RU2816248C1

RU2816248C1 - Vertical tubular furnace

Info

Publication number: RU2816248C1
Application number: RU2023128679A
Authority: RU
Inventors: Антон Евгеньевич Лебедев; Илья Сергеевич Гуданов; Анна Валентиновна Лебедева; Алексей Александрович Александров; Юлия Игоревна Савчук
Filing date: 2023-11-03
Publication date: 2024-03-27

Abstract

FIELD: heating.

SUBSTANCE: proposed invention is intended for heating oil products or other liquid media in oil refining, chemical and other industries. Vertical tubular furnace includes a lined housing, a combustion chamber, a burner, a tubular coil made of two parts, an internal and an external one, which is installed coaxially to a barrel for supply of hot gases into a convection chamber with a coil, and a chimney. Convection chamber coil is made in the form of parallel six-pointed asterisk-shaped tubes connected on periphery by side tubes. Connection of six-pointed asterisk-shaped pipes to each other is carried out by means of nozzles located in their central parts, and side pipes — by means of cross-flows. Connections of asterisk-shaped pipes and side pipes alternate in height through one. Additional burners are installed between internal and external parts of tubular coil.

EFFECT: proposed design of vertical cylindrical tubular furnace provides intensive heating of liquid media.

1 cl, 2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение предназначено для нагрева нефтепродуктов или других жидких сред в нефтеперерабатывающей, химической и других отраслях промышленности.The present invention is intended for heating petroleum products or other liquid media in oil refining, chemical and other industries.

Известна трубчатая печь, содержащая камеру конвекции, камеру радиации с настенными однорядными трубными экранами, фронтальные стены камеры радиации, торцевые стены камеры радиации, отличающаяся тем, что она снабжена установленными на торцевых стенах двухрядными настенными шахматными трубными экранами, причем трубы каждого потока однорядного настенного экрана фронтальной стены через одну соединены с трубами двухрядного настенного экрана угольниками, а трубы двухрядного настенного шахматного экрана торцевых стен соединены калачами, при этом трубы одного потока расположены на каждой торцевой стене [Патент РФ на ПМ №19314, МПК F23D 14/00, опубл. 20.08.2001, БИ №23].A tubular furnace is known containing a convection chamber, a radiation chamber with wall-mounted single-row pipe screens, the front walls of the radiation chamber, the end walls of the radiation chamber, characterized in that it is equipped with double-row wall staggered pipe screens installed on the end walls, and the pipes of each stream of the single-row wall screen have a front walls through one are connected to the pipes of a double-row wall screen by angles, and the pipes of a double-row wall checkerboard screen of the end walls are connected by rolls, with pipes of the same stream located on each end wall [RF Patent for PM No. 19314, IPC F23D 14/00, publ. 08/20/2001, BI No. 23].

К недостаткам данной трубчатой печи относится невысокая интенсивность нагрева.The disadvantages of this tube furnace include the low heating intensity.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является вертикальная цилиндрическая конвекционная трубчатая печь для малотоннажных нефтеперерабатывающих производств, содержащая камеру сгорания с горелкой, футерованный корпус и размещенные в нем трубчатый змеевик, конвекционную камеру, стакан подвода горячих газов в конвекционную камеру, а также дымовые трубы. Камера сгорания снабжена цилиндрической предкамерой, расположенной тангенциально к ней, а трубчатый змеевик установлен соосно стакану подвода горячих газов, выполнен из двух частей, внутренней и наружной, и снабжен подводящим углеводородное сырье коллектором, соединенным с обеими частями змеевика, и отводящим горячие потоки сырья на выход коллектором [Патент РФ 2294953, МПК C01G 9/20, опубл. 10.03.2008, БИ №7].The closest to the proposed invention is a vertical cylindrical convection tubular furnace for small-scale oil refineries, containing a combustion chamber with a burner, a lined body and a tubular coil housed in it, a convection chamber, a glass for supplying hot gases to the convection chamber, as well as smoke pipes. The combustion chamber is equipped with a cylindrical pre-chamber located tangentially to it, and a tubular coil is installed coaxially to the hot gas supply glass, is made of two parts, internal and external, and is equipped with a manifold supplying hydrocarbon raw materials, connected to both parts of the coil, and discharging hot flows of raw materials to the outlet collector [RF Patent 2294953, IPC C01G 9/20, publ. 03/10/2008, BI No. 7].

Техническим результатом данного изобретения является создание вертикальной трубчатой печи, обеспечивающей интенсивный нагрев жидких сред.The technical result of this invention is the creation of a vertical tubular furnace that provides intense heating of liquid media.

Технический результат достигается тем, что предлагается вертикальная трубчатая печь, содержащая футерованный корпус, камеру сгорания, горелку, трубчатый змеевик, выполненный из двух частей, внутренней и наружной, установленный соосно стакану подвода горячих газов в конвекционную камеру со змеевиком, дымовую трубу.The technical result is achieved by the fact that a vertical tubular furnace is proposed, containing a lined body, a combustion chamber, a burner, a tubular coil made of two parts, internal and external, installed coaxially to a glass for supplying hot gases to a convection chamber with a coil, and a chimney.

Отличительными конструктивными признаками предлагаемого изобретения является то, что змеевик конвекционной камеры выполнен в виде параллельно расположенных друг над другом Ж-образных труб, соединенных на периферии боковыми трубами, соединение Ж-образных труб друг с другом осуществляется при помощи патрубков, расположенных в их центральных частях, а боковых труб - при помощи перетоков, причем соединения Ж-образных труб и боковых труб чередуются по высоте через одну, а между внутренней и наружной частями трубчатого змеевика установлены дополнительные горелки.Distinctive design features of the proposed invention are that the coil of the convection chamber is made in the form of parallel F-shaped pipes located one above the other, connected at the periphery by side pipes, the connection of the F-shaped pipes to each other is carried out using pipes located in their central parts, and the side pipes - using crossflows, and the connections of the F-shaped pipes and side pipes alternate in height through one, and additional burners are installed between the inner and outer parts of the tubular coil.

На фиг. 1 показана схема вертикальной цилиндрической трубчатой печи.In fig. Figure 1 shows a diagram of a vertical cylindrical tube furnace.

На фиг. 2 представлен вид А.In fig. 2 shows view A.

Вертикальная трубчатая печь, содержит футерованный корпус 1, камеру сгорания 2, горелку 3, трубчатый змеевик, выполненный из двух частей, внутренней 4 и наружной 5, установленный соосно стакану 6 подвода горячих газов в конвекционную камеру 7 со змеевиком, дымовую трубу 8. Змеевик конвекционной камеры 7 выполнен в виде параллельно расположенных друг над другом Ж-образных труб 9, соединенных на периферии боковыми трубами 10. Соединение Ж-образных труб 9 друг с другом осуществляется при помощи патрубков 11, расположенных в их центральных частях, а боковых труб 10 при помощи перетоков 12, причем соединения Ж-образных труб 9 и боковых труб 10 чередуются по высоте через одну. Между внутренней 4 и наружной 5 частями трубчатого змеевика установлены дополнительные горелки 13.A vertical tubular furnace contains a lined housing 1, a combustion chamber 2, a burner 3, a tubular coil made of two parts, inner 4 and outer 5, installed coaxially with a glass 6 for supplying hot gases to a convection chamber 7 with a coil, a chimney 8. Convection coil chamber 7 is made in the form of parallel F-shaped pipes 9 located above each other, connected at the periphery by side pipes 10. The connection of the F-shaped pipes 9 to each other is carried out using pipes 11 located in their central parts, and the side pipes 10 using there are 12 crossflows, and the connections of the F-shaped pipes 9 and the side pipes 10 alternate in height through one. Additional burners 13 are installed between the inner 4 and outer 5 parts of the tubular coil.

Вертикальная трубчатая печь работает следующим образом.A vertical tube furnace works as follows.

Подлежащая нагреву жидкость поступает в верхнюю часть змеевика конвекционной камеры 7, в верхнюю боковую трубу 10, движется по ней и поступая в Ж-образные трубы 9 направляется к центру. При обтекании горячими дымовыми газами жидкость, движущаяся в боковой трубе 10 и Ж-образных трубах 9, нагревается. Далее, достигнув центра Ж-образных труб 9, жидкость через патрубок 11 перетекает в центр нижележащих Ж-образных труб 9, движется по ним и поступает в боковую трубу 10 из которой перетекает через перетоки 12 на находящуюся снизу боковую трубу 10. Далее процесс повторяется до достижения жидкостью нижней части змеевика конвекционной камеры 7.The liquid to be heated enters the upper part of the coil of the convection chamber 7, into the upper side pipe 10, moves along it and, entering the F-shaped pipes 9, is directed to the center. When hot flue gases flow around, the liquid moving in the side pipe 10 and the F-shaped pipes 9 heats up. Next, having reached the center of the F-shaped pipes 9, the liquid flows through the pipe 11 to the center of the underlying F-shaped pipes 9, moves along them and enters the side pipe 10 from which it flows through the overflows 12 to the side pipe 10 located below. The process is then repeated until liquid reaches the lower part of the coil of the convection chamber 7.

При движении жидкости по Ж-образным трубам 9 и боковым трубам 10 происходит многократное изменение направлений движений, деление и слияние на потоки сопровождающееся интенсивной турбулизацией. Все это приводит к повышению интенсивности нагрева.When liquid moves through the F-shaped pipes 9 and side pipes 10, multiple changes in the directions of movement occur, dividing and merging into flows, accompanied by intense turbulization. All this leads to an increase in heating intensity.

За счет того, что соединение Ж-образных труб 9 друг с другом осуществляется при помощи патрубков 11, расположенных в их центральных частях, а боковых труб 10 при помощи перетоков 12, причем соединения Ж-образных труб 9 и боковых труб 10 чередуются по высоте через одну обеспечивается смена направления движения жидкости от центра к периферии и наоборот по Ж-образным трубам 9. Это также повышает интенсивность нагрева жидкости.Due to the fact that the connection of the F-shaped pipes 9 with each other is carried out using pipes 11 located in their central parts, and the side pipes 10 using crossflows 12, and the connections of the F-shaped pipes 9 and the side pipes 10 alternate in height through one ensures a change in the direction of movement of the liquid from the center to the periphery and vice versa along the F-shaped pipes 9. This also increases the intensity of heating of the liquid.

Из нижней части змеевика конвекционной камеры 7 предварительно нагретая жидкость поступает в наружную часть 5 трубчатого змеевика, где нагревается от пламени дополнительных горелок 13.From the lower part of the coil of the convection chamber 7, the preheated liquid enters the outer part 5 of the tubular coil, where it is heated by the flame of additional burners 13.

Затем жидкость направляется во внутреннюю часть 4 трубчатого змеевика где происходит окончательный ее нагрев от пламени горелки 3 и дополнительных горелок 13.Then the liquid is directed to the inner part 4 of the tubular coil where it is finally heated from the flame of burner 3 and additional burners 13.

Благодаря тому, что между внутренней 4 и наружной 5 частями трубчатого змеевика установлены дополнительные горелки 13 удается обеспечить интенсивный нагрев жидкости во внутренней 4 и наружной 5 частями трубчатого змеевика. При этом внутренняя часть является наиболее теплонапряженной, так как обогревается с двух сторон от горелки 3 и дополнительных горелок 13.Due to the fact that additional burners 13 are installed between the inner 4 and outer 5 parts of the tubular coil, it is possible to provide intensive heating of the liquid in the inner 4 and outer 5 parts of the tubular coil. In this case, the internal part is the most heat-stressed, since it is heated on both sides from burner 3 and additional burners 13.

Предлагаемая конструкция вертикальной трубчатой печи обеспечивает интенсивный нагрев жидких сред.The proposed design of a vertical tube furnace provides intense heating of liquid media.

Claims

A vertical tubular furnace containing a lined body, a combustion chamber, a burner, a tubular coil made of two parts, internal and external, installed coaxially to a glass for supplying hot gases to a convection chamber with a coil, a chimney, characterized in that the convection chamber coil is made in the form F-shaped pipes located parallel to each other, connected at the periphery by side pipes, the connection of the F-shaped pipes to each other is carried out using branch pipes located in their central parts, and the side pipes - using cross-flows, and the connections of the F-shaped pipes and the side pipes alternate in height through one, and additional burners are installed between the inner and outer parts of the tubular coil.