15. Назначение и классификация трубчатых печей.

Трубчатая печь – высокотемпературное термотехнологическое устройство с рабочей камерой, огражденной от окружающей атмосферы.

Печь предназначена для нагрева углеводородного сырья теплоносителем, а также для нагрева и осуществления химических реакций за счет тепла выделенного при сжигании топлива непосредственно в этом аппарате. Трубчатые печи используются при необходимости нагрева среды (углеводородов) до температур более высоких, чем те, которых можно достичь с помощью пара, то есть примерно свыше 230⁰С. В качестве топлива могут применяться продукты отходов различных процессов, в результате чего не только используется тепло, получаемое при их сжигании, но часто устраняются и затруднения, связанные с обезвреживанием этих отходов.

Трубчатые печи получили широкое распространение в нефтехимической промышленности, где их используют для высокотемпературного нагрева и реакционных превращений жидких и газообразных нефтепродуктов (пиролиза, крекинга). Нашли они применение и в химической промышленности.

Трубчатая печь относится к аппаратам непрерывного действия с наружным огневым обогревом.

По способу передачи тепла нагреваемому продукту печи подразделяются на:

1. Конвективные

2. Радиационные

3. Радиационно-конвективные

Конвективные печи. Это один из старейших типов печей. Они являются переходными от нефтеперегонных установок к печам радиационно-конвективного типа.

В настоящее время они практически не применяются, так как по сравнению с печами радиационными или радиационно-конвективными они требуют больше затрат как на их строительство, так и во время эксплуатации.

Радиационные печи. В радиационной печи все трубы, через которые проходит нагреваемое вещество, помещены на стенках камеры сгорания. Поэтому у радиационных печей камера сгорания значительно больше, чем у конвективных.

Все трубы подвергаются прямому воздействию газообразной среды, которая имеет высокую температуру.

Радиационные печи из-за простоты конструкции и большой тепловой нагрузки труб имеют самые низкие капитальные затраты на единицу переданного тепла. Однако, они не дают возможности использовать тепло продуктов сгорания, как это имеет место у радиационно-конвективных печей. Поэтому радиационные печи работают с меньшей тепловой эффективностью.

Радиационные печи применяются при нагреве веществ до низких температур (приблизительно до 300⁰С), при небольшом их количестве, при необходимости использования малоценных дешевых топлив и в тех случаях, когда особое значение придается низким затратам на сооружение печи.

Радиационно-конвективные печи. Имеет две отделенные друг от друга секции: радиационную и конвективную.

Большая часть используемого тепла передается в радиационной секции (обычно 60…80% всего использованного тепла), остальное – в конвективной секции.

Конвективная секция служит для использования физического тепла продуктов сгорания, выходящих из радиационной секции обычно с температурой 700…900⁰С.

Почти все печи, эксплуатируемые в настоящее время на НПЗ, являются радиационно-конвективными. В печах такого типа трубные змеевики размещены и в конвекционной и в радиационной камерах.

По конструктивному оформлению трубчатые печи классифицируются:

По форме каркаса:

• Коробчатые ширококамерные, узкокамерные

• Цилиндрические

• Кольцевые

• Секционные

По числу камер радиации

• Однокамерные

• Двухкамерные

• Многокамерные

По расположению трубного змеевика

• Горизонтальное

• Вертикальное

По расположению горелок

• Боковое

• Подовое

По топливной системе

• На жидком топливе

• На газообразном топливе

• На жидком и газообразном топливе

По способу сжигания топлива

• Факельное

• Беспламенное сжигание

По расположению дымовой трубы

• Вне трубчатой печи

• Над камерой конвекции

По направлению движения дымовых газов

• С восходящим потоком газов

• С нисходящим потоком газов

• С горизонтальным потоком газов