RU2202591C1

RU2202591C1 - Tubular furnace

Info

Publication number: RU2202591C1
Application number: RU2002103591/12A
Authority: RU
Inventors: В.Н. Ермолаев; А.А. Казеннов; В.И. Мешков; Г.В. Филатов; Л.Л. Лаврентьев; Т.И. Галкина; Л.Е. Моисеева; Г.В. Петровичева
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Фирма ЭСКОРТ"
Priority date: 2002-02-08
Filing date: 2002-02-08
Publication date: 2003-04-20

Abstract

FIELD: tubular furnaces used in petrochemical and oil producing industries. SUBSTANCE: proposed rotary furnace includes radiant chamber with burners, convective chambers, tubular coils, air preheaters, gas ducts and smoke stack; coil of radiant chamber consists of three rows on either side; it is provided with attached partitions located between first and second rows of tubes from axis of furnace; convective chambers are arranged in single unit provided with air preheaters; they are attached on either side of radiant chamber. EFFECT: reduced overall dimensions of furnace; reduced usage of materials; reduced mounting time; increased volumetric coefficient.

Description

Изобретение относится к конструкции трубчатой печи и может быть использовано в нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности в составе установок подогрева нефти на трассах нефтепроводов и других объектах, размещенных в полевых условиях, в том числе в районах со средней температурой до 40^oС, а также для нагрева других жидких технологических сред.The invention relates to the design of a tube furnace and can be used in the petrochemical and oil refining industries as a part of oil heating installations on pipelines and other facilities located in the field, including in areas with an average temperature of up to 40 ^o C, as well as for heating other liquid technological environments.

Известна трубчатая печь, включающая радиантную и конвективную камеры с поверхностями нагрева и систему воздуховодов (авт. св. SU 1118667, кл. C 10 G 9/20, F 27 D 5/00, 28.07.82). A tube furnace is known, including a radiant and convection chambers with heating surfaces and a duct system (ed. St. SU 1118667, class C 10 G 9/20, F 27 D 5/00, 07.28.82).

Трубчатая печь известной конструкции не обеспечивает достижения компактности, требует больших материалозатрат и длительных сроков монтажа. A tube furnace of known design does not provide compactness, requires large material costs and long installation times.

Известна также трубчатая печь для переработки нефтепродуктов, включающая продуктовые трубы, размещенные между внутренними и внешними боковыми стенами, снабженными горелками, дополнительно снабженная горелками для сжигания жидкого топлива, расположенными между внутренними стенами, выполненными перфорированными, и размещенными между этими стенами перфорированными перегородками (авт. св. SU 981344, C 10 G 9/20, 1982 прототип). A tubular furnace for refining petroleum products is also known, including product pipes placed between the inner and outer side walls equipped with burners, additionally equipped with burners for burning liquid fuel, located between the inner walls made perforated, and perforated partitions placed between these walls (ed. SU 981344, C 10 G 9/20, 1982 prototype).

К основным недостаткам приведенной в качестве прототипа трубчатой печи относятся большие габариты, что требует значительных расходов материалов, длительные сроки монтажа из-за невозможности поставки узлов печи в собранном виде железнодорожным транспортом, также низкий коэффициент объемного экранирования при выполнении радиантного змеевика однорядным вдоль боковых стенок камеры. The main disadvantages of the tube furnace cited as a prototype are its large dimensions, which requires significant material costs, long installation times due to the impossibility of supplying the furnace assemblies assembled by rail, and also a low volume shielding coefficient when performing a radiant coil single-row along the side walls of the chamber.

Целью изобретения является уменьшение габаритов печи, снижение материалоемкости и сроков монтажа, а также увеличение коэффициента объемного экранирования. The aim of the invention is to reduce the dimensions of the furnace, reducing material consumption and installation time, as well as increasing the coefficient of volume shielding.

Поставленная цель достигается тем, что в трубчатой печи, включающей радиантную камеру с горелками, конвективные камеры, трубные змеевики и имеющей воздухоподогреватели, газоходы и дымовую тpyбy, змеевик радиантной камеры выполнен трехрядным с каждой стороны и снабжен навесными перегородками, размещенными между первым и вторым рядами труб от оси печи, а конвективные камеры смонтированы в единый блок с воздухоподогревателями и выполнены навесными симметрично с обеих сторон радиантной камеры. This goal is achieved by the fact that in a tubular furnace, including a radiant chamber with burners, convection chambers, pipe coils and having air heaters, flues and smoke, the coil of the radiant chamber is made three-row on each side and is equipped with hinged partitions located between the first and second rows of pipes from the axis of the furnace, and convection chambers are mounted in a single unit with air heaters and are mounted hinged symmetrically on both sides of the radiant chamber.

Существенным отличием в предложенной печи является то, что она имеет воздухоподогреватели, газоходы и дымовую трубу, а змеевик радиантной камеры выполнен трехрядным с каждой стороны и снабжен навесными перегородками, размещенными между первым и вторым рядами труб oт оси печи, а конвективные камеры смонтированы в единый блок с воздухоподогревателями и выполнены навесными симметрично с обеих сторон радиантной камеры. A significant difference in the proposed furnace is that it has air heaters, flues and a chimney, and the coil of the radiant chamber is made three-row on each side and is equipped with hinged partitions located between the first and second rows of pipes from the axis of the furnace, and convection chambers are mounted in a single unit with air heaters and mounted hinged symmetrically on both sides of the radiant chamber.

На чертеже показана трубчатая печь, общий вид. The drawing shows a tube furnace, General view.

На чертеже и в тексте приняты следующие обозначения:
1 - радиантная камера,
2 - конвективная камера,
3 - змеевик радиантной камеры,
4 - навесные перегородки,
5 - воздухоподогреватель,
6 - змеевик конвективной камеры,
7 - газоход,
8 - дымоход,
9 - дымовая труба,
10 - газовые горелки.In the drawing and in the text, the following notation:
1 - radiant camera,
2 - convection chamber,
3 - coil of the radiant chamber,
4 - hinged partitions,
5 - air heater
6 - coil convection chamber,
7 - flue,
8 - chimney
9 - chimney
10 - gas burners.

Трубчатая печь состоит из радиантной камеры 1 и симметрично расположенных с обеих ее сторон двух конвективных камер 2. В радиантной камере расположены два трехрядных горизонтальных змеевика 3 с навесными перегородками 4, размещенными между первым и вторым рядами труб от оси печи. Конвективные камеры смонтированы в единый блок с воздухонагревателями 5 и содержат конвективные змеевики 6. Радиантная камера соединена газоходами 7 с нижней частью конвективных камер. Верхняя часть конвективных камер соединена дымоходами 8 с дымовой трубой 9, расположенной над камерой радиации. В поду радиантной камеры установлены газовые короткофакельные горелки 10. Все элементы печи закреплены на каркасе. The tube furnace consists of a radiant chamber 1 and two convective chambers 2 symmetrically located on both sides of it. Two three-row horizontal coils 3 with hinged partitions 4 located between the first and second rows of pipes from the axis of the furnace are located in the radiant chamber. Convection chambers are mounted in a single unit with air heaters 5 and contain convective coils 6. The radiant chamber is connected by gas ducts 7 to the lower part of the convection chambers. The upper part of the convection chambers is connected by chimneys 8 with a chimney 9 located above the radiation chamber. Gas short-burners 10 are installed in the hearth of the radiant chamber. All elements of the furnace are fixed to the frame.

Печь работает следующим образом. The furnace operates as follows.

Холодный воздух из атмосферы вентиляторами направляется в пластинчатые воздухоподогреватели 5, где он нагревается до температуры 80-150^oС и подается на горение к короткофакельным газовым горелкам 10, расположенным в поду радиантной камеры 1. При снижении топлива в горелках 10 формируются узкие раскрытые факелы, направленные вдоль продольной оси печи. Продукты сгорания расномерно разделяются под сводом радиантной камеры 1 и проходят нисходящим потоком в пространство между навесными перегородками 4 и боковыми стенками камеры, омывая два ряда труб радиантного змеевика, работая в режиме конвективной теплоотдачи. Затем продукты сгорания через нижние газоходы 7 поступают в две конвективные камеры 2, омывают последовательно пучки пластинчатых воздухоподогревателей 5 и трубы конвективных змеевиков 6. Далее остывшие продукты сгорания из каждого конвективного блока через дымоходы 8 эвакуируются в дымовую трубу 9, из которой они уносятся в атмосферу.Cold air from the atmosphere is directed by fans to plate heaters 5, where it is heated to a temperature of 80-150 ^o C and fed to short-burner gas burners 10 located in the bottom of the radiant chamber 1. When the fuel decreases, narrow open torches are formed in the burners 10, directed along the longitudinal axis of the furnace. The combustion products are uniformly separated under the arch of the radiant chamber 1 and pass in a downward flow into the space between the hinged partitions 4 and the side walls of the chamber, washing two rows of pipes of the radiant coil, operating in the convective heat transfer mode. Then, the combustion products through the lower flues 7 enter two convective chambers 2, sequentially wash the beams of plate-type air heaters 5 and pipes of convective coils 6. Next, the cooled combustion products from each convective block through the chimneys 8 are evacuated into the chimney 9, from which they are carried into the atmosphere.

Нагреваемый продукт поступает в радиантную камеру 1 в первый ряд труб змеевика 3, который обращен в топку и отделен от второго и третьего рядов труб навесными перегородками 4, равномерно нагревается как излучением от продуктов сгорания, так и от навесных перегородок. Далее продуктовый поток проходит второй и третий ряды радиантного змеевика 3, где нагревается потоком дымовых газов, спускающимся между боковыми стенками камеры и навесными перегородками 4 и создающим первичный конвективный нагрев в камере радиации 1. Из камеры радиации 1 нефть перекидками входит в камеры конвекции 2, проходит конвективные змеевики 6 и отводится дальше по технологической линии. The heated product enters the radiant chamber 1 in the first row of pipes of the coil 3, which faces the furnace and is separated from the second and third rows of pipes by hinged partitions 4, is uniformly heated both by radiation from the combustion products, and from the hinged partitions. Further, the product stream passes through the second and third rows of the radiant coil 3, where it is heated by a flue gas stream descending between the side walls of the chamber and the curtain walls 4 and creating primary convective heating in the radiation chamber 1. From the radiation chamber 1, the oil enters the convection chambers 2 by transfer, passes convective coils 6 and retracted further along the production line.

Технические преимущества предлагаемой трубчатой печи по сравнению с прототипом в том, что выполнение радиантного змеевика трехрядным с каждой стороны камеры, с навесными перегородками, между первым и вторым рядами труб от оси печи позволяет увеличить коэффициент объемного экранирования, обеспечивает наиболее полное сжигание топлива и теплопередачу нагреваемой среде, повысить КПД печи до 0,85 за счет утилизации высокопотенциального тепла радиантной камеры. Радиантная камера имеет минимальные габариты, позволяющие транспортировать ее к месту монтажа по железной дороге в полностью собранном виде с теплоизоляцией и змеевиками, что сокращает время монтажа печи до двух недель вместо обычных 3-4 месяцев. Предлагаемая конструкция конвективных камер, расположенных симметрично с обеих сторон камеры радиации и смонтированных в единый блок с воздухоподогревателями, позволяет уменьшить габариты печи в 1,5-2 раза и снизить ее материалоемкость. The technical advantages of the proposed tube furnace compared to the prototype are that the implementation of a three-row radiant coil on each side of the chamber, with hinged partitions, between the first and second rows of pipes from the axis of the furnace allows to increase the volume shielding coefficient, provides the most complete fuel combustion and heat transfer to the heated medium , increase the efficiency of the furnace to 0.85 due to the utilization of high potential heat of the radiant chamber. The radiant chamber has minimum dimensions, allowing it to be transported to the installation site by rail in a fully assembled form with thermal insulation and coils, which reduces the installation time of the furnace to two weeks instead of the usual 3-4 months. The proposed design of convective chambers, located symmetrically on both sides of the radiation chamber and mounted in a single unit with air heaters, can reduce the dimensions of the furnace by 1.5-2 times and reduce its material consumption.

Claims

A tube furnace containing a radiant chamber with burners, convection chambers, tubular coils, characterized in that it has air heaters, flues and a chimney, while the coil of the radiant chamber is made three-row on each side and is equipped with hinged partitions located between the first and second rows of pipes from the axis of the furnace, and convection chambers are mounted in a single unit with air heaters and are mounted hinged symmetrically on both sides of the radiant chamber.