ТРУБЧАТАЯ ПЕЧЬ

Полезная модель относится к конструкции трубчатой печи и может быть использована в нефтяной, газовой, нефтеперерабатывающей отраслях промышленности, в частности, для нагрева нефтяных эмульсий и нефти.
Известна трубчатая печь, содержащая вертикальный цилиндрический корпус с подовыми горелочными устройствами, вертикальными продуктовыми трубами, расположенными по концентрическим окружностям, проходящим между форсунками, и установленную по центру конвективную камеру (А.С. СССР №348592, МКИ C 10 G 9/20, oп. 23.08.1972 г.).
У известной печи внутренние ряды труб работают в наиболее напряженных по температурным режимам условиях, что приводит к перегреву стенок этих труб и быстрому выходу из строя труб.
Известна трубчатая печь, включающая корпус, образованный боковыми и торцевыми сторонами, основанием и крышей, в котором размещены радиантная камера с установленным в ней продуктовым змеевиком, и размещенная над радиантной камерой конвективная камера, в которой установлен продуктовый змеевик, выполненный из горизонтальных рядов труб, дымовые трубы и вентилятор, установленные на крыше печи, и расположенные в нижней части печи горелки (А.С. ССР №1118667, МКИ C 10 G 9/20, F 27 B 5/00. оп. 15.10.1984 г.).
В данной печи имеет место значительная неравномерность распределения тепловых напряжений по периметру труб и их длине, что приводит к снижению надежности ее работы.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой полезной модели является трубчатая печь, включающая корпус, образованный боковыми и торцевыми сторонами, основанием и крышей, в котором заключена теплообменная камера с установленным в ней продуктовым змеевиком, выполненным из горизонтальных рядов труб, камеру сгорания и установленную над теплообменной камерой дымовую трубу (А.С. СССР №1244168, МКИ C 10 G 9/20, oп. 15.07.1986 г.)
Недостатком данной печи также является неравномерность распределения тепловых напряжений по периметру и длине труб, что приводит к снижению надежности ее работы.
Задача, положенная в основу заявляемой полезной модели, заключается в повышении надежности работы змеевика, а, следовательно, и печи путем перераспределения потоков нагреваемой среды.
Поставленная задача решается следующим образом.
В трубчатой печи, включающей корпус, образованный боковыми и торцевыми сторонами, основанием и крышей, в котором заключена теплообменная камера с установленным в ней продуктовы змеевиком, выполненым из горизонтальных рядов труб, камеру сгорания и дымовую трубу, согласно заявляемому техническому решению, продуктовый змеевик образован двумя секциями, расположенными вдоль боковых сторон печи симметрично относительно ее оси, при этом каждая секция продуктового змеевика выполнена трехрядной, а обвязка продуктового змеевика выполнена четырехпоточной с образованием каждым внутренним рядом труб змеевика - центрального потока, а каждым средним рядом, соединенным с наружным рядом труб змеевика - бокового потока.
Выполнение продуктового змеевика состоящим из двух секций, расположенных внутри теплообменной камеры определенным образом, и предлагаемая обвязка труб продуктового змеевика позволяют уменьшить
количество труб в центральных потоках в 2 раза по сравнению с количеством труб в боковых потоках, вследствие чего происходит количественное перераспределение продукта по потокам. Расход и, соответственно, скорость потока и коэффициент теплообмена со стороны продукта по центральному ряду продуктового змеевика возрастает, что приводит к снижению температуры стенки труб центральных потоков, в результате повышается срок службы змеевика и в целом трубчатой печи.
Наличие отличительных от прототипа существенных признаков позволяет признать заявляемое техническое решение новым.
На рисунке схематично показана трубчатая печь в разрезе.
Корпус трубчатой печи образован боковыми 1, торцевыми 2 сторонами, основанием 3 и крышей 4 и оснащен теплоизоляцией (не показана). Внутри корпуса размещена теплообменная камера 5 с установленным в ней продуктовым змеевиком, состоящим из двух секций, расположенных вдоль боковых стен 1 корпуса. Каждая секция продуктового змеевика состоит из внутреннего 6, среднего 7 и наружного 8 рядов оребренных труб. Средние ряды 7 и наружные ряды 8 труб соединены между собой, образуя один поток. В основании 3 печи размещена камера сгорания 9 циклонного типа, а в верхней части печи -дымовые трубы 10.
Трубчатая печь работает следующим образом,
Работа печи заключается в нагреве нефтяной эмульсии, проходящей по трубам продуктового змеевика, за счет тепла, отдаваемого продуктами сгорания в теплообменной камере. Продукты сгорания в виде плоской струи с высокой скоростью из камеры сгорания 9 поступают во внутреннее пространство теплообменной камеры 5, где инжектируют уже охлажденные дымовые газы из нижних боковых зон камеры. Режим «мягкого» нагрева продукта в трубах продуктового змеевика достигается путем создания достаточно равномерного поля по всему внутреннему
объему теплообменной камеры 5 за счет интенсивной рециркуляции продуктов сгорания и расположения оребренных труб в три ряда вдоль каждой боковой стороны корпуса печи. Дымовые газы, нагрев продукт в продуктовом змеевике, покидают печь через дымовые трубы 10.
Как показали поверочные расчеты, при предлагаемой обвязке труб продуктового змеевика расход и, соответственно, скорость потока по внутренним рядам продуктового змеевика возрастает в 1,17 раза, а коэффициент теплообмена со стороны продукта возрастает также в 1,13 раза, что приводит к снижению температуры стенок труб на 20°-30° (при номинальной нагрузке). В результате повышается надежность работы трубчатых печей и срок службы продуктового змеевика печи. Одновременно гидравлическое сопротивление продуктового змеевика печи при полной загрузке уменьшается на 10%.