Трубчатая печь

 

СОЮЗ COBE t CHÈÕ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„121 72

А (я) 4 С 10 G 9/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

F, =I t — -Ое ФД1

Н;— стенки.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3752976/23-26 (22) 19.03.84 (46) 28.02.86. Бюл. 1Ф 8 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по разработке газопромыслового оборудования (72) В.В.Долотовский, Ю.К.Молоканов, Ц.А.Бахшиян, А.А.Русаков, Е.В.Коптев и Б.С.Верховинский (53) 66.041.544(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 993322117711, кл. F. 27 В 17/00, 02.04.80

Трубчатые печи. M.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1973, с. 17-18. (54) (57) ТРУБЧАТАЯ ПЕЧЬ для нагрева жидкого сырья с верхним выходом дымовых газов из топки, включающая двухсветный экран радиантного змеевика, обогреваемый излучающими стенами, состоящими из нескольких сплошных рядов однотипных газовых инжекционных многоту-ннельных горелок, о т л н ч а ю щ а я с я тем, что, с целью интенсификации теплообмена и увеличения срока службы радиантных труб, газовые сопла горелок выполнены с переменным по высоте излучающей стены выходным сечением, причем площадь сечений горизонтальных рядов горелок определяют по следующей формуле. где Г; — суммарная площадь выходных сечений газовых сопел -ого горизонтального ряда горелок, суммарная площадь выходных сечений газовых сопл всех горелок излучающей стены; высота расположения под нижним срезом, излучающей стены середины панелей 1 -того ряда горелок, общая высота излучающей

12 l4725 а

Ц, 2 — =1,1 — -O,6 0,1, FÅ Нс

Изобретение относится к трубчатым печам, используемым в нефте- и газо-, перерабатывающей, а также в нефтехимической промышленности для нагрева жидких технологических сред.

Цель изобретения — интенсификация теплообмена и увеличение срока службы радиантных труб.

На чертеже показана трубчатая печь, общий вид.

В радиантной камере 1 и расположенной над ней конвективной камере 2 размещены трубы сырьевого змеевика.

Свод и под радиантной камеры заэкранированы. Для обогрева радиантных труб служат газовые инжскционные многотуннельные горелки 3, скомпонованные в излучающие стены топки.

Основной тепловоспринимающей поверхностью в радиантной камере является двухсветный двухрядный экран 4, размещенный в вертикальной плоскости симметрии топки. Кроме сырьевого змеевика наверху конвективной камеры размещен рекуперативный подогреватель 5 топливного газа. Рекуперативный подогрев воздуха, подаваемого на горение, осуществляется в пластинчатом воздухоподогревателе 6, секции которого размещены над проемами в своде печи и байпасно (по дымовым газам) подключены к дымовой трубе, установленной на каркасе печи. Воздух к горелкам подается низконапорными осевыми вентиляторами 7.

Газовые сопла горизонтальных рядов горелок выполнены с переменным по высоте излучающей стены выходным сечением. Площадь сечений определена по формуле где Г; — суммарная площадь выходных

I сечений газовых сопел -того горизонтального ряда горелок; . — суммарная площадь выходных сечений газовых сопел всех горелок излучающей стены; Н; — высота расположения над нижним срезом излучающей стены середины панелей i -того ряда горелок, "с — общая высота излучающей стены.

Трубча1ая печь работает следующим образом.

Подогретый в рекуперативном подогревателе топливный газ поступает к излучающим панельным горелкам, в

55 которых инжектирует подаваемый на горелке подогретый воздух. Газовоздушная смесь состава, близкого к стехиометрическому, образуется лишь в туннелях излучающих панелей горелок, где она полностью сгорает. Тепло сжигаемого топливного газа передается, в основном, посредством теплового излучения к радиантным трубам. Благодаря тому, что выходные сечения газовых сопел рядов горелок выполнены различными, в соответствии с предложенной зависимостью, различен также и расход топлива по рядам горелок при равном давлении топливного газа по коллекторам. 3а счет этого различна также интенсивность теплового излучения рядов панельных горелок по высоте излучающей стены, а также начальный импульс потока дымовых газов, выходящих из туннелей. По сравнению с традиционной, равномерной, нагрузкой рядов панельных горелок, при которой теплонапряжения средних труб двухсветного экрана были выше, чем нижних и верхних труб этого же экрана, а также подовых труб, рекомендованное соотношение выходных сечений сопел и распределение интенсивности теплового излучения горелок позволяет ориентированно на

77. повысить равномерность обогрева радиантных труб. 3а счет повышения интенсивности теплового излучения горелок нижнего и верхнего рядов и снижения интенсивности излучения горелок средних рядов повышается поверхностная плотность тепловых потоков, воспринимаемых верхними и нижними трубами двухсветного экрана 4 и подовыми трубами, и достигаются величины, характерные для средних труб двухсветного экрана. Перераспределение расхода топлива и увеличение его расхода на нижние и верхние ряды инжекционных горелок приводит к увеличению массовых скоростей потоков дымовых газов в верхней и особенно нижней частях топки. Это способствует повышению изотермичности топочного объема и интенсификации лучистой и конвективной сос Ф тавляющих теплоотдачи дымовых газов к радиантным трубам. Кроме того, перемещение максимума тепловыделения ближе к поду топки позволяет увеличить также время пребывания дымовых газов в топке и более полно использовать их тепло.

1214725

Наряду с интенсификацией теплообмена использование изобретения позволяет повысить срок службы радиантных труб, благодаря выравниванию их теплонапряжений и следовательно температур.

Передав часть тепла радиантным трубам, дымовые газы поступают в конвективную камеру 2, где охлаждаются, передавая тепло сырью, проходящему через конвективную секцию змеевика. Дальнейшее охлаждение дымовых газов происходит в рекуперативных поверхностях нагрева подогревателя 5 топливного газа и пластинчатого воздухоподогревателя 6.

Установленные перед секциями воздухоподогревателей осевые вентиляторы 7 предназначены для компенсации уменьшения самотяги дымовой трубы в летнее время.

Приведенная зависимость применима для наиболее распространенных конструкций трубчатых печей с панельными горелками, у которых высота излучающей стены постоянна и составляет около 607 от высоты противолежащего ей трубного экрана.

Особенности конструкции излучающих стен можно показать на примере печи типа ГБ2 теплопроизводительностью

7 МВт. Число горелок панельных беспламенных типа ГБП-280, устанавливаемых на одной иэ излучающих стен печи, равно п =50, по 10 шт. в каждом горизонтальном ряду. Предварительно определено расчетное выходное сечение газового сопла горелок Fp

=7,065 мм (dр =3 мм).

Тогда суммарная площадь выходных сечений газовых сопел всех горелок излучающей стены

1О =50.7,065 353 мм .

Общая высота излучающей стены составляет Н =2,5 м, а высота расположения над нижним срезом излучающей стены середин панелей первого, 15 второго, третьего, четвертого и пятого рядов горелок составляет соответственно: И, =0,25 м, Н, =0,75 м;

H)=1,25 м, 4 =1,75 м; Н =2,25 м.

Определенные по формуле отиоси20 тельные значения суммарных площадей выходных сечений газовых сопел с первого по пятый ряпы горелок приблиГ4. Fа зительно составят: — - 0,375;

-0,1991 — =0,111, — 0,111; —.= 0,199

Учитывая, что в каждом ряцу по десять горелок и, что суммарная площадь F =353 мм, можно определить

ЗО диаметры калиброванных газовых сопел, устанавливаемых в каждом ряду 4, =4,1 мм; dq =3 мм, d> =2,2 мм, d

Составитель Р. Горяинова

Редактор И.Сегляник Техред Т.Тулик Корректор В.Бутяга

Заказ 856/37 Тираж 483 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-36, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.ужгород, ул.Проектная, 4