- •Трубчатые печи (конструкции, выбор, технологический расчет)
- •Трубчатые печи (конструкции, выбор, технологический расчет)
- •Основные обозначения
- •1 Назначение трубчатых печей
- •2 Классификация трубчатых печей
- •2.1 Основы классификации трубчатых печей
- •2.2 Печи конвективного типа
- •2.3 Печи радиантно-конвективного типа
- •2.4 Печи радиантного типа
- •3 Условное обозначение трубчатых печей
- •Условное обозначение типовых трубчатых печей приведено в
- •4 Элементы конструкций трубчатых печей
- •4.1 Змеевик трубчатых печей
- •4.2 Топливно-сжигающие устройства трубчатых печей
- •4.3 Гарнитура трубчатых печей
- •4.4 Каркасы и обмуровка трубчатых печей
- •5 Фундаменты печей
- •6 Газоходы
- •7 Дымовые шиберы
- •8 Дымовые трубы
- •9 Основные показатели работы трубчатых печей
- •10 Процесс горения топлива
- •11 Лучистый теплообмен в радиантной камере
- •Теперь уравнение (11.10) можно представить в виде
- •12 Технологический расчет нагревательной печи пламенного горения
- •12.1 Теплопроизводительность печи (полезная тепловая мощность)
- •12.2 Расчет процесса горения
- •12.3 Коэффициент полезного действия печи и топки. Расход топлива
- •12.4 Выбор конструкции печи, размеров труб и ретурбендов
- •12.5 Расчет радиантной камеры
- •12.6 Расчет конвективной камеры
- •12.7 Гидравлический расчет змеевика
- •12.8 Расчет газоходов
- •12.9 Газовое сопротивление и тяга в трубчатой печи
- •Приложение а Рисунки и таблицы
- •Приложение б Типы и техническая характеристика трубчатых печей
- •1 Печи типа гс1
- •2 Печь типа гн2
- •3 Печи типа а2б2 Печь – узкокамерная с верхним отводом дымовых газов, центральным, горизонтальным экраном и излучающими стенами из беспламенных панельных горелок.
- •4 Печи типа а2в2
- •5 Печи типа вс
- •6 Печи типа сс
- •7 Печи типа цс1 и цс΄1
- •Печь типа цс΄1 отличается от печи типа цс1 тем, что горелка установлена не в центре, а смещена в сторону входа продукта.
- •8 Печи типа цд4
- •9 Печи типа кс1 и кс΄1
- •10 Печи типа кд4
- •Содержание
4.3 Гарнитура трубчатых печей
Гарнитура трубчатых печей включает гляделки, предохранительные окна, дверцы, лазы, трубные решетки, подвески для труб.
Гляделка предназначена для наблюдения за работой устройств для сжигания топлива и состоянием труб радиантной камеры.
Предохранительные окна необходимы для ослабления силы хлопка, возможного при работе печи, а также для проверки радиантной камеры.
Дверцы и лазы предназначены для закрытия конвективной камеры и экранов; лазы служат для осмотра конвективной камеры.
Подвески устанавливаются на своде и предотвращают провисание труб в печи. Конструкции подвесок для труб приведены на рисунке 4.13. В зависимости от температуры труб подвески располагаются на расстоянии 0,8…3 м одна от другой (при температуре до 550ºС расстояние составляет 2,5…3 м, при температуре 800…850ºС – 0,8…1,2 м). Эти элементы изготавливают из жаропрочных окалиностойких высоколегированных сталей (20Х23Н13) или из жаропрочного чугуна. Размеры подвесок для труб даны в [8, с. 101].
а – закрытая подвеска для двухрядного экрана; б – закрытая подвеска для однорядного экрана;
в – открытая подвеска; г – разборная подвеска для двухрядного экрана; д – закрытый кронштейн бокового экрана; е – открытый кронштейн; ж – закрытая подвеска для свободного экрана; з – закрытая подвеска для потолочного экрана
Рисунок 4.13 – Подвески для труб
Трубные решетки предназначены для установки конвективных и радиантных труб и опирания их в торцах трубчатой печи. Расстояние между трубными решетками выбирается аналогично расстоянию между подвесками; материал – жаропрочная сталь и жаропрочный чугун.
На рисунке 4.14 показаны трубные решетки для конвективного змеевика (рисунок 4.14,а) и экрана двухстороннего обогрева (рисунок 4.14,б, в, г, д).
а – решетка конвективной камеры; б, в, г, д – решетки экрана двухстороннего обогрева:
б – решетка с открытыми пазами; в – средняя решетка с верхней подвеской; г – торцовая решетка с нижним закреплением; д – средняя решетка с пружинной подвеской
Рисунок 4.14 – Трубные решетки
Трубная решетка экрана двухстороннего обогрева сваривается из нескольких частей. Она делается с шагом между трубами по вертикали, равным двум диаметрам труб, так как дальнейшее уменьшение шага значительно ухудшает равномерность нагрева по окружности трубы [6].
Недостатком закрытой трубной решетки (рисунок 4.14,в) по сравнению с решеткой с открытыми пазами (рисунок 4.14,б) является то, что при выходе ее из строя приходится менять одновременно все трубы.
Отверстия под трубы в решетке делаются на 15 … 20 мм больше диаметра труб. Если концы трубного змеевика выносятся в специальную камеру и изолируются от топки, то в этом случае торцовые трубные решетки отличаются от средних тем, что их ширина равна ширине двойниковой (ретурбентной) камеры (рисунок 4.14,г), а отверстия под трубы имеют специальные канавки для уплотнения асбестовым шнуром. Огневая сторона торцовых решеток изолируется огнеупорной массой. Близость к раскаленным стенам горелок и невозможность отвода тепла от решеток создают в них высокие температуры, что сокращает длительность их эксплуатации.
В некоторых печах трубные решетки радиантной камеры крепятся на фундаменте или подвешиваются вверху к потолочной балке каркаса. В подвешенной решетке наибольшее усилие приходится на верхнюю ее часть и убывает до нуля к нижней части.
Для более равномерного распределения усилий по длине решетки последние иногда подвешиваются на пружинных опорах, как показано на рисунке 4.14,д. При монтаже таких решеток между нижним торцом и подом печи оставляется зазор, равный температурному удлинению решетки при нагреве от 0 до 500ºС. Как известно, допускаемое напряжение стали ЭИ 316 при нагреве ее до 500º меняется незначительно. Поэтому при пуске печи, когда решетка нагревается до температуры 500º, она удлинится и нижняя ее часть дойдет до упора, установленного на поде печи. При дальнейшем повышении температуры удлинение решетки идет вверх. При этом увеличивается высота пружины и одновременно уменьшается сила, действующая на пружину от веса решетки, так как часть ее веса принимает на себя нижняя опора.
Размеры трубных решеток приведены в [8, с. 94-100).