2 Классификация трубчатых печей

2.1 Основы классификации трубчатых печей

По технологическому назначению трубчатые печи подразделяются на нагревательные и нагревательно-реакционные.

Нагревательные печи предназначены для нагревания и частичного либо полного испарения сырья. К ним относятся печи установок перегонки нефти и мазута, стабилизации нефти, каталитического крекинга, риформинга, коксования, каталитического дегидрирования и полимеризации (при выносных реакционных камерах) и другие.

Нагревательно-реакционные печи предназначены для нагрева сырья и сообщения ему тепла, необходимого для проведения эндотермических реакций. К ним относятся печи установок термического крекинга, пиролиза, трубчатые реакторы дегидрирования.

По способу сжигания топлива трубчатые печи подразделяются на три основных типа:

– с факельным сжиганием топлива;

– с излучающими стенами топки;

– с настильным пламенем.

По способу передачи теплоты от продуктов сгорания топлива к потоку перерабатываемого сырья трубчатые печи разделяют на конвективные, радиантно-конвективные и радиантные. В конвективных печах до 80 % общего количества теплоты передается за счет конвекции, а остальное количество теплоты передается радиацией. В печах такого типа обеспечиваются более мягкие условия теплообмена (меньшая разность температур между стенкой трубы и перерабатываемым продуктом). В печах радиантно-конвективного типа 40…60 % количества теплоты передается радиацией, а остальное – конвекцией. В радиантных печах основное количество теплоты передается радиацией. Камера конвекции здесь имеет вспомогательное значение.

По конструктивному признаку различают печи коробчатого типа, вертикальные, цилиндрические и печи с наклонным сводом.

Коробчатые печи подразделяются:

– по типу змеевика и способу передачи тепла (радиантные, радиантно-конвективные, конвективные); при этом радиантная часть змеевика может располагаться на потолке (своде), стенах и поде печи и потому эти части змеевика называют потолочным, боковым (настенным) и подовым экраном;

– по числу рядов экранных труб (однорядные, двухрядные);

– по взаимному расположению экранных труб (трубы радиантной секции печи перпендикулярны или параллельны трубам конвективной секции);

– по месту расположения конвективной секции печи (под радиантной секцией и с нижним отводом дымовых газов, а также над радиантной секцией и с верхним отводом дымовых газов);

– по числу камер сгорания (однокамерные, двухкамерные и многокамерные);

– по направлению движения дымовых газов (с нисходящим, восходящим и прямолинейным движением);

– по числу питающих потоков или змеевиков (одно-, двух- и многопоточные или одно-, двух- и многозмеевиковые). При этом в двух- и многокамерных трубчатых печах может нагреваться сырье одного или нескольких видов. Такие печи применяют на комбинированных технологических установках, если необходима зональная регулировка теплонапряжения труб.

2.2 Печи конвективного типа

На рисунке 2.1 приведены печи конвективного типа с верхним (рисунок 2.1,а) и нижним (рисунок 2.1,б, в, г) отводом дымовых газов. Горизонтальное расположение змеевика (рисунок 2.1,а, б и в) позволяет сравнительно легко удалить продукт из труб и продуть их при плановых остановках печи на ремонт, в аварийных ситуациях и т.п. Вертикальное расположение змеевика позволяет значительно проще крепить и ремонтировать трубы. С целью уменьшения прогара труб конвективный змеевик отделен от топки перевальной стеной (2.1,б, в, г). Уменьшающееся по ходу движения дымовых газов сечение конвективной камеры обеспечивает более равномерную теплонапряженность поверхности нагрева для различных рядов труб. Прогар труб можно снизить понижением температуры дымовых газов, поступающих в конвективную камеру, либо сжиганием топлива с большим избытком воздуха. Однако эти мероприятия резко ухудшают показатели работы печи.

1 – трубный пучок; 2 – форсунки; 3 – трубопровод для рециркуляции газов сгорания в топку;

4 – дымовая труба

Рисунок 2.1 – Печи конвективного типа с горизонтальными трубами (поперечный разрез): а, б и в; печи с вертикальным расположением труб (план) – г