SU1560546A1 - Tube furnace - Google Patents

Изобретение относитс  к нефт ному и химическому машиностроению и может быть применено дл  повышени  компактности и снижени  металлоемкости трубчатых печей, используемых дл  нагрева жидких и газообразных продуктов. Трубчата  печь включает корпус (К), в котором размещены радиантна  (РК) и конвективна  (КК) камеры. К снабжен кожухом, образующим с К две камеры щелевого сечени , включенные в контур циркул ции промежуточного теплоносител  (ПТ). Нижн   камера заполнена конденсатом ПТ, в верхней размещен дополнительный продуктовый змеевик. РК бронирована трубами испарительной поверхности нагрева ПТ. В КК размещен продуктовый змеевик и центральна  вставка, выполненна  в виде конуса или клина, обращенного вершиной вниз. При сжигании топлива ПТ испар етс  в трубах экрана РК, и пары ПТ перенос т тепло к продуктовым змеевикам КК и верхней щелевой камере. Охлажда сь и конденсиру сь, ПТ собираетс  в нижней щелевой камере. Высокие коэффициенты теплопередачи позвол ют значительно сократить длину продуктового змеевика и упростить его конструкцию. В результате снижаетс  металлоемкость и повышаетс  компактность конструкции. Размещение высокотемпературных зон печи внутри кожуха, заполненного теплоносителем с пониженной температурой, позвол ет резко снизить потери тепла в окружающую среду при практическом отказе от изол ции и огнеупорной футеровки. 3 ил.The invention relates to petroleum and chemical engineering and can be used to increase the compactness and reduce the metal intensity of tube furnaces used to heat liquid and gaseous products. The pipe furnace includes a housing (K) in which the radiant (RK) and convective (KK) chambers are located. K is provided with a casing, forming with K two chambers of a slit section, included in the circulation circuit of the intermediate heat carrier (PT). The bottom chamber is filled with condensate PT, an additional food coil is placed at the top. RK is armored with pipes of the evaporation surface of the heating PT. In KK there is a food coil and a central insert, made in the form of a cone or a wedge, facing top down. When fuel is burned, the PT is vaporized in the tubes of the RK screen, and the PT pair transfers heat to the QC product coils and the upper slit chamber. After cooling and condensing, the PT collects in the lower slit chamber. High heat transfer coefficients can significantly reduce the length of the product coil and simplify its design. As a result, the metal consumption is reduced and the compactness of the structure is increased. Placing the high-temperature zones of the furnace inside the casing filled with a coolant with a lower temperature allows drastically reducing heat loss to the environment in the practical case of the failure of insulation and the refractory lining. 3 il.

Изобретение относитс  к нефт ному и химическому машиностроению и может быть применено в нефтегазодобывающей, химической и других отрасл х промышленности дл  нагрева жидких и газообразных продуктов.The invention relates to petroleum and chemical engineering and can be used in the oil and gas, chemical and other industries for heating liquid and gaseous products.

Цель изобретени  - повьааение компактности и снижение удельной металлоемкости печи.The purpose of the invention is to increase compactness and reduce the specific metal consumption of the furnace.

На фиг. 1 показана трубчата  печь; на фиг, 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - трубчата  печь большой производительности.FIG. 1 shows a pipe furnace; FIG. 2 is a section A-A in FIG. one; in fig. 3 - tubular furnace of high capacity.

Трубчата  печь включает корпус 1, в котором размещены радиантна  2 и конвективна  3 камеры. Корпус 1 снабжен кожухом 4, образующим с корпусом печи две камеры, включенные в контурThe pipe furnace includes a housing 1 in which radiant 2 and convective 3 chambers are placed. Case 1 is equipped with a casing 4, forming with the furnace body two chambers included in the circuit

циркул ции промежуточного теплоносител . Нижн   камера 5 заполнена конденсатом промежуточного теплоносител  и св зана в нижней части с нижними концами труб 6 испарительной поверхности нагрева, экранирующими ра- диантную камеру 2, оборудованную го- релочными устройствами 7, Верхние концы труб 6 объединены в коллектор 8 сообщающийс  с верхней камерой 9 щелевого сечени , в которой расположены продуктовый змеевик 10 и конвективна  камера 3 с продуктовым змееви- ком 11 и конусом 12, обращенным вершиной вниз.circulation of the intermediate coolant. The lower chamber 5 is filled with intermediate heat carrier condensate and is connected in the lower part with the lower ends of the evaporator heating pipes 6, shielding the radiating chamber 2 equipped with burners 7, the upper ends of the pipes 6 are combined into a collector 8 communicating with the upper slot 9 the section in which the food coil 10 and the convective chamber 3 are located with the food coil 11 and the cone 12 facing upwards.

В случае выполнени  печи большой производительности согласно фиг, 3 в одном кожухе 4 размещают несколько теплогенерирующих частей, включающих радиантную камеру 2 с горелочным устройством 7 и общую теплообменную часть с конвективной камерой 3 и продуктовыми змеевиками 10 и 11. При этом центральную вставку выполн ют в виде клина 13, обращенного вершиной вниз.In the case of a large capacity furnace according to FIG. 3, several heat generating parts are placed in one casing 4, including a radiant chamber 2 with a burner device 7 and a common heat exchange part with a convective chamber 3 and product coils 10 and 11. In this case, the central insert is made in the form of wedge 13, facing the top down.

Печь работает следующим образом.The furnace works as follows.

При сжигании топлива в горелочных устройствах 7 трубы 6 испарительной поверхности нагрева интенсивно обогреваютс , образовавша с  в них паро- жидкостна  эмульси  промежуточного теплоносител  через коллектор 8 направл етс  в камеру 9, где конденсируетс  на холодных поверхност х продуктового змеевика 10, Образовавшийс  конденсат промежуточного теплоносител  через камеру 5 вновь поступает в нижние части труб 6 испарительной поверхности, обеспечива  циркул цию промежуточного теплоносител  и надежное охлаждение труб 6.When fuel is burned in burners 7, the evaporator surface 6 of the heating surface is intensely heated, the intermediate heat carrier vapor-liquid emulsion formed in them is directed through the collector 8 to the chamber 9, where it condenses on the cold surfaces of the product coil 10, the intermediate heat carrier condensate formed through the chamber 5 enters the lower parts of the pipes 6 of the evaporating surface, ensuring the circulation of the intermediate coolant and reliable cooling of the pipes 6.

Развита  поверхность труб 6, их организованное смывание газовым потоком обеспечивают охлаждение дымовых газов до 500°С и высокие теплонапр - жени  рабочего объема.The surface of the pipes 6 is developed, their organized flushing by a gas stream provides cooling of the flue gases to 500 ° C and high thermal capacity of the working volume.

Дымовые газы, охлажденные в тепло- генерирующей части печи, поступают в конвективную камеру 3, где дополнительно охлаждаютс , отдава  тепло конвективной поверхности нагрева продуктивного змеевика 11.The flue gases, cooled in the heat-generating part of the furnace, enter the convective chamber 3, where they are further cooled, giving off heat to the convective heating surface of the productive coil 11.

Конус 12 (или клин 13) служит дл  изменени  сечени  газохода с целью повышени  равномерности конвективного теплообмена по длине камеры, чтоCone 12 (or wedge 13) serves to change the cross section of the flue in order to increase the uniformity of convective heat exchange along the length of the chamber, which

00

5five

00

5five

способствует общему повышению интенсивности теплообмена.contributes to an overall increase in heat transfer rate.

Высокие коэффициенты теплопередачи при конденсации промежуточного теплоносител , а также использование в качестве поверхности нагрева всей наружной поверхности продуктового змеевика позвол ет значительно сократить его длину и упростить конструкцию . В результате снижаетс  металлоемкость поверхностей нагрева и повышаетс  компактность конструкции.The high heat transfer coefficients during condensation of the intermediate heat carrier, as well as the use of the entire outer surface of the product coil as a heating surface, can significantly reduce its length and simplify the design. As a result, the metal consumption of the heating surfaces decreases and the compactness of the structure increases.

Конструкци  конденсатора позвол ет высокотемпературные зоны печи с размещенными в них конвективными поверхност ми нагрева разместить внутри кожуха, заполненного теплоносителем с пониженной температурой, и тем самым резко снизить потери тепла в окружающую среду при практическом отказе от изол ции и огнеупорной футеровки , что обусловливает высокую экономичность печи.The design of the condenser allows the high-temperature zones of the furnace with convective heating surfaces placed in them to be placed inside a casing filled with a coolant with a lower temperature, thereby dramatically reducing heat loss to the environment during the practical failure of the insulation and refractory lining, which leads to a high efficiency of the furnace .

Особенно эффективно применение печи дл  нагрева продуктов, чувствительных к перегреву, например нефти и нефтепродуктов, так как теплообмен к продукту в конденсаторе происходит при посто нной температуре конденсации паров промежуточного теплоносител , а конвективные поверхности нагрева вынесены в зону пониженных температур дымовых газов.The use of a furnace for heating products that are sensitive to overheating, such as oil and oil products, is particularly effective, since heat transfer to the product in the condenser occurs at a constant temperature of condensation of the intermediate heat carrier vapor, and convective heating surfaces are brought into the zone of lowered flue gas temperatures.

При одинаковой тепловой мощности предлагаема  конструкци  позвол ет снизить металлоемкость в 3 раза при уменьшении габаритов в 8 раз.With the same thermal power, the proposed design reduces the metal consumption by 3 times while decreasing the dimensions by 8 times.

00

5five