RU37988U1 - Устройство для подогрева пожароопасных жидкостей - Google Patents

Description

,.гп1а11ш шитши

Устройство для

Полезная модель относится к нагревательным устройствам для текучих сред и может быть использована в нефтяной, химической и других отраслях промышленности для термической обработки термолабильных и термически неустойчивых жидкостей, имеющих технологические и иные ограничения по максимальной температуре нагрева.

Известны устройства для подогрева пожароопасных жидкостей (Авт.св. SU №63297, патенты SU №1560564, US Хо4617109, FR №2222421, DE №3145292).

Известен также трубчатый подогреватель, описанный в патенте RU №2219218. Он содержит металлическую цилиндрическую ёмкость, внутри которой в её нижней части размещена топка, по крайней мере, с одним горел очным устройством, жидкий промежуточный теплонооситель, две секции продуктового змеевика, расположенные в верхней части ёмкости. Топка имеет, по крайней мере, один выход, который подключён к дымовой трубе. Металлическая цилиндрическая ёмкость с жидким теплоносителем установлена горизонтально. Сверху на ёмкости с помощью двух патрубков установлен расширительный бачок со штуцером, на котором смонтирован

дькательный клапан, а около одной из стенок ёмкости установлен блок вентиляционного агрегат, который подключён к горелочному устройству.

Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является решение, описанное в авторском свидетельстве №1178166 - трубчатая печь, содержащая корпус, объединяющий радиационную камеру в виде горизонтальной жаровой трубы, оборудованной горелочным устройством, расположенную над ней конвейтивнз о камеру и находящуюся с противоположной от горел очного устройства стороны газоповоротную камеру, соединяющую жаровую трубу с конвективной камерой, на выходе имеющей газоотвод в виде дымовой трубы. В конвективной камере размещены вертикально расположенные продуктовые трубы, соединенные между собой с

;f подогрева пожароопасных жидкостей. МПК: C10G9/20 F27B 5/00

образованием зигзагообразного змеевика и снабженные соосно с ними расположенными трубами-термосифонами, которые имеют общую соединительную часть, вьшолненную в виде цилиндрической рубашки с жидким промежуточным теплоносителем, охватьюающей жаровую трубу.

Известное устройство имеет улучшенные теплотехнические показатели, характеризующие процесс нагрева термолабильных жидкостей. При работе устройства имеется возможность ограничить температуру теплонагревающей поверхности допустимой по условиям нагрева величиной.

Однако, данная конструкция является сложной в изготовлении и ремонте, громоздкой, металлоемкой, но главное - недостаточно надёжна в отношении пожаробезопасности.

Задачей заявляемой полезной модели является повьпиение надёжности устройства за счёт снижения пожароопасности при сохранении техк ических параметров.

Сущность заявляемой полезной модели заключается в том, что устройстве, имеющем корпус с размещёнными в нём жаровой трубой, помещённой в цилиндрическую рубашку, заполненную промежуточным теплоносителем,

конвективную камеру с зигзагообразным продуктовым змеевиком в виде ряда труб, соединённую с жаровой трубой посредством газоповоротной камеры, горелочное

устройство и газоотвод в виде дымовой трубы, расположенные со стороны, противополояшой газоповоротной камере, трубы зигзагообразного продуктового змеевика равномерно разнесены в пределах образованного рабочего объёма, на них помещена проволочная навивка, закреплённая на наружной поверхности труб.

Кроме того, в устройстве для подогрева пожароопасных Ьред с вьппеназванными Признаками жаровая труба на участке, примыкающем к газоповоротцой камере, снабжена внутри рёбрами - турбулизаторами и внутри цилиндрической рубапши размещены спирально закрученные ленточные вставки.

Кроме того, устройство для подогрева пожароопасных сред представляет собой цилиндрически выгянутое тело, внутри которого один в другом помещены соосно: конвективная камера - цилиндрическая рубашка - жаровая труба.

На фиг. 1 приведен продольный разрез предлагаемого устройства; на фиг.2 поперечный разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - выносной элемент 1 на фиг.1; на фиг.4 вьшосной элемент 2 на фиг. 1.

X

Устройство содержит корпус 1, вьшолненный в виде горизонтального цилиндра, размещенную в корпусе горизонтальную жаровую трубу 2 с рубашкой 3, заполненной жидким промежуточным теплоносителем, и конвективную камеру 4, образованную пространством между внутренней поверхностью корпуса 1 и рубашкой 3 жаровой трубы и соединенную с жаровой трубой 2 посредством газоповоротной камеры 5. Жаровая труба 2 оснащена горел очным устройством 6 и ребрамитурбулизаторами 7, расположенными в диаметральных плоскостях на ее внутренней поверхности на участке, примьжающем к выходу из нее в газоповоротную камеру 5. Конвективная камера 4 имеет газоотвод в виде дымовой трубы 8, которая, как и горелочное устройство 6 жаровой трубы, расположена со стороны, противоположной расположению газоповоротной камеры 5. Рубашка 3 жаровой трубы в нижней части имеет патрубок 9 для заполнения ее жидким промежуточным теплоносителем и его слива, а в верхней части - расширительный бак 10 с гидрозатвором 11 и воздушным патрубком 12. Внутри рубашки 3, заполненной жидким промежуточным теплоносителем, и в конвективной камере 4 размещены последовательно соединенные секции зигзагообразного продуктового змеевика, соответственно 13 и 14,

сформированные из труб, расположенных параллельно продольной оси корпуса 1.

Прямые участки труб секций продуктового змеевика соединены между собой посредством печных двойников, обладающих небольшим гидравлическим сопротивлением. В предпочтительном варианте исполнения заявляемого устройства корпус 1, жаровая труба 2 и её рубашка 3 расположены соосно и на равном расстоянии друг от друга по направлению от центра к периферии, а трубы секций продуктового змеевика равномерно располагаются в пределах рубашки 3 жаровой -фубы и конвективной камеры 4 (фиг.2). Это способствует более равномерному распределению температуры по сечениям тёплопередающих камер и снижает вероятность локального перегрева труб продуктового змеевика, в результате чего повьппается надежность работы подогревателя. В целях интенсификации теплообмена внутри продуктовых труб секции 13 продуктового змеевика, расположенной в полости рубащки 3 жаровой трубы, размещены спирально закрученные ленточные вставки 15 (фиг.З), а продуктовые трубы секции 14 продуктового змеевика, расположенной в конвективной камере 4, снабжены проволочной навивкой 16, закрепленной на их наружной поверхности (фиг,4). Для облегчения монтажа и демонтажа секций продуктового змеевика торцевые стенки корпуса 1 и рубашки 3 вьшолнены съемными. Корпус 1

Устройство для подогрева пожароопасных жидкостей работает следующим образом. Образующиеся при сжигапии топлива в горелочном устройстве 6 продукты сгорания, перемещаясь внутри жаровой трубы 2, интенсивно охлаждаются, отдавая тепло путем радиации и конвекции через стенку жаровой трубы промежуточному жидкому теплоносителю, находящемуся в рубащке 3, от которого она затем через стенки труб секции 13 продуктового змеевика передается нагреваемому продукту. Наличие ребер-турбулизаторов 7 способствует выравниванию температурного поля по сечению газового потока, увеличивает тепловой поток, передаваемый конвекцией и повышает жесткость жаровой трубы 2. За жаровой трубой в газоповоротной камере 5 продукты сгорания изменяют направление своего движения на обратное и, охлажденные до заданной температуры и хорошо перемешанные, продольно обтекают продуктовые трубы секции 14 змеевика, находящейся в конвективной камере 4. При этом они отдают тепло нагреваемому продукту через стенки продуктовых труб, снабженных для интенсификации теплообмена проволочной навивкой 16, а также через стенку рубащки 3 к находящемуся в ней промежуточному жидкому

теплоносителю и далее, через стенки продуктовых труб секции 13 змеевика, к нагреваемому продукту. Удаление охлажденных продуктов сгорания топлива из

заявляемого устройства осуществляется через дымовую трубу 8.

Нагреваемый продукт сначала подается в трубы секции 13 продуктового змеевика, внутри которых размещены спирально закрученные ленточные вставки 15. Последние сообщают продукту винтовое движение со смещением максимальной скорости в сечениях потока к стенке трубы. Это значительно интенсифицирует теплообмен в сторону продукта, что особенно важно для вязких сред типа нефтей, и способствует смыву со стенок труб возможных отложений. Продукт получает тепло от промежуточного жидкого теплоносителя, заполняющего весь обьем рубащки 3. Далее продукт поступает в трубы секции 14 продуктового змеевика, расположенной в конвективной камере 4, где окончательно догревается до заданной температуры.

По теплотехническим показателям предлагаемая полезная модель не уступает известному устройству, взятому в качестве наиболее близкого устройства. Это обеспечивается размещением секции продуктового змеевика в заполненной промежуточным жидким теплоносителем рубащке жаровой трубы и двусторонним подводом теплоты к промежуточному теплоносителю через стенку жаровой трубы и со стороны конвективной камеры, интенсифицирующими теплопередачу к нагреваемому продукту, а также использованием дополнительных средств интенсификации теплообX

мена: ребер-турбулизаторов на внутренней поверхности жаровой трубы, сннрально закрученных ленточных вставок в трубах одной нз секций продуктового змеевика и проволочной навивки на трубах другой секции продуктового змеевика.

Преимуществами предлагаемого устройства является высокая надёжность за счёт снижения уровня пожароопасности за счёт заявляемой конструкции подогрева легковоспламеняющихся жидкостей и, в частности, нефти.

Полезная модель позволит расщирить арсенал технических средств, применяемых в нефтяной и химической отраслях промьпдленности для термической обработки термолабильных и термически неустойчивых жидкостей, имеющих технологические и иные ограничения по максимальной температуре нагрева.

Claims (4)

1. Устройство для подогрева пожароопасных жидкостей, имеющее корпус с размещенными в нем жаровой трубой, помещенной в цилиндрическую рубашку, заполненную промежуточным теплоносителем, конвективную камеру с зигзагообразным продуктовым змеевиком в виде ряда труб, соединенную с жаровой трубой посредством газоповоротной камеры, горелочное устройство и газоотвод в виде дымовой трубы, расположенные со стороны, противоположной газоповоротной камере, отличающееся тем, что трубы зигзагообразного продуктового змеевика равномерно разнесены в пределах образованного рабочего объема, на них помещена проволочная навивка, закрепленная на наружной поверхности труб.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что жаровая труба на участке, примыкающем к газоповоротной камере, снабжена внутри ребрами - турбулизаторами.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно представляет собой цилиндрически вытянутое тело, внутри которого один в другом помещены соосно: конвективная камера - цилиндрическая рубашка - жаровая труба.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внутри цилиндрической рубашки размещены спирально закрученные ленточные вставки.