Основные характеристики печей.

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 8Следующая ⇒

Каждая трубчатая печь характеризуется тремя основными показателями: производительностью; полезной тепловой нагрузкой; коэффициентом полезного действия.

Производительность печи выражается количеством сырья, нагреваемого в трубных змеевиках в единицу времени (обычно в т/сутки). Она определяет пропускную способность печи, т. е. количество нагреваемого сырья, которое прокачивается через змеевики при установленных параметрах работы (температуре сырья на входе в печь и на выходе из нее, свойствах сырья и т. д.). Таким образом, для каждой печи производительность является наиболее полной ее характеристикой.

Полезная тепловая нагрузка — это количество тепла, переданного в печи сырью (МВт, Гкал/ч). Она зависит от тепловой мощности и размеров печи. Тепловая нагрузка большинства эксплуатируемых печей 8-16 МВт. Перспективными являются более мощные печи с тепловой нагрузкой 40-100 МВт и более.

Коэффициент полезного действия печи характеризует экономичность ее эксплуатации и выражается отношением количества полезно используемого тепла Q_пол к общему количеству тепла Q_общ, которое выделяется при полном сгорании топлива. Полезно использованным считается тепло, воспринятое всеми нагреваемыми продуктами (потоками): сырьем, перегреваемым в печи паром и в некоторых случаях воздухом, нагреваемым в рекуператорах (воздухоподогревателях).

Значение коэффициента полезного действия зависит от полноты сгорания топлива, а также от потерь тепла через обмуровку печи и с уходящими в дымовую трубу газами. Трубчатые печи, эксплуатируемые в настоящее время на нефтеперерабатывающих заводах, имеют КПД в пределах 0, 65–0, 87. Повышение коэффициента полезного действия печи за счет более полного использования тепла дымовых газов возможно до значения, определяемого их минимальной температурой. Как правило, температура дымовых газов, покидающих конвекционную камеру, должна быть выше начальной температуры нагреваемого сырья не менее чем на 120-180°С.

Эксплуатационные свойства каждой печи наряду с перечисленными показателями характеризуются: теплонапряженностью поверхности нагрева; тепловым напряжением топочного объема; гидравлическим режимом в трубном змеевике при установившейся работе.

От комплекса этих показателей зависят эффективность работы трубчатых печей и срок их службы.

Топливо: его виды, рабочий состав топлива, характеристики топлива.

Технологическим топливом считают топливо, сжигаемое в заводских печах, топках сушилок и других установках для использования тепла в технологических процессах производства.

При выборе (проектировании) печи в основном следует учитывать вид топлива (газовое или комбинированное).

Топливом называют горючие вещества, взаимодействие которых с кислородом воздуха сопровождается выделением теплоты и света.

Рабочее топливо – топливо в том виде, в каком оно поступает в топки и в печи для сжигания. Используется во всех теплотехнических расчетах.

Виды топлива по происхождению: природное и искусственное, по агрегатному состоянию: твердое, жидкое и газообразное.

характеризуется содержанием в нем отдельных химических элементов и веществ и выражается в процентах.

В состав рабочей массы твердого и жидкого топлива входят следующие элементы: углерод, водород, сера, азот, кислород, зола, влага.

Количественное содержание отдельных элементов рабочей массы твердого и жидкого топлива выражается в процентах по массе.

Газообразное топливо представляет собой смесь различных горючих и негорючих газов:

1. Горючие – метан CH₄, этан C₂H₆, пропан C₃H₈, бутан C₄H₁₀, пентан C₅H₁₂, оксид углерода CO, водород H₂ и др..

2. Негорючие – азот N₂, углекислый газ CO₂.

В отличие от твердого и жидкого состав газообразного топлива выражается в процентах по объему.

Горение топлива представляет собой процесс окисления горючих составляющих топлива кислородом воздуха.

Расчет горения топлива производят на единицу топлива: на 1 кг твердого или жидкого топлива или на 1 м³ природного газа.

Теплотой сгорания топлива называется количество теплоты, выделяющейся при полном сгорании единицы топлива (при нормальных физических условиях: температуре – 0 °C и давлении – 0, 1013 МПа).

Теплота сгорания топлива определяется в калориметрической установке или рассчитывается по составу топлива. В теплотехнических расчетах за основной показатель качества топлива принимают низшую рабочую теплоту сгорания, которая не учитывает теплоту конденсации водяных паров, образующихся при сгорании топлива.

Теплота сгорания различных видов топлива составляет:

¾ твердого топлива – 21…29 МДж/кг топл.;

¾ газообразного топлива – 32…38 МДж/м³ топл.;

¾ жидкого топлива – 38…44 МДж/кг топл.

Шатровая печь.

На действующих установках нефтегазопереработки ранее были широко распространены шатровые печи и печи беспламенного горения, которые в настоящее время отнесены к печам устаревшей конструкции. Срок их эксплуатации составляет 40 - 45 лет. Шатровые печи бывают односкатные и двухскатные.

Шатровые печи в основном применялись на установках АВТ производительностью1, 5-3, 0 млн. т/год.

Двухскатная шатровая печь (рис. 7) имеет расположенную в центральной части конвекционную камеру с горизонтально расположенными трубами и две раднантные камеры, расположенные справа и слева от конвекционном камеры. Свод и кровля каждой радиантной камеры имеет уклон от центра печи. Продуктовый змеевик радиантных камер состоит из горизонтальных труб, расположенных под сводом печи, вдоль боковых стен и над подом. В печах первых конструкций радиантные трубы соединялись посредством ретурбентов в специальных ретурбентных коробах, которые закрывались крышками.

Ретурбенты в данное время промышленностью не выпускаются, и трубы собираются в шпильки посредством обычных калачей на сварке; калачи расположены в обогреваемой зоне внутри радиантных камер.

Раднантные трубы свода и боковых степ крепятся к каркасу печи посредством специальных опор, изготовленных из высоколегированного стального литья 25Х23Н7СЛ. Из этой стали изготавливаются обычно и трубные решетки конвекционной камеры.

Рис.7 Схема двухкамерной печи с наклонным сводом (шатровая трубчатая печь) с горизонтальными трубами радиантной и конвекционной камер: 1 – факельные горелки; 2 – трубы радиантных экранов одностороннего облучения; 3 – трубы конвекционных змеевиков; 4 – перевальная стена; 5 – обмуровка; 6 – каркас печи; 7 – нижний боров (дымоход); 8 – дымовая труба.

В конвекционных камерах применены гладкие трубы с коридорным расположением.

Змеевик как в радиантной камере, так и в конвекционной камере может быть одно-, двух- и четырехпоточным. Наиболее часто применяются трубы с диаметрами 152; 159 и 219 мм.

Перекидки из конвекционной части змеевика в радиантную осуществляются снаружи печи через сальники в футеровке. Футеровка свода и стен шатровых печей выполнена из фасонного шамотного кирпича, который крепится к каркасу печи посредством специальных подвесок из стального и чугунного литья. Изоляция выполнена из диатомового кирпича.

Горелочные устройства (форсинки) – обычно типа ФГМ-4, ФГМ-120, ФГМ-120М, рассчитанные на комбинированное сжигание нефтезаводского газа и мазута, расположены в центре радиантных камер в один или два яруса. Для обслуживания горелок и наблюдения за трубами змеевика имеются смотровые окна, расположенные в боковых стенах печи. Для предохранения конструкций печи при взрывах печь имеет взрывные клапана.

Каркас печи – сварной из сортового проката, обшивка – из листовой стали толщиной 4–6 мм. Продукты сгорания из радиантных камер через конвективную камеру попадают в сборный боров, расположенный под печью. Конструкция шатровой печи предусматривает применение подземных боровов, которые часто заливаются водой и разрушаются, что снижает тягу и нарушает аэродинамический режим печи.

Двухскатные печи шатрового типа имеют серьезные недостатки: они громоздки, металлоемки, КПД их не превышает 0, 74, теплонапряженность камер низкая, дымовые газы покидают конвекционную камеру при сравнительно высокой температуре(450-500°С).

Односкатные печи отличаются от двухскатных печей наличием одной радиантной камеры. В остальном конструкции односкатных и двухскатных шатровых печей аналогичны.

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 7 8 Следующая ⇒