как съем тепла полностью не прекращается, а сокращается только на 70– 75 % благодаря естественной конвекции воздуха, что позволяет произвести аварийное отключение установки.

Рис. 5.13. Аппараты воздушного охлаждения:

а – горизонтальный; б – зигзагообразный; 1–змеевиковая секция; 2–колесо вентилятора; 3–диффузор; 4–привод вентилятора (электродвигатель, редуктор); 5–опорные стойки; 6–решетка ограждения; 7–перфорированные трубы для подачи воды; 8–жалюзи

Аппараты воздушного охлаждения имеют ряд преимуществ по сравнению с водяными холодильниками и конденсаторами: не используется дефицитная вода, не загрязняются наружные поверхности труб и отсутствует их коррозия, легко регулируется процесс охлаждения. Эти аппараты можно использовать в качестве дефлегматоров и устанавливать непосредственно наверху ректификационных колонн для снижения гидравлического сопротивления паровых линий, что особенно важно при проведении процессов перегонки и ректификации под вакуумом.

5.7. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ НАГРЕВАНИЯ ГОРЮЧИХ ВЕЩЕСТВ ПЛАМЕНЕМ И ТОПОЧНЫМИ ГАЗАМИ

Открытый огонь, как прямой источник тепла, и горячие топочные газы используются для нагревания веществ в интервале температур от 400 до 700–1000 оС. При большом избытке воздуха, подаваемого в камеру сжигания топлива, температуру нагревания можно значительно снизить (до 50– 100 оС), что позволяет использовать топочные газы в процессах сушки различных материалов, в том числе и таких сельскохозяйственных продуктов, как зерно, травяная мука и других. Для нагревания горючих веществ пламенем и топочными газами служат котлы, печи и теплогенераторы, кото-

163

форма корпуса (печи коробчатые и цилиндрические); число топок (однокамерные и многокамерные); расположение труб в камерах (вертикальное, горизонтальное); способ соединения труб (на приварных гнутых двойни-

165

изготавливаются в основном цельносварными с применением изогнутых двойников. В тех случаях, когда требуется частая очистка труб от отложений кокса (например, змеевики печей вакуумной разгонки мазута установок первичной перегонки нефти и подобных процессов), змеевик выполняют из прямых труб, соединенных между собой коваными или литыми двойниками (ретурбендами). В печах применяются бесшовные трубы с наружным диаметром 60–325 мм (наиболее распространены трубы диаметром 102, 127 и 152 мм), длиной от 6 до 24 м с толщиной стенок от 4 до 15 мм. Трубы изготовляют из качественных конструкционных сталей марок 10 и 20 (для сырья, не обладающего коррозионной активностью), работающих при температурах 300–400 оС, а также из легированных и высоколегированных сталей марок Х8, 12Х18Н10Т, 15Х5М, 45Х25Н20С2 и других, работающих в коррозионных средах под повышенным давлением (до 5 МПа) и при температурах 500–750 оС.

Трубные решетки и подвески, служащие опорами труб, работают в чрезвычайно сложных условиях (температура в печи достигает 1000 оС). Поэтому их изготовляют из высоколегированных жаростойкой стали (например, из стали марки 25Х23Н7СЛ). Кладка (футеровка) печи выполняется из специального огнеупорного кирпича или из теплоизоляционных панелей толщиной 100–200 мм. К гарнитуре трубчатых печей относятся: регистры для регулирования потока воздуха; смотровые окна для наблюдения за факелом и состоянием внешней поверхности радиантных труб (трубы должны иметь равномерное свечение темно-вишневого цвета, не должны провисать и иметь утолщений – отдулин); лазы для проникновения в печь при ремонте; выхлопные окна (взрывные клапаны откидного типа) для выпуска газов при возникновении «хлопка» в печи.

166

В печах беспламенного горения с излучающими стенами для сжигания газообразного топлива применяют панельные горелки размером 500×500 или 605×605 мм с числом туннелей 100, 144 или 196 диаметром 20 мм.

На рис. 5.17 показана п а н е л ь н а я г о р е л к а. Газ подается по трубе 1 в смеситель 3 через инжектор 2 с заслонкой 4 для регулирования

Помимо панельных горелок в печах используются форсунки для сжигания жидкого топлива (в основном мазута). Распыление жидкого топлива производится водяным паром, сжатым воздухом или механическим способом. В последнее время используются комбинированные газо-мазутные горелки типа ФГМ-120 и ГВЭК-500 (цифра характеризует производительность горелки по мазуту в кг/ч). Буквы ФГМ означают факельная горелка мазутная, ГЭВК – горелка эмульсионно-вихревая комбинированная.

167

проходят через теплообменник 5 и направляются в дымовую трубу. Для обеспечения притока воздуха в теплогенераторе имеются осевой и центробежный вентиляторы. Основной поток воздуха засасывается в теплогенератор осевым вентилятором 1 через жалюзи 10, с помощью которого можно регулировать его расход. Холодный воздух движется к противоположному торцу теплогенератора по кольцевым зазорам между корпусом 9, стенкой камеры сгорания 2 и теплообменником 5, постепенно нагреваясь, и с температурой 60–70 оС нагнетается в помещение, сушилку или иной теплоиспользующий агрегат. Благодаря такой конструкции обеспечивается достаточно надежное охлаждение камеры сгорания и исключается чрезмерный нагрев внешних поверхностей агрегата. Центробежный вентилятор 8 предназначен для подачи воздуха в камеру сгорания, а также для подачи воздуха в межтрубное пространство теплообменника 5, что позволяет более полно использовать тепло дымовых газов. Регулирование расхода топлива и воздуха в камеру сгорания и в теплообменник в процессе работы теплогенератора производится автоматически с помощью регуляторов расхода топлива (на схеме не показаны) и жалюзи 10. Тепловая производительность теплогенераторов типа ТГ составляет 2–10 ГДж/ч при расходе нагретого воздуха 25000 м3/ч и более.

В в о д о г р е й н о м к о т л е (рис. 5.19), также как и в теплогенераторе, имеется камера сгорания 7, аксиально расположенная внутри цилиндрического корпуса 3. В камере сгорания имеются трубы кипятильника 5,

168