Трубчатая печь
TUBE FURNACE

Изобретение относится к области нефтепереработки и нефтехимии, в частности к трубчатым печам для нагрева нефтяного сырья.
Известна трубчатая печь, включающая дымовую трубу и корпус с камерами конвекции и радиации, в которых размещены конвективный и радиантный змеевики и горелки (ОАО «ВНИИНЕФТЕМАШ», каталог «Трубчатые печи», Москва 2007 г.).
Недостатком известной печи является низкая эффективность работы конвективной камеры вследствие высоких скоростей пристеночных слоев уходящих дымовых газов.
Известна трубчатая печь, включающая камеру радиации с горелками и змеевиком, а также конвективную камеру, в трубной решетке которой размещены трубы змеевика, при этом в кирпичной кладке стен конвективной камеры установлены пережимные уступы (Сборник научных трудов ГИПРОНЕФТЕМАШ, Трубчатые печи, Издательство «Химия» М., 1969 г., с. 112).
Недостатком известной печи является невозможность блочного монтажа (сборки и разборки) трубного пучка, значительная трудоемкость возведения ступенчатой стенки конвективной камеры (футеровки), что не позволяет предусматривать в конвективных камерах трубчатых печей пережимных уступов, препятствующих исходу горячих продуктов сгорания мимо трубного пучка и оптимизирующих тем самым процесс теплоотдачи от газов к продукту.
Наиболее близкой к заявляемому объекту по технической сущности и достигаемому результату является трубчатая печь, включающая корпус с футеровкой, камеру радиации с радиантным змеевиком и горелками, камеру конвекции с трубным пучком, состоящим из трубных решеток с расположенными в них конвекционными змеевиками, в промежутках между трубами конвекционного змеевика и футеровкой стенки камеры конвекции на трубных решетках установлены продольные перегородки, выполненные в виде уголков, боковые полки которых направлены внутрь трубного пучка (Патент РФ №2455340, опубл. 10.07.2012 г., МПК C10G 9/20).
Недостатком известной печи является снижение эффективности, вызванное сложностью конструкции и значительной трудоемкостью изготовления, монтажа и демонтажа трубного пучка с решетками, фиксации продольных перегородок в монтажном и рабочем положениях.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности работы печи, связанное с уменьшением стоимости изготовления и трудоемкости ремонтно-монтажных работ за счет простоты конструкции и самофиксации перегородок при монтаже и демонтаже трубного пучка с решетками в монтажном и рабочем положениях.
Указанная задача решается предлагаемой конструкцией трубчатой печи, включающей корпус с футеровкой, камеру радиации с радиантным змеевиком и горелками, камеру конвекции с трубным пучком, состоящим из трубных решеток с расположенными в них конвекционными змеевиками, при этом в промежутках между трубами конвекционного змеевика и футеровкой стенки камеры конвекции на трубных решетках установлены продольные перегородки, в которой согласно изобретению перегородки выполнены в виде самофиксирующихся полых трубчатых элементов, установленных с возможностью свободного поворота вокруг горизонтальных опорных стержней, укрепленных на трубных решетках.
На фиг. 1 показана трубчатая печь, общий вид; фиг. 2 - изображение монтажного положения самофиксирующихся полых трубчатых элементов; фиг. 3 - изображение рабочего положения самофиксирующихся полых трубчатых элементов; фиг. 4 - объемный вид трубной решетки с горизонтально расположенными трубными змеевиками с перегородками в монтажном положении.
Трубчатая печь состоит из корпуса 1, камеры радиации 2 с трубами радиантного змеевика 3, с горелкой 4, подом 5 и футеровкой 6, камеры конвекции 7 с трубным пучком 8, образованным трубными решетками 9 с расположенными в них трубами конвективного змеевика 10 и продольными перегородками 11, выполненными в виде самофиксирующихся полых трубчатых элементов, свободно опирающихся на горизонтальные опорные стержни 12, закрепленные на решетках 9.
Печь работает следующим образом.
Топливо, подаваемое в печь, сжигают в горелке 4, размещенной в камере радиации 2. Большая часть тепловой энергии, освобождаемой при сгорании топлива излучением и частично конвекцией, передается радиантному змеевику 3. Оставшаяся часть в виде горячих дымовых газов поступает в камеру конвекции 7, где происходит прямое соприкосновение дымовых газов с трубами конвективного змеевика 10, в результате которого происходит передача ему тепла. При рабочем состоянии печи полые трубчатые перегородки, свободно опирающиеся на оси 12, отжимаются стенкой камеры конвекции, эксцентрично разворачиваясь на этой оси, и таким образом самоустанавливаются в рабочем положении, исключая проскок дымовых газов в пристеночном пространстве камеры конвекции 7 и увеличивая тем самым теплосъем.
Продукты сгорания проходят по межтрубному пространству, отдавая тепло продукту в трубах змеевика. При этом продукты сгорания огибают перегородки, которые служат для них препятствием.
Из камеры конвекции 7 продукты сгорания поступают в дымовую трубу (не показана) и отводятся в атмосферу. Нагреваемый продукт, например обессоленная нефть, последовательно нагревается в конвективном 10, а затем в радиантном змеевике 3 и далее покидает печь по технологической линии (не показана).
Демонтаж трубного пучка 8 осуществляется через верхнюю часть камеры конвекции. В монтажном положении полые трубчатые перегородки 13 самопроизвольно разворачиваются на осях крепления, выходя за габариты решеток.
Таким образом, предлагаемое изобретение за счет простоты конструкции и самофиксации перегородок при монтаже и демонтаже трубного пучка с решетками в монтажном и рабочем положениях повышает эффективность работы печи, снижает стоимость изготовления и трудоемкость ремонтно-монтажных работ.