ПОДОГРЕВАТЕЛЬ ЖИДКИХ И ГАЗООБРАЗНЫХ СРЕД

Полезная модель относится к подогревателям с жидким теплоносителем и может быть применена в нефтяной, нефтеперерабатывающей, газовой и химической отраслях промышленности для нагрева, в частности, нефтепродуктов при транспортировке, а также нефтяных эмульсий на установках подготовки нефти..
Известно, что технико-экономические показатели магистральных нефтепроводов и нефтепродуктопроводов в значительной степени зависят от вязкости перекачиваемого продукта. Подогрев нефти снижает ее вязкость, следовательно, снижает и гидравлическое сопротивление трубопроводной сети, что приводит к уменьшению расхода энергоресурсов на выполнение работы, связанной с ее перекачиванием.
Известен подогреватель для нагрева жидких или газообразных сред, содержащий заполненный жидким промежуточным теплоносителем корпус, расположенную внутри корпуса жаровую трубу и размещенный между корпусом и жаровой трубой трубчатый змеевик для пропуска нагреваемой среды, в котором жаровая труба выполнена в виде вертикального прямоугольного короба, отношение высоты которого к ширине составляет не менее восьми, а трубы змеевика расположены в плоскостях, параллельных вертикальным стенкам короба, причем корпус имеет форму, подобную форме короба, а между змеевиком и стенками корпуса установлена термосифонная перегородка (А.С. СССР №377604, MKИ F 28 D 1/22, F 28 D 15/00, оп. 26.02.1971 г.).
В известном подогревателе движение потоков промежуточного теплоносителя вдоль трубчатого змеевика происходит сверху вниз, что приводит к температурным потерям, которые снижают процесс интенсификации теплообмена.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является подогреватель жидких и газообразных сред, содержащий корпус, заполненный промежуточным теплоносителем, и расположенные внутри него змеевик в виде трубного пучка для нагреваемого продукта, подключенную к горелочному устройству жаровую трубу, снабженную в нижней части двумя прямоугольными листами длиной, равной длине жаровой трубы, и расположенными по касательной к ее поверхности, и установленный над жаровой трубой пучок дымогарных труб, соединенных с дымовой трубой и снабженных пластинчатыми элементами, расположенными по всей длине дымогарных труб и прикрепленных под углом к их поверхности, а также продуктовую камеру для ввода и вывода жидких и газообразных сред, соединенную с трубным пучком нагреваемого продукта, и размещенный в корпусе змеевик для подогрева топливного газа (п. №2182679, МКИ 7 F 22 B 7/00, oп. 20.05.2002 г.).
Недостатком данного устройства является недостаточно высокий процесс теплообмена вследствие разупорядоченного движения промежуточного теплоносителя.
Задача, положенная в основу заявляемой полезной модели, заключается в увеличении температурного напора при передаче тепла к продуктовому змеевику.
Поставленная задача решается следующим образом.
В подогревателе жидких и газообразных сред, содержащем корпус. заполненный жидким промежуточным теплоносителем, и расположенные внутри него по меньшей мере один продуктовый змеевик, одна жаровая
труба, подключенная к горелочному устройству, и одна дымовая труба, согласно заявляемому техническому решению, над жаровой трубой по всей ее длине размещены две направляющие пластины, установленные наклонно друг к другу, при этом угол между направляющими пластинами составляет 120°-150°.
Установка над жаровой трубой, по всей ее длине двух направляющих пластин, наклоненных навстречу друг другу обеспечивает упорядоченное движение промежуточного теплоносителя в корпусе, направляя его нагретый поток по оси подогревателя вверх, а его охлажденный поток - по стенке корпуса вниз к жаровой трубе. При этом не происходит перемешивание потоков нагретого и охлажденного промежуточного теплоносителя, что приводит к увеличению температурного напора при передаче тепла от промежуточного теплоносителя к продуктовому змеевику, в результате чего возможно уменьшение длины продуктового змеевика.
Величина угла наклона пластин навстречу друг другу установлена экспериментально и является оптимальной для предотвращения перемешивания нагретого и охлажденного потоков промежуточного теплоносителя. При угле наклона менее 120° направляющие пластины приблизятся вплотную к жаровой трубе и не смогут эффективно направлять поток нагретого промежуточного теплоносителя к продуктовому змеевику, а при угле наклона более 150° возможно возникновение застойных зон в районе направляющих пластин, что отрицательно скажется на работе подогревателя.
Наличие отличительных от прототипа существенных признаков позволяет признать заявляемое техническое решение новым.
На фиг.1 изображен подогреватель жидких и газообразных сред; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.
Подогреватедь жидких и газообразных сред содержит корпус 1, установленный на раме 2, заполненный промежуточным теплоносителем 3, например, пресной водой. В верхней части корпуса 1 установлен продуктовый змеевик 4 для нагревания продукта, например, нефти. В нижней части корпуса 1 расположена жаровая труба 5, соединенная одним концом с горелочным устройством 6, а другим концом - с дымовой трубой 7. В верхней части корпус 1 снабжен патрубком 8 для входа промежуточного теплоносителя 3, а в нижней части - дренажным патрубком 9. В корпусе 1 имеются патрубки 10 и 11 для входа и выхода подогреваемой нефти. Над жаровой трубой 5 вдоль нее размещены направляющие пластины 12 и 13, расположенные под углом 140° друг к другу, и закреплены к связям 14 корпуса 1 подогревателя.
Подогреватель работает следующим образом.
Перед пуском подогреватель заполняют промежуточным теплоносителем 3 по входному патрубку 8. В горелочное устройство 6 подают топливный газ. В продуктовый змеевик 4 через патрубок 10 направляют нефть, где она нагревается теплом промежуточного теплоносителя, т.е. воды, которая в свою очередь нагревается посредством тепла, полученного при сжигании топливного газа в горелочном устройстве 6. При этом нагретая вода направляется направляющими пластинами 12 и 13 вверх к продуктовому змеевику 4, передает ему тепло, не перемешиваясь с холодным потоком воды, возвращающимся вдоль корпуса 1 вниз, к жаровой трубе 5. После нагрева до заданной температуры в продуктовом змеевике 4 нефть по выходному патрубку 11 направляются потребителю. Продукты сгорания выбрасываются в атмосферу через дымовую трубу 7.
Благодаря размещению в подогревателе над жаровой трубой двух направляющих пластин, наклоненных навстречу друг другу под определенным углом, происходит увеличение температурного напора при
передаче тепла к продуктовому змеевику, за счет чего возможно уменьшение длины продуктового змеевика при сохранении без изменения технико-экономических показателей подогревателя, а следовательно, и уменьшении металлоемкости и габаритных размеров подогревателя.
В связи с производственной необходимостью подогреватель может быть выполнен с двумя продуктовыми змеевиками, двумя жаровыми трубами, двумя дымовыми трубами и двумя горелочными устройствами, размещенными в одном корпусе.