SU1186913A1

SU1186913A1 - Tube furnace

Info

Publication number: SU1186913A1
Application number: SU843761903A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Залманович Каждан; Василий Евдокимович Баклашов; Тамара Реймондовна Виноградова; Валентин Михайлович Седелкин; Владимир Васильевич Долотовский
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Нефтяного Машиностроения
Priority date: 1984-05-25
Filing date: 1984-05-25
Publication date: 1985-10-23

Abstract

ТРУБЧАТАЯ ПЕЧЬ, содержаща корпус с настенными змеевиками, образующими камеру сгорани , горелочное устройство , интенсификаторы конвективного теплообмена , расположенные в зазоре между корпусом и змеевиком, и узел отвода дымовых газов, отличающа с тем, что, с целью упрощени и удешевлени конструкции, интенсификаторы выполнены в виде трубок , соединенных с узлом отвода дымовых газов и размещенных в корпусе печи по ысоте змеевика, причем оси выводов дымовых трубок расположены параллельно оси печи. (Л 00 О5 ;о ооTUBULAR FURNACE, comprising a housing with wall coils forming a combustion chamber, a burner, convective heat exchange intensifiers located in the gap between the housing and the coil, and a flue gas removal unit, characterized in that, in order to simplify and reduce the design, the intensifiers are made the form of tubes connected to the flue gas removal unit and placed in the furnace body along the height of the coil, with the axis of the flue tubes located parallel to the axis of the furnace. (L 00 O5; o oo

Description

Изобретение относитс к трубчатым пс шм и может быть использовано в неф г ной, газовой, нефтеперерабатывающей и нефтехимической отрасл х промышленности .The invention relates to tubular PS Schm and can be used in the oil, gas, oil refining and petrochemical industries.

Целью,изобретени вл етс повышение надежности, упрощение и удешевление конструкции . The purpose of the invention is to improve the reliability, simplify and reduce the cost of construction.

Предлагаема конструкци позвол ет повысить надежность печи, упростить конструкцию интенсификаторов, выполненных в виде подвод щих трубок, своей конструкцией обеспечивающих определенное направление подводимых потоков дымовых газов, что обеспечивает интенсификацию теплообмена в трубчатой печи с настенным змеевиком, зазор между которым и стеной корпуса может имеФь величину (30-80 мм), т.е. не предусматривающую расположение вентил торов , это расшир ет возможности применени предлагаемой конструкции в сравнении с известной, где зазор должен быть не иенее 130-150 мм дл размещени вентил торов .The proposed design makes it possible to increase the reliability of the furnace, to simplify the design of intensifiers made in the form of supply tubes, with its design ensuring a certain direction of the supplied flue gas flows, which ensures the intensification of heat exchange in a tubular furnace with a wall coil, the gap between which and the wall of the housing can be equal 30-80 mm), i.e. which does not provide for the location of the fans, this expands the possibilities of using the proposed construction in comparison with the known one, where the gap should be not less than 130-150 mm to accommodate the fans.

Таким образом, уменьшаютс габариты печи, а следовательно, снижаетс ее стоимость . Кроме того, замена сложной мощной конструкции крыльчатки в случае при.менени , например, вентил тора и валов, сделанных из дорогосто щего материала, на легкоизготавливаемые, простые конструктивно интенсификаторы в виде трубок также удешевл ет конструкцию за счет экономии дорогосто щего металла и меньших стоимостных затрат на изготовление.Thus, the size of the furnace is reduced, and therefore its cost is reduced. In addition, replacing the complex, powerful design of the impeller, in the case of applying, for example, a fan and shafts made of expensive material, to easily manufactured, simple structurally tube-type intensifiers also reduces the cost of construction by saving expensive metal and lower costs. to manufacture.

На фиг. 1 изображена трубчата печь предлагаемой конструкции, поперечный разрез; на фиг. 2 и 3 - варианты возможных расположений интенсификаторов.FIG. 1 shows a pipe furnace of the proposed construction, a cross-section; in fig. 2 and 3 - variants of possible locations of intensifiers.

Печь состоит из футерованного корпуса 1, вдоль которого с зазором 2 установлены трубные змеевики 3, которые образуют камеру 4 сгорани , снабженную горелочным устройством 5, интенсификаторов 6 в виде дымовых трубок, размещенных в корпусе по высоте змеевика и соединенных с узлом отвода дымовых газов рециркул ционной системой 7, причем выводы 8 дымовых трубок расположены в зазоре 9 и их оси параллельны продольной оси печи.The furnace consists of a lined case 1, along which with a gap 2 pipe coils 3 are installed, which form a combustion chamber 4, equipped with a burner 5, intensifiers 6 in the form of smoke tubes placed in the case along the coil height and connected to a recirculation flue gas exhaust node system 7, and the conclusions 8 of the flue tubes are located in the gap 9 and their axes are parallel to the longitudinal axis of the furnace.

Трубчата печь работает следующим образом .Trumpet furnace works as follows.

Газовое или жидкое топливо при помощи горелочного устройства 5 сжигаетс в камере 4 сгорани . Образующиес при этом продукты сгорани (дымовые газы) отдают тепло трубным змеевикам 3. Отдав часть тепла, продукты сгорани покидают камеру сгорани , где системой 7 рециркул ции возвращаютс в камеру сгорани в зазор 2 через интенсификаторы 6, оси выводов которых параллельны корпусу 1. Истекающие из выводов 8 интенсификаторов 6 рециркулирующие продукты сгорани (дымовые газы) с температурой 350-400°С настилаютс на стену, подсасыва при этом в настильную струю гор чие продукты сгорани (дымовые газы) из камеры 4 сгорани . Далее смешасшиес газы выход т в топочный объем, проход между трубами змеевика. Таким образом, вокруг труб змеевика возникает интенсивна рециркул ци нагретых дымовых газов, что увеличивает конвективную теплоотдачу к трубам змеевика . Предлагаема конструкци позвол ет легко регулировать интенсификацию теплообмена путе.м изменени многих параметров: расхода и температуры рециркулируемых газов, диаметра и количества выходов интенсификаторов , рассто ни выводов от стены и др. Дл каждого размера зазора между стенкой и трубами змеевика может быть найдено оптимальное соотношение указан-, ных параметров. Дл повышени теплосъема трубы змеевика в зонах интенсификации следует оребр ть (ощиповывать).Gas or liquid fuel is burned with a burner 5 in the combustion chamber 4. The resulting combustion products (flue gases) release heat to the pipe coils 3. After part of the heat is removed, the combustion products leave the combustion chamber where the recirculation system 7 returns to the combustion chamber into the gap 2 through intensifiers 6, the output axes of which are parallel to housing 1. Flowing from With pins 8 of intensifiers 6, recirculated combustion products (flue gases) with a temperature of 350-400 ° C are laid on the wall, while drawing hot combustion products (flue gases) from the combustion chamber 4 into the flat stream. Next, the mixed gases exit into the furnace volume, the passage between the coil pipes. Thus, intensive recirculation of heated flue gases occurs around the coil tubes, which increases the convective heat transfer to the coil tubes. The proposed design makes it possible to easily control the intensification of heat exchange by changing many parameters: flow rate and temperature of recirculated gases, diameter and number of outputs of intensifiers, distance of leads from the wall, etc. For each size of the gap between the wall and the coil pipes, an optimal ratio can be found -, parameters. To increase the heat removal of the coil pipe in the zones of intensification should be finned (pinch).

В результате введени в зазор рециркулирующих дымовых газов, температура которых позвол ет не нарушать теплового режима камеры, повыщаетс циркул ци дымовых газов около труб экрана. Потоки введенных дымовых газов обтекают трубы змеевика со стороны, противоположной горелочному устройству, одновременно подсасыва и увлека за собой дымовые газы, движущиес в центральной части камеры сгорани , т.е. со стороны горелочного устройства .As a result of the introduction of recirculating flue gases into the gap, the temperature of which makes it possible not to disturb the thermal regime of the chamber, the circulation of flue gases near the screen tubes increases. The streams of injected flue gases flow around the pipes of the coil on the side opposite to the burner device, at the same time sucking in and carrying the flue gases moving in the central part of the combustion chamber, i.e. from the side of the burner.

В результате интенсивного перемещивани продуктов сгорани повышаетс равномерность температурного пол в камере сгорани , за счет обеспечени высоких скоростей газов в зазоре повышаетс конвекционна теплопередача к змеевику со стороны корпуса печи, что в сочетании с оребренным змеевиком значительно интенсифицирует теплооб.мен в трубчатой печи. Дол конвективного тепла в предлагаемой конструкции составл ет до 30% от общего тепла , передаваемого экрану в камере сгорани , без увеличени зазора между трубами змеевика и корпусом печи, т. е. без увеличени габаритов печи. За счет этого снижаетс стоимость известной конструкции в целом .As a result of intensive movement of the combustion products, the uniformity of the temperature field in the combustion chamber increases, by providing high gas velocities in the gap, convection heat transfer to the coil from the furnace body increases, which, in combination with the finned coil, significantly intensifies the heat transfer in the tube furnace. The proportion of convective heat in the proposed design is up to 30% of the total heat transferred to the screen in the combustion chamber without increasing the gap between the coil pipes and the furnace body, i.e. without increasing the furnace dimensions. This reduces the cost of the known structure as a whole.

В нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности примен ютс радиантно-конвективные печи с зазором между змеевиком и корпусом, не превышающим 30-80 мм. В этих трубчатых печах основна часть (примерно 65-70%) тепла передаетс нагреваемому продукту в радиантной камере печи путем лучистого теплообмена.In the oil refining and petrochemical industries, radiant-convective furnaces are used with a gap between the coil and the body not exceeding 30-80 mm. In these tube furnaces, the main part (approximately 65-70%) of heat is transferred to the heated product in the radiant chamber of the furnace by means of radiant heat exchange.

Вследствие особенностей лучистого тепло55 обмена результирующий тепловой поток распредел етс по трубному экрану неравномерно .Due to the characteristics of the radiant heat55 exchange, the resulting heat flux is unevenly distributed across the tube screen.

Указанное распределение тепла характеризуетс трем показател ми:The indicated heat distribution is characterized by three indicators:

коэффициент равномерности распределени теплового потока по окружности трубы фиthe coefficient of uniform distribution of heat flux around the tube circumference

коэффициент равномерности по длине трубы ф2;the coefficient of uniformity along the length of the pipe f2;

коэффициент равномерности по трубному экрану (по трубам змеевика) фзДл настенного экрана одностороннего облучени ф1 0,55.coefficient of uniformity over the pipe screen (through the coil pipes) fz For the wall screen of single-sided irradiation F1 0.55.

Дл факельных печей ф2 и фз могут составл ть 0,6-0,85.For flare furnaces, f2 and fz may be 0.6-0.85.

Таким образом, общий коэффициент равномерностиThus, the overall coefficient of uniformity

Ф Ф1-Ф2-ФЗФ Ф1-Ф2-ФЗ

В лучшем случае составл ет 0,4, а обычно не превышает 0,25-0,3.At best, it is 0.4, and usually does not exceed 0.25-0.3.

Если считать, что только в наиболее теплонапр женной точке замеевика тепловой поток равен допустимому, а в остальных - ниже его, то степень использовани радиантной поверхности нагрева составл ет всего 25-30%.If we assume that the heat flux is only permissible at the most heat-stressed point of the substitute, and the rest is lower than it, then the degree of use of the radiant heating surface is only 25-30%.

Поэтому основна задача совершенствовани конструкции трубчатых печей состоит в разработке конструктивных и режимных меропри тий, привод щих к повышению степени использовани радиантной поверхности нагрева, что позволило бы увеличить производительность печи.Therefore, the main task of improving the design of tube furnaces is to develop constructive and modal measures leading to an increase in the degree of utilization of the radiant heating surface, which would increase the productivity of the furnace.

Одним из таких способов вл етс увеличение доли конвективного тепла, переданного радиантному змеевику. В известных конструкци х факельных печей типа ГС, прин тых за базовый объект, где имеетс незначительна циркул ци дымовыхOne such method is to increase the proportion of convective heat transferred to the radiant coil. In the known constructions of the HW flare furnaces, taken as the basic object, where there is an insignificant circulation of smoke

газов около труб змеевика, дол конвективного тепла не превышает 3-5%. Если же организовать интенсивную циркул цию дымовых газов, например, как в предлагаемой конструкции, то можно значительно усилитьgases near the coil pipes, the proportion of convective heat does not exceed 3-5%. If we organize an intensive circulation of flue gases, for example, as in the proposed construction, then we can significantly increase

конвективный теплообмен (до 30% от общего тепла, переданного радиантному змеевику ).convective heat transfer (up to 30% of the total heat transferred to the radiant coil).

Ось печиFurnace axis

XX

Ось печиFurnace axis

Фиг,.1FIG. 1

Фиг.ЗFig.Z

Claims

TUBULAR FURNACE comprising a housing with wall coils forming a combustion chamber, a burner, convective heat exchange intensifiers located in the gap between the housing and the coil, and a flue gas exhaust unit, characterized in that, in order to simplify and reduce the cost of the design, the intensifiers are made in the form tubes connected to the flue gas outlet and placed in the furnace body along the height of the coil, the axis of the ends of the chimneys being parallel to the axis of the furnace.

Fig 1

I 186913