RU204098U1

RU204098U1 - PIPE FURNACE

Info

Publication number: RU204098U1
Application number: RU2020143770U
Authority: RU
Inventors: Анатолий Александрович Казеннов; Кристина Евгеньевна Кондакова; Евгения Ильинична Бодунова; Илья Сергеевич Овсянников; Роман Владимирович Корытников; Андрей Сергеевич Налобин; Анатолий Владимирович Белобородов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Газпром проектирование"
Priority date: 2020-12-28
Filing date: 2020-12-28
Publication date: 2021-05-06

Abstract

Полезная модель относится к нефтяной, газовой, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использована для нагрева технологических сред.Технический результат состоит в повышении надежности работы трубчатой печи, сокращении сроков выполнения монтажных и ремонтных работ, удобстве обслуживания, при этом трубчатая печь включает в себя коробчатый корпус с камерами конвекции и радиации, в которых размещены радиантный и конвективный змеевики, горелки, установленные в поду печи, радиантный змеевик выполнен спиралевидным, прямоугольным и установлен горизонтально в коробчатом корпусе, при этом трубы радиантного змеевика размещены вдоль стен радиантной камеры, полностью закрывая стены, каждая торцевая стенка выполнена с проемами, в которых герметично установлены и закреплены съемные щиты с возможностью осуществления доступа к заданному участку радиантного змеевика, съемный щит снабжен креплением и герметизирующим уплотнителем, расположенным и закрепленным по внутреннему его периметру. 3 фиг.The utility model relates to the oil, gas, petrochemical and oil refining industries and can be used to heat technological media. The technical result consists in increasing the reliability of the tube furnace, reducing the time for installation and repair work, ease of maintenance, while the tube furnace includes a box-type a casing with convection and radiation chambers, in which the radiant and convective coils are located, burners installed in the hearth of the furnace, the radiant coil is spiral-shaped, rectangular and installed horizontally in a box-shaped casing, while the tubes of the radiant coil are placed along the walls of the radiant chamber, completely covering the walls, each end wall is made with openings in which removable shields are hermetically installed and fixed with the ability to access a given section of the radiant coil, the removable shield is equipped with a mount and a sealing seal located and fixed along the inner e go to the perimeter. 3 fig.

Description

Полезная модель относится к нефтяной, газовой, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использована для нагрева технологических сред.The utility model relates to the oil, gas, petrochemical and oil refining industries and can be used to heat technological media.

Известна ТРУБЧАТАЯ ПЕЧЬ, включающая коробчатый корпус с теплоизоляцией, камеру конвекции с конвективнымип змеевиками и камеру радиации с радиантными змеевиками, и горелки, расположенные в поду печи. (Патент РФ №2315082, C10G 47/22, опуб. 20.01.2008 г.).Known TUBULAR FURNACE, including a box-shaped body with thermal insulation, a convection chamber with convective coils and a radiation chamber with radiant coils, and burners located in the hearth of the furnace. (RF patent No. 2315082, C10G 47/22, publ. 20.01.2008).

Недостатком является сложность выполнения монтажных и ремонтных работ выполнения монтажных и ремонтных работ при замене поврежденных участков радиантного змеевика или устранении повреждений на участке радиантного змеевика.The disadvantage is the complexity of performing installation and repair work, performing installation and repair work when replacing damaged sections of the radiant coil or eliminating damage in the section of the radiant coil.

Известна ТРУБЧАТАЯ ПЕЧЬ, включающая корпус с камерами конвекции и радиации, в которых размещены конвективный и радиантный змеевики печи, горелки, установленные в поду печи, причем радиантный змеевик выполнен спиралевидным и установлен вертикально в корпусе печи, корпус печи выполнен коробчатым, трубы радиантного змеевика размещены вдоль стен коробчатого корпуса. (Патент РФ №2402593, C10G 9/14, опубликован 27.10.12.2010 г., прототип).Known TUBULAR FURNACE, including a housing with convection and radiation chambers, in which are placed convective and radiant coils of the furnace, burners installed in the hearth of the furnace, and the radiant coil is spiral-shaped and installed vertically in the furnace body, the furnace body is box-shaped, the radiant coil tubes are placed along the walls of the box-shaped case. (RF patent No. 2402593, C10G 9/14, published on October 27, 2010, prototype).

Недостатком является сложность выполнения монтажных и ремонтных работ при замене поврежденных участков радиантного змеевика или устранении повреждений на участке радиантного змеевика.The disadvantage is the complexity of installation and repair work when replacing damaged sections of the radiant coil or repairing damage in the section of the radiant coil.

Предлагаемое техническое решение устраняет вышеперечисленные недостатки, повышает надежность работы печи, сокращает сроки выполнения монтажных и ремонтных работ, удобно в обслуживании, например, осуществляя диагностику в виде контроля толщины стенок радиантного змеевика, а также облегчить выполнение монтажных и ремонтных работ, например, осуществляя замену поврежденных участков змеевика.The proposed technical solution eliminates the above disadvantages, increases the reliability of the furnace, reduces the time required for installation and repair work, is convenient to maintain, for example, by performing diagnostics in the form of monitoring the wall thickness of the radiant coil, and also to facilitate installation and repair work, for example, by replacing damaged sections of the coil.

Поставленный технический результат достигаются тем, что Трубчатая печь включает в себя коробчатый корпус с камерами конвекции и радиации, в которых размещены радиантный и конвективный змеевики, горелки, установленные в поду печи, радиантный змеевик выполнен спиралевидным, прямоугольным и установлен горизонтально в коробчатом корпусе, при этом трубы радиантного змеевика размещены вдоль стен радиантной камеры, полностью закрывая стены, каждая торцевая стенка выполнена с проемами, в которых герметично установлены и закреплены съемные щиты с возможностью осуществления доступа к заданному участку радиантного змеевика, съемный щит снабжен креплением и герметизирующим уплотнителем, расположенным и закрепленным по внутреннему его периметру.The delivered technical result is achieved by the fact that the Tubular furnace includes a box-shaped body with convection and radiation chambers, in which are placed the radiant and convective coils, burners installed in the hearth of the furnace, the radiant coil is spiral-shaped, rectangular and installed horizontally in the box-shaped body, while pipes of the radiant coil are placed along the walls of the radiant chamber, completely covering the walls, each end wall is made with openings in which removable shields are hermetically installed and fixed with the ability to access a given section of the radiant coil, the removable shield is equipped with a mount and a sealing seal located and fixed along its inner perimeter.

На фиг. 1 изображена Трубчатая печь, вид спереди, на фиг. 2 изображена Трубчатая печь, вид слева, на фиг. 3 изображен разрез А-А на фиг. 2.FIG. 1 shows a tube furnace, front view, FIG. 2 shows the Tube Furnace, left side view, FIG. 3 shows a section a-a in fig. 2.

Трубчатая печь коробчатого типа с верхним отводом дымовых газов (далее по тексту - «Печь») включает в себя коробчатый корпус с камерой радиации с боковыми 1 и торцевыми 2 футерованными стенами и радиантным змеевиком 3 и с камерой конвекции с футерованными стенами 4 и конвективным змеевиком 5, и подом 6, горелочные устройства 7 и обвязку 8 горелок, переходник 9, узел шибера 10 с приводом, дымовую трубу 11, блок автоматики КИПиА 12, систему лестниц 13 и площадок 14 для обслуживания, например, радиантных змеевиков 3, управления работой горелок 7, приборов КИПиА 12.Tubular box-type furnace with upper exhaust of flue gases (hereinafter referred to as the “Furnace”) includes a box-shaped body with a radiation chamber with side 1 and end 2 lined walls and a radiant coil 3 and a convection chamber with lined walls 4 and a convection coil 5 , and hearth 6, burners 7 and piping 8 of burners, adapter 9, gate assembly 10 with a drive, chimney 11, automation unit 12, a system of stairs 13 and platforms 14 for maintenance, for example, radiant coils 3, control of burners 7 , instrumentation 12.

Также содержит топочную камеру, коллекторы подвода воздуха к горелкам.It also contains a combustion chamber, headers for supplying air to the burners.

Горелочные устройства 7 установлены в поду 6 печи, вдоль продольной ее оси.Burners 7 are installed in the hearth 6 of the furnace, along its longitudinal axis.

Радиантный змеевик 3 представляет собой горизонтальный, прямоугольный, спиралевидный змеевик и выполнен из труб и отводов, например, из труб переменного сечения, постоянного сечения, герметично соединенных между собой отводами. Радиантный змеевик 3 расположен вдоль стен радиантной камеры, полностью закрывая стены: боковые 1 и торцевые 2 футерованные стены с возможностью полного их экранирования, обеспечивая максимальный теплосъем от факелов горелок 7 и минимальной металло- и материалоемкости печи.Radiant coil 3 is a horizontal, rectangular, helical coil and is made of pipes and branches, for example, from pipes of variable cross-section, constant cross-section, hermetically connected by branches. Radiant coil 3 is located along the walls of the radiant chamber, completely covering the walls: side 1 and end 2 lined walls with the possibility of their complete screening, providing maximum heat removal from the torches of burners 7 and minimum metal and material consumption of the furnace.

Конвективный змеевик 5 выполнен из труб постоянного сечения, герметично соединенных между собой отводами.Convective coil 5 is made of pipes of constant cross-section, hermetically interconnected by taps.

Каждая торцевая футерованная стенка 2 выполнена с проемами, в которых герметично установлены и закреплены съемные щиты 15 с возможностью осуществления доступа к заданному участку радиантного змеевика.Each end lined wall 2 is made with openings, in which removable shields 15 are hermetically installed and fixed with the ability to access a given section of the radiant coil.

Съемные щиты 15 расположены в два вертикальных ряда с возможностью осуществления доступа к радиантному змеевику 3 через открытые проемы в каждой торцевой футерованной стене 2, например, для осуществления приварки отводов Печи, расположенных в углах камеры радиации, измерения толщины стенок радиантного змеевика 3, замены поврежденного участка радиантного змеевика 3.Removable shields 15 are located in two vertical rows with the ability to access the radiant coil 3 through open openings in each end lined wall 2, for example, to weld the Furnace branches located in the corners of the radiation chamber, measure the wall thickness of the radiant coil 3, replace the damaged area radiant coil 3.

Выполнение каждого съемного щита 15 соответствует требованиям выполнения боковых 1 и торцевых 2 футерованных стенок, из тех же материалов и той же толщины, например, материала 09Г2С, толщиной 6 мм.The design of each removable shield 15 meets the requirements of the side 1 and end 2 lined walls, from the same materials and the same thickness, for example, material 09G2S, 6 mm thick.

Размеры ширины, высоты и толщины съемного щита 15 определяют из условия доступа к заданным участкам радиантного змеевика 3, например, 120 см × 60 см × 6 мм, для осуществления сварных работ, монтажа и демонтажа элементов змеевика 3.The dimensions of the width, height and thickness of the removable shield 15 are determined from the condition of access to predetermined sections of the radiant coil 3, for example, 120 cm × 60 cm × 6 mm, for carrying out welding works, mounting and dismantling the elements of the coil 3.

Количество съемных щитов 15 определяют из условия доступа к заданным участкам радиантного змеевика 3, например, каждый вертикальный ряд состоит из четырех съемных щитов 15 и соответственно, всего в двух вертикальных рядах восемь съемных щитов 15 в одной торцевой футерованной стенке 2.The number of removable shields 15 is determined from the condition of access to the specified sections of the radiant coil 3, for example, each vertical row consists of four removable shields 15 and, accordingly, there are only two vertical rows of eight removable shields 15 in one end lined wall 2.

Каждый съемный щит 15 снабжен герметизирующим уплотнителем 16, расположенным и закрепленным по внутреннему его периметру и креплением 17, посредством которого съемный щит 15 закрепляют в проеме торцевой футерованной стенки 2.Each removable shield 15 is equipped with a sealing gasket 16 located and fixed along its inner perimeter and with a fastener 17, by means of which the removable shield 15 is fixed in the opening of the end lined wall 2.

Герметизирующие уплотнение 16 представляет собой картон МКРКГ, который закреплен по внутреннему периметру съемного щита 15 посредством болтового соединения.The sealing seal 16 is a cardboard MKRKG, which is fixed along the inner perimeter of the removable shield 15 by means of a bolted connection.

Крепление 17 представляет собой болтовое соединение.Mount 17 is a bolted connection.

Посредством блока автоматики КИПиА 12 осуществляют управление работой Печи.By means of the automation unit KIPiA 12, the operation of the Furnace is controlled.

Систему лестниц 13 и площадок 14 применяют для обслуживания, например, змеевиков 3 и 5, управления работой горелок 7, приборов КИПиА 12.The system of stairs 13 and platforms 14 is used to service, for example, coils 3 and 5, control the operation of burners 7, instrumentation and automation 12.

Печь работает следующим образом.The oven works as follows.

Исходное сырье, например, тяжелый нефтяной остаток, подают под давлением в трубы конвективных змеевиков 5. По мере движения потока сырья внутри конвективного 5 и радиантного 3 змеевиков происходит нагрев исходного сырья передачи тепла сжигания топлива в горел очных устройствах 7.The feedstock, for example, a heavy oil residue, is fed under pressure into the pipes of the convective coils 5. As the flow of feedstock moves inside the convective 5 and radiant 3 coils, the feedstock heats up the transfer of heat from fuel combustion in burner devices 7.

Дымовые газы после камеры радиации проходят последовательно камеру конвекции с футерованными стенами 4 и с конвективным змеевиком 5, переходник 9, узел шибера 10 с приводом, дымовую трубу 11 и эвакуируются в атмосферу.The flue gases after the radiation chamber pass sequentially into a convection chamber with lined walls 4 and a convection coil 5, adapter 9, gate assembly 10 with a drive, chimney 11 and are evacuated into the atmosphere.

Радиантный змеевик 3 расположен по всей площади боковых 1 и торцевых 2 футерованных стен камеры радиации, обеспечивая максимальный теплосъем от факелов горелок 7 и минимальной металло- и материалоемкости Печи за счет полного их экранирования тепла.Radiant coil 3 is located over the entire area of the side 1 and end 2 lined walls of the radiation chamber, providing maximum heat removal from the torches of burners 7 and minimum metal and material consumption of the Furnace due to their complete screening of heat.

В случае выполнения монтажных и ремонтных работ, например, сварочных работ, снимают, например,In the case of installation and repair work, for example, welding, remove, for example,

снимают заданный съемный щит 15 и через открытый проем в торцевой футерованной стене 2 осуществляют сварочные работы на заданном участке,remove a predetermined removable shield 15 and through an open opening in the end lined wall 2 carry out welding work in a predetermined area,

снимают одновременно все съемные щиты 15 и через все открытые проемы в торцевых футерованных стенах 2 осуществляют монтажные работы;remove at the same time all removable shields 15 and through all open openings in the end lined walls 2 carry out installation work;

снимают последовательно по мере необходимости съемные щиты 15 и через открытые проемы в торцевых футерованных стенах 2 осуществляют демонтажные работы.remove sequentially, as necessary, removable shields 15 and through the openings in the end lined walls 2 carry out dismantling work.

Таким образом, в процессе монтажа и эксплуатации Печи осуществляют сварочные работы, монтаж и демонтаж элементов радиантного змеевика 3, что позволяет сократить сроки и облегчить выполнение монтажных и ремонтных работ.Thus, in the process of installation and operation, the Furnaces carry out welding, installation and dismantling of elements of the radiant coil 3, which allows to reduce the time and facilitate the implementation of installation and repair work.

Также расположение радиантного змеевика 3 позволяет обеспечить полное экранирование боковых 1 и торцевых 2 футерованных стен камеры радиации на всю высоту, позволяя тем самым снизить габариты коробчатого корпуса Печи до наименьших размеров.Also, the location of the radiant coil 3 allows for complete shielding of the side 1 and end 2 lined walls of the radiation chamber to the entire height, thereby allowing to reduce the dimensions of the Furnace box body to the smallest size.

Пример конкретного выполнения.An example of a specific implementation.

Исходное сырье в виде углеводородов подают в трубы конвективных змеевиков 5, которое по мере движения потока углеводородов внутри змеевиков конвективного 5 и радиантного 3 поток углеводородов нагревается вследствие повышения его температуры.The feedstock in the form of hydrocarbons is fed into the pipes of the convective coils 5, which, as the flow of hydrocarbons moves inside the coils of the convective 5 and radiant 3, the flow of hydrocarbons is heated due to an increase in its temperature.

Дымовые газы после камеры радиации проходят последовательно камеру конвекции с футерованными стенами 4 и с конвективным змеевиком 5, переходник 9, узел шибера 10 с приводом, дымовую трубу 11 и эвакуируют в атмосферу.Flue gases after the radiation chamber pass sequentially into a convection chamber with lined walls 4 and a convection coil 5, adapter 9, gate assembly 10 with a drive, chimney 11 and evacuate into the atmosphere.

В поду 6, вдоль продольной оси Печи установлены десять горелочных устройств 7, расположенных в один ряд с возможностью свободного вертикально-факельного сжигания комбинированного топлива.In the hearth 6, along the longitudinal axis of the Furnace, ten burners 7 are installed, arranged in one row with the possibility of free vertical-flare combustion of the combined fuel.

Боковые 1 и торцевые 2 стены полностью закрыты экранирующим горизонтальным, прямоугольным, спиралевидным змеевиком 2.Side 1 and end 2 walls are completely covered with a shielding horizontal, rectangular, spiral coil 2.

Каждая торцевая стенка 2 выполнена с проемами, в которых герметично установлены съемные щиты 15, которые в каждой торцевой стенке 2 расположены в два вертикальных ряда по три съемных щита 15 в каждом ряду, и закреплены в проеме посредством шести болтов.Each end wall 2 is made with openings in which removable shields 15 are hermetically installed, which in each end wall 2 are located in two vertical rows of three removable shields 15 in each row, and are fixed in the opening by means of six bolts.

Каждый съемный щит 15 выполнен из материала 09Г2С, с размерами 120 см × 60 см × 6 мм и расположен с возможностью доступа к участкам радиантного змеевика 3, где посредством сварки соединены участки.Each removable shield 15 is made of material 09G2S, with dimensions 120 cm × 60 cm × 6 mm and is located with the possibility of access to the sections of the radiant coil 3, where the sections are connected by welding.

Герметизирующий уплотнитель 16 в виде картона МКРКГ закреплен по внутреннему периметру съемного щита 15 посредством восьми болтов.A sealing seal 16 in the form of a cardboard MKRKG is fixed along the inner perimeter of the removable shield 15 by means of eight bolts.

В процессе работы Печи возникла негерметичность соединения в радиантном змеевике 3, которую необходимо устранить посредством ремонтных работ.During the operation of the Furnace, a leakage occurred in the connection in the radiant coil 3, which must be eliminated by means of repair work.

Для проведения ремонтных работ в виде сварочных работ предварительно снимают два верхних съемных щита 15 в двух вертикальных ряда в одной торцевой футерованной стенке 2, предварительно отвернув болты и отсоединив два верхних съемных щита 15 от торцевой футерованной стенки 2.To carry out repair work in the form of welding, two upper removable shields 15 are preliminarily removed in two vertical rows in one end lined wall 2, after having unscrewed the bolts and disconnecting the two upper removable shields 15 from the end lined wall 2.

После чего через два открытых верхних проема осуществляют сварочные работы на негерметичном участке радиантного змеевика 3.Then, through two open upper openings, welding is carried out on the leaky section of the radiant coil 3.

После ликвидации негерметичности в радиантном змеевике 3, два верхних съемных щита 15 устанавливают в двух верхних проема торцевой футерованной стенки 2 и герметично закрепляют в них посредством шести болтов.After the elimination of leaks in the radiant coil 3, two upper removable shields 15 are installed in the two upper openings of the end lined wall 2 and are hermetically fixed in them by means of six bolts.

Печь продолжила свою работу.The oven continued its work.

Предлагаемая конструкция повышает надежность работы Печи, сокращает сроки выполнения монтажных и ремонтных работ, удобна в обслуживании, например, осуществляя диагностику в виде контроля толщины стенок змеевика, а также облегчить выполнение ремонтных работ, например, осуществляя замену поврежденных участков змеевика.The proposed design increases the reliability of the Furnace, reduces the time for installation and repair work, is easy to maintain, for example, by performing diagnostics in the form of monitoring the thickness of the coil walls, and also to facilitate repair work, for example, by replacing damaged sections of the coil.

Также позволяет снизить размер камеры радиации на величину длин торцевых стен. Относительная металлоемкость корпуса при этом снижается в аналогичной пропорции.It also allows to reduce the size of the radiation chamber by the length of the end walls. At the same time, the relative metal content of the case decreases in a similar proportion.

Особенностью предлагаемой конструкции является наличие проемов, в которых установлены съемные щиты для доступа в проблемные зоны радиантного змеевика, в углах печи, так как доступ, например, для сварки, в этих местах затруднен.A feature of the proposed design is the presence of openings in which removable shields are installed for access to problem areas of the radiant coil, in the corners of the furnace, since access, for example, for welding, in these places is difficult.

Claims

Tubular furnace, including a box-shaped body with radiation and convection chambers, in which the radiant and convective coils are located, burners installed in the hearth of the furnace, the radiant coil is spiral-shaped, characterized in that the radiant coil is made rectangular and installed horizontally in the box-shaped body, while the pipes radiant coil are placed along the walls of the radiant chamber, completely covering the walls, each end wall is made with openings in which removable shields are hermetically installed and fixed with the ability to access a given section of the radiant coil, the removable shield is equipped with a mount and a sealing seal located and fixed along the inner its perimeter.