g, 1/01

Заявлено 01.XII.1964 (№ 931893/23-26) с присоединением заявки №

UIIK, В 01j

УДК 66.041.454 (088.8) Приоритет

Опмбликовано 14.1.1967. Бюллстснь ¹ 3

Комитет пс делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР,1ата опубликования описания 1.lll.1967

Авторы

H 3O0p PT C t I и я

А. М. Мамедов, А. М. Погорельский и Н. А. Ализаде," "7

Заявитель

ТРУБЧАТАЯ ПЕЧЬ

Известны трубчатые печи, имеющие в качестве нагревательного элемента непрерывный змеевик, состоящий из большого числа пря мых 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 потери в змеевике с ретурбендами значительно выше, чем в змеевиках той же длины без ретурбенд. Чистка змеевиков в известных 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 нагрева. В такой печи кокс удаляют па ходу.

Приципиальная схема печи приведена па чертеже.

Печь состоит из двух вертикальных секций.

Корпус печи выполнен в виде двух стальных сварных кольцевых кожухов из листовой стали с круглым сечением труб: труб 1 и 2 левой секции 8 и труб 4 и правой секции 6. Секции 3 и 6 соединены перепускным коленом 7 при помощи фланцев на болтах.

Корпус печи покоится па фундаменте 8, с которым скреплен фупдаментными болтами.

В топке 9, размещенной в нижней части секции 8 ппееччии, расположены по окружности в стене печи несколько форсуночных окон с форсунками 10 для жидкого или с горелками для газообразного топлива, илп (рекомендуется) с комбинированными форсункамн для сжигания жидкого и газообразного топлива.

Под подом печи в потолочном перекрытии камеры обслуживания 11 размещено одно или несколько форсуночных окон с форсунками12 для жидкого или газообразного топлива. Давление в топке печи не ниже атмосферного, так как в печи повышенная скорость газов при наличии повышенных гидравлических сопротивлений в газоходах, стенки которых внутри представляют собой оребренные участки поверхности нагрева.

Горячий воздух после воздухоподогревателя под давлением выше атмосферного подается по воздухопроводу 13 в воздушную кольцевую камеру 14, расположенную вокруг топки 9, в которую этот воздух поступает или через форсунки 10 и 12, или через окна топки и горелки, 30 если используются газовые горелки.

190867

60 б5

Основными трубами корпуса печи, воспринимающими на себя вес массива и змеевиков, служат наружные трубы 2 и 5, являющиеся одновременно наружными трубами кожухов секций 8 и 6 печи.

Трубы 1 и 2 имеют фланцевое соединение в сечении выше топки, трубы 4 и 5 — несколько выше фундамента 8.

Термическая деформация труб 1, 2 и 4, 5 в продольном направлении может осуществляться независимо.

Часть веса змеевиков через короткие кронштейны передается трубам 2 и 5, а часть— массиву в кольцевом,fpocãðàíñòâå кожухов секций 3 и 6 немн и через этот массив трубам

2 и 5.

В кольцевых пространствах каждого из кожухов секций 3 и 6 печи размещены спиральные змеевики, образова.шые стальными изогнутыми по вин-.овой линии сваренными последовательно между собой трубами 15, между наружной поверхностью которых, в кольцевых пространствах между трубами 1 н секции 3 и между трубами 4 н 5 секции 6, засыпана мелкоизмельченная масса 16 нз высокотеплопроводного формоустойчивого и температуроустойчивого металла или смесей металлов, или металлокера мической смеси.

Внутренняя поверхность труб 1 и 4 армирована продольными ребрами !7, образующими ребристую поверхность, омываемую потоком высоконагретых газообразных продуктов сгорания топлива, движение которых (на чертеже показано стрелками) направлено вверх внутри трубы 1 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 ьнутри каждого из змеевиков, регулируется по весовому расходу индивидуально. Это позволяет при удалении кокса из каждого змеевика паром или паровоздушной смесью отключать для чистки один из змеевиков, оставляя остальные в работе.

Сырье (жидкость, пар или газ), подлежаще 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 по тока: первый поток сырья по подводящей линии 20 и змеевику секции б направляется вверх, затем по соединительной линии 21 и верхнему змеевику секции 8 движется вниз и, нагревшись до заданной температуры, выходит из печи по промежуточной линии 22 и общему выходному коллектору 28; второй поток по подводящей линии 24 и нижнему участку змеевика секции 8 движется вверх и, нагревшись до заданной температуры, выходит из печи по промежуточной линии 25 и общему выходному коллектору 28.

В выходном коллекторе 28 печи оба горячих потока смешиваются, в результате чего

Зо

40 в смеси двух указанных потоков устанавливается общая температура.

К каждому спиральному змеевику сырье подается из общей подводящей линии сырья при полностью открытом клапане, установленном «а этой линии, линия 24 отсутствует, равно как и линия 25, а на секции 8 сверху донизу имеется точько рассматриваемый непрерывный один из несколько параллельно работающих змеевиков, у которого имеется только одна выводная линия 22 с запорным клапаном. 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 б, затем, пройдя соединительную линию 21, движется по винтовой линии внутри того же своего спирального змеевика вниз в массиве кожуха секции 8 и, нагревшись до заданной температуры, выходит по линии 22 из печи.

Топливо к горизонтальным форсункам или газовым горелкам подводится по линиям 26, а к вертикальным — по линиям 27.

Для удаления кокса из змеевика паром или паровоздушной смесью на ходу печи нижний участок соответствующего змеевика на секции 3 постепенно отключают от коллектора 28, 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 ней пар или паровоздушную 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 почключают.

Лналогичные операции выполняют для удаления кокса на ходу из верхнего участка этого змеевика, для чего линии 22 и 20 с сырьем отключают, а 80 и 81 включают для продувки паром или паровоздушной 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 шлангу должен быть прикреплен специальный мягкий крученый тяговый канатик.

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

Радиационно-гидравлический интенсификатор 32 подвешен в секции 3, а гидравлический интенсификатор 38, поддерживающий повышенную скорость газового потока, что способствует достижению высокого значения коэф190867

50 фициепта теплоотдачн, подвешен в секции б печи.

На перепускном колене 7 потока газа размещены взрывные окна 34 и гляделки 85 с герметически закрытыми остекленными и с принудительно охлаждаемыми крышками.

Особенность рассматриваемой печи — наличие рециркулятора 8б, забирающего часть газов из борова 18 печи и подающего эти охлажденные до 300 — 500 С газы по напорной линии 37 и по подводящей линии 88 в верхнюю часть воздушной KBivlpðû 14, в специальные внутренние каналы последней, по которым рециркуляционный газовый поток, попадая в верхнюю зону топки 9, смешивается с основными продуктами сгорания топлива, образует смесь с температурой, безопасной для прочности ребер 17, труб 1 и 4 кожухов секций 3 и б, а также не приводящей к спеканию порошкообразного или мелкозернистого теплопроводящего металлического массива 16 внутри кожухов 89 секций печи.

Такое выполнение нагревательного элемента позволяет осуществлять следующие опера ции на ходу: 1) прямой контроль в нескольких характерных 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 потока сырья в змеевике.

Этот контроль проводят следующим ооразом.

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

Зо 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 пространства следует довести до 3. 106 ккал я час вместо 5 104 ккал(,точас, что позволяет существенно снизить стоимость конструкции и иметь к.п.д. более 80 Я> (вмег60 — 70 о/о ) Предмет изобретения

Трубчатая печь, состоящая из топки, смонтированной вместе с рециркулятором греющих газов и снабженной устройствами для нагрева и крекинга углеводородсодержащего сырья, отличающаяся тем, что, с целью повышения твплонапряжения 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 кожухах, заполненных мелкозернистым теплопроводным жароустойчивым материалом и снабженных оребренной поверхностью нагрева.

190867

Составит(.ль Г. Кричевский

Ре: актор Л. К. Ушакова Текред А. А. Камышникова Корректоры: Л. Е. Марисич и Т. H. Костикова

Заказ 193i17 Тираж 535 Подписное ll1ÈÈÏ!1 Комите rа ио делам изобретений и открытий ири Совете Мннистров СССР

Москва, Центр, пр, Серова, д, 4

Типография, пр. Сапунова, 2