Переработка нефти - Суханов В.П.
Скачать (прямая ссылка):
Таким образом, трубчатая печь состоит из двух камер: камеры сгорания, или радиации, где расположены радиантные трубы, воспринимающие главным образом тепло излучения, и камеры конвекции, в которой размещены конвекционные трубы, использующие тепло дымовых газов, отходящих из камеры сгорания с высокой температурой (до 950°С). Если тепло этих газов может быть использовано для других целей, например для подогрева воздуха или перегрева пара, то количество конвекционных труб для нагрева сырья может быть значительно уменьшено.
Трубчатые печи делят на разные типы и группы: по способу передачи тепла (конвекционные, радиантно-конвекционные, радиантные), по конфигурации (цилиндрические, вертикальные, коробчатые, с наклонным сводом), по количеству камер и тепловой мощности (малые — 12,57, средние — до 62,85 и большие — более 62,85 млн. кДж, соответственно 3 до 15 и более 15 млн. ккал/ч).
В последнее время наибольшее распространение получили печи радиантного типа (обычно вертикальные и многокамерные, некоторые из них имеют общую конвекционную камеру). По способу передачи радиантного тепла трубчатые печи делят на: печи, в которых основное значение имеет лучистое тепло факела (излучение кладки и газов является вспомогательным); печи, в которых процесс горения протекает за пределами камеры излучения; ПЄЧИ С ИСПОЛЬЗОВаНИеМ ЛУЧИСТОГО ТЄП- беИсСпламенногоМа горТ-
ла от твердого тела (в них обычно исполь- ния:
ЗуЮТ ИЗЛучаЮЩИе НасаДКИ, НаСТИЛЬНОе ПЛаМЯ /-трубы радиантной
или многоогневое беспламенное горение). ныё^пане™6re"!
Наиболее СОВершеННЫ И ЭКОНОМИЧНЫ Труб- З-дымовая труба; 4-
%- трубы конвенционной
ЧатЬІЄ ПЄЧИ С ИЗЛучаЮЩИМИ СТеНКаМИ ИЗ 6ЄС- камеры
63
1 2 З
пламенных панельных горелок и двусторонним облучением труб змеевика (рис. 28). Печи такого типа работают на газообразном топливе, которое сжигается в беспламенных панельных горелках (рис. 29), выполненных в виде керамических призм (призмы являются одновременно сборными элементами стен печи).
Новым в этих печах является интенсификация тепло-Рис. 29. Беспламенная панельная го- отдачи радиантньш трубам
напряженности радиантных труб. При работе панельных горелок температура поверхности керамического блока (со стороны камеры сгорания) достигает 1200° С. Наружная поверхность горелки остается холодной (~45°С), так как непрерывно охлаждается газовоздушной смесью, подаваемой инжектором. Теплоотдача в топке такой печи осуществляется главным образом от излучающих раскаленных стенок, расположенных на расстоянии 600—1000 мм от трубного экрана.
Сгорание топлива, необходимого для нагрева сырья, является-химической реакцией соединения органических веществ (находящихся в топливе) с кислородом воздуха. Полное сгорание элементов топлива сопровождается образованием углекислоты, сернистого газа и водяного пара. При неполном сгорании образуются также окись углерода и свободный углерод или сажа. Для обеспечения полного сгорания обычно приходится давать некоторый избыток воздуха сверх теоретически необходимого (на 1 кг жидкого топлива требуется в зависимости от его состава 10—10,5 м3 воздуха). Отношение количества воздуха, фактически введенного в топку, к теоретически необходимому называют коэффициентом избытка воздуха а. Высокое значение а указывает на ненормальности в эксплуатации печи (подсос воздуха через неплотности печной кладки) и приводит к повышенным потерям тепла с газами, уходящими в дымовую трубу. Значение а зависит от многих причин. При нормальной эксплуатации оно находится в пределах 1,2—1,5 при использовании газа, для печей с беспламенным горением снижается до 1,02—1,05.
Основными параметрами, по которым судят об эффективной работе трубчатых печей, являются: 1) теплонапряженность топочного пространства, определяемая количеством тепла, расходуемым на 1 м3/ч топки; в современных трубчатых печах она составляет
редка:
1 — корпус; 2 — керамическая призма с туннелями; S — трубка; 4 — инжектор; 5 — сопло для топливного газа; 6 — дроссель для воздуха
от стен топки, составленных из беспламенных панельных горелок, и повышение благодаря этому средней тепло-
64
146 700—293 300 кДж/(м2-ч) [35—70 тыс. ккал/(м2-ч)]; 2) тепло-напряженность поверхности радиантных труб, выражаемая количеством тепла, передаваемым 1 м2 поверхности радиантных труб в 1 ч; она колеблется для большинства печей в пределах 62 400— 209 500 кДж/(м2-ч) [15—50 тыс. ккал/(м2-ч)], а для печей с беспламенным горением — 209—398МДж/(м2-ч) [50—95тыс. ккал/(м2-ч)]; 3) теплонапряженность поверхности конвекционных труб, представляющая собой количество тепла, передаваемого в 1 ч 1 м2 их поверхности; для гладких труб теплонапряженность равна 33 520— 50 280 кДж/(м2-ч) [8—12 тыс. ккал/(м2-ч)].
Температура дымовых газов на перевале, т. е. газов, поступающих в конвекционную камеру, обычно составляет 700—900° С. Ее не рекомендуется чрезмерно повышать, так как это приводит к за-коксовыванию и прогару радиантных труб. В некоторых печах для снижения температуры дымовых газов над перевалом осуществляют их рециркуляцию, часть дымовых газов из борова засасывают вентилятором и подают в камеру сгорания выше факела, чтобы не нарушать правильного горения. Чтобы использовать часть тепла, заключенного в отходящих дымовых газах, печи оборудуют рекуператорами (теплообменниками, в которых воздух, подаваемый в топку, получает тепло от дымовых газов). Если тепло дымовых газов не используется для подогрева воздуха, то температура газов должна быть как можно ниже. Однако чрезмерное понижение температуры требует увеличения поверхности нагрева конвекционных труб, что увеличивает габариты и стоимость печи. Поэтому температура отходящих дымовых газов должна быть на 100—150° С выше температуры поступающего в печь продукта.
