RU114954U1 - TUBULAR FURNACE - Google Patents

Abstract

1. Трубчатая печь, содержащая, по меньшей мере, одну горелку, радиантную и конвективную камеры с установленными внутри них трубчатыми змеевиками, причем змеевик радиантной камеры размещен вдоль внутренней поверхности радиантной камеры, а трубы змеевика конвективной камеры расположены в шахматном порядке и соединены между собой калачами, отличающаяся тем, что радиантная камера расположена горизонтально и пристыкована к вертикальной конвективной камере с образованием сквозного прохода, трубы змеевика конвективной камеры установлены выше сквозного прохода между камерами, трубы змеевика радиантной камеры расположены вдоль стенок параллельно оси радиантной камеры и соединены между собой калачами, а калачи и сварные швы змеевиков расположены за наружными стенками радиантной и конвективной камер. ! 2. Трубчатая камера по п.1, отличающаяся тем, что калачи и сварные швы змеевиков закрыты внешней теплоизоляцией, выполненной любым известным способом. ! 3. Трубчатая камера по п.1, отличающаяся тем, что радиантная камера в сечении может быть выполнена цилиндрической или многогранной формы. ! 4. Трубчатая камера по п.1, отличающаяся тем, что трубы змеевика радиантной камеры по длине камеры закреплены, например, с помощью колец с отверстиями под трубы. ! 5. Трубчатая камера по п.1, отличающаяся тем, что горелка закреплена на дверце, расположенной в торцевой части радиантной камеры. 1. Tubular furnace containing at least one burner, radiant and convective chambers with tubular coils installed inside them, and the coil of the radiant chamber is placed along the inner surface of the radiant chamber, and the pipes of the convection chamber coil are staggered and connected by rolls , characterized in that the radiant chamber is located horizontally and docked to the vertical convection chamber with the formation of a through passage, the pipes of the convection chamber coil are installed above the through passage between the chambers, the pipes of the radiant chamber coil are located along the walls parallel to the axis of the radiant chamber and are interconnected by rolls, and the rolls and welded seams of the coils are located behind the outer walls of the radiant and convection chambers. ! 2. Tubular chamber according to claim 1, characterized in that the rolls and welds of the coils are closed by external thermal insulation made by any known method. ! 3. Tubular chamber according to claim 1, characterized in that the radiant chamber can be cylindrical or polyhedral in cross-section. ! 4. Tubular chamber according to claim 1, characterized in that the tubes of the radiant chamber coil along the length of the chamber are fixed, for example, by means of rings with holes for the tubes. ! 5. Tubular chamber according to claim 1, characterized in that the burner is mounted on a door located at the end of the radiant chamber.

Description

Полезная модель относится к трубчатым печам для нагрева углеводородного сырья, в частности, нефти, и может быть использована в химической и нефтеперерабатывающей промышленности, например, для установок нефтеперерабатывающих заводов.The utility model relates to tubular furnaces for heating hydrocarbon feedstocks, in particular oil, and can be used in the chemical and oil refining industries, for example, for refinery plants.

Известна трубчатая печь для минеральных масел и нефтехимии, имеющая в плане кольцеобразную или многоугольную форму, содержащую радиантную и конвективную секции со змеевиками, соединенными между собой, причем змеевик радиантной секции имеет внутреннюю и внешнюю часть. Трубчатая печь содержит большое количество горелок, обогревающих трубчатый змеевик радиантной секции. Горелки расположены концентрично посередине между внутренними и внешними частями змеевика радиантной секции, а трубы змеевика установлены с определенным шагом и на некотором расстоянии от стенок печи (патент ФРГ №1937951, C10G 9/20, 1971).Known tube furnace for mineral oils and petrochemicals, having in plan an annular or polygonal shape containing a radiant and convective sections with coils connected to each other, and the coil of the radiant section has an inner and an outer part. The tubular furnace contains a large number of burners heating the tubular coil of the radiant section. The burners are located concentrically in the middle between the inner and outer parts of the coil of the radiant section, and the coil pipes are installed with a certain step and at some distance from the walls of the furnace (German patent No. 1937951, C10G 9/20, 1971).

Недостатком описанной печи является большая высота печи. Расположение горелок в непосредственной близости к поверхностям радиантного змеевика приводит к закоксовыванию труб змеевика, что ухудшает теплопередачу и уменьшает проходное сечение змеевика и, соответственно, уменьшает производительность печи.The disadvantage of the described furnace is the high height of the furnace. The location of the burners in close proximity to the surfaces of the radiant coil leads to coking of the pipes of the coil, which impairs heat transfer and reduces the flow area of the coil and, accordingly, reduces the productivity of the furnace.

Известна трубчатая печь, включающая коробчатый корпус с радиантной и конвективной камерами, в которых размещены радиантный и конвективный змеевики и горелки, установленные в поду печи. Радиантный змеевик выполнен из спаренных труб спиральным и установлен вертикально в корпусе печи. В выходной части радиантного спирального змеевика размещена конвективная секция. Трубы радиантного спирального змеевика размещены вдоль стенок коробчатого корпуса, причем трубы змеевика, размещенные вдоль длинной стенки в коробчатом корпусе речи, - горизонтальны, а трубы змеевика, размещенные вдоль короткой стенки коробчатого корпуса печи, имеют угол наклона, достаточный для перевода звена спирального змеевика на нижележащий уровень подсоединением более короткой трубы к горизонтальной длинной трубе (патент РФ на изобретение № 2402593, C10G 9/14, 2010).Known tubular furnace, including a box-shaped body with radiant and convective chambers, which are placed radiant and convective coils and burners installed in the hearth of the furnace. The radiant coil is made of paired spiral tubes and mounted vertically in the furnace body. In the output part of the radiant spiral coil there is a convective section. Radiant spiral coil pipes are placed along the walls of the box-shaped case, and the coil pipes placed along the long wall in the speech box-shaped body are horizontal, and the coil pipes placed along the short wall of the furnace box-shaped body have an angle of inclination sufficient to translate the spiral coil link to the underlying level by connecting a shorter pipe to a horizontal long pipe (RF patent for the invention No. 2402593, C10G 9/14, 2010).

Недостатком печи является большая высота печи, а также сложность изготовления спирального змеевика радиантной камеры.The disadvantage of the furnace is the high height of the furnace, as well as the complexity of manufacturing a spiral coil of the radiant chamber.

Прототипом заявляемой полезной модели является трубчатая печь, содержащая, по меньшей мере, одну горелку, радиантную и конвективную камеры с установленными внутри них трубчатыми змеевиками, причем змеевик радиантной камеры размещен вдоль внутренней поверхности радиантной камеры, а трубы змеевика конвективной камеры расположены в шахматном порядке и соединены между собой калачами. Калачи и сварные соединения змеевика расположены внутри конвективной камеры. Конвективная камера имеет в сечении форму квадрата. Змеевик заполняет весь объем конвективной камеры (патент РФ на полезную модель №14639, F23C 3/00, 2000).The prototype of the claimed utility model is a tubular furnace containing at least one burner, a radiant and convective chambers with tubular coils installed inside them, the coil of the radiant chamber is placed along the inner surface of the radiant chamber, and the pipes of the coil of the convection chamber are staggered and connected between themselves kalach. The hooks and welded joints of the coil are located inside the convection chamber. The convection chamber has a square shape in cross section. The coil fills the entire volume of the convection chamber (RF patent for utility model No. 14439, F23C 3/00, 2000).

Недостатком трубчатой печи является значительное огневое воздействие горелки на калачи и сварные швы змеевиков. Огневое воздействие горелки на трубы змеевика конвективной камеры также приводит к прижогу и/или коксованию нагреваемого сырья на внутренних стенках змеевика. В результате этого ухудшается теплопередача и увеличивается гидравлическое сопротивление змеевика. Это ограничивает мощность горелки и общую производительность трубчатой печи.The disadvantage of a tubular furnace is the significant fire effect of the burner on the rolls and welds of the coils. The fire effect of the burner on the pipes of the coil of the convection chamber also leads to burning and / or coking of the heated raw materials on the inner walls of the coil. As a result of this, heat transfer deteriorates and the hydraulic resistance of the coil increases. This limits the power of the burner and the overall performance of the tube furnace.

Задачей полезной модели является повышение производительности трубчатой печи.The objective of the utility model is to increase the productivity of a tube furnace.

Поставленная задача решается тем, что в трубчатой печи, содержащей, по меньшей мере, одну горелку, радиантную и конвективную камеры с установленными внутри них трубчатыми змеевиками, причем змеевик радиантной камеры размещен вдоль внутренней поверхности радиантной камеры, а трубы змеевика конвективной камеры расположены в шахматном порядке и соединены между собой калачами, радиантная камера расположена горизонтально и пристыкована к вертикальной конвективной камере с образованием сквозного прохода, трубы змеевика конвективной камеры установлены выше сквозного прохода между камерами, трубы змеевика радиантной камеры расположены вдоль стенок параллельно оси радиантной камеры и соединены между собой калачами, а калачи и сварные швы змеевиков расположены за наружными стенками радиантной и конвективной камер.The problem is solved in that in a tubular furnace containing at least one burner, a radiant and convective chamber with tubular coils installed inside them, the coil of the radiant chamber is placed along the inner surface of the radiant chamber, and the pipes of the coil of the convection chamber are staggered and interconnected by cams, the radiant chamber is located horizontally and docked to the vertical convection chamber with the formation of a through passage, the pipe coil of the convective chambers They are installed above the through passage between the chambers, the coil tubes of the radiant chamber are located along the walls parallel to the axis of the radiant chamber and are interconnected by cams, and the cams and welds of the coils are located outside the outer walls of the radiant and convective chambers.

Калачи и сварные швы змеевиков закрыты внешней теплоизоляцией, выполненной любым известным способом.The hooks and welds of the coils are closed by external thermal insulation made in any known manner.

Радиантная камера в сечении может быть выполнена цилиндрической или многогранной формы.The radiant chamber in cross section can be made cylindrical or multifaceted.

Трубы змеевика радиантной камеры по длине камеры закреплены, например, с помощью колец с отверстиями под трубы или иным известным способом.The pipes of the coil of the radiant chamber along the length of the chamber are fixed, for example, using rings with holes for the pipes or in another known manner.

Горелка закреплена на дверце, расположенной в торцевой части радиантной камеры.The burner is mounted on a door located at the end of the radiant chamber.

На фиг.1 показан один из вариантов выполнения заявляемой трубчатой печи; на фиг.2 - разрез по А-А фиг.1; на фиг.3 - разрез по Б-Б фиг.1.Figure 1 shows one of the embodiments of the inventive tube furnace; figure 2 is a section along aa of figure 1; figure 3 is a section along BB of figure 1.

Трубчатая печь содержит по меньшей мере, одну горелку 1, радиантную 2 и конвективную 3 камеры с установленными внутри них трубчатыми змеевиками 4 и 5, причем змеевик 4 радиантной камеры 2 размещен вдоль внутренней поверхности радиантной камеры 2, а трубы змеевика 5 конвективной камеры 3 расположены в шахматном порядке и соединены между собой калачами 6. Радиантная камера 2 расположена горизонтальна и пристыкована к вертикальной конвективной камере 3 с образованием сквозного прохода между камерами 2 и 3. Трубы змеевика 5 конвективной камеры 3 установлены выше сквозного прохода между камерами 2 и 3. Трубы змеевика 4 радиантной камеры 2 расположены вдоль стенок радиантной камеры 2 параллельно оси радиантной камеры 2 и соединены между собой калачами 7. Калачи 6 и 7 и сварные швы змеевиков 4 и 5 обеих камер 2 и 3 расположены за наружными стенками радиантной 2 и конвективной 3 камер. Калачи 6 и 7 и сварные швы змеевиков закрыты внешней теплоизоляцией 8, выполненной любым известным способом. Радиантная камера 2 в сечении может быть выполнена цилиндрической или многогранной формы. В данном примере конкретного выполнения радиатная камера 2 имеет форму цилиндра. Трубы змеевика 4 радиантной камеры 2 по длине камеры 2 закреплены, например, с помощью колец 10 с отверстиями под трубы или иным известным способом. Горелка 1 закреплена на дверце 11, расположенной в торцевой части радиантной камеры 2.The tube furnace contains at least one burner 1, radiant 2 and convective 3 chambers with tubular coils 4 and 5 installed inside them, moreover, the coil 4 of the radiant chamber 2 is placed along the inner surface of the radiant chamber 2, and the pipes of the coil 5 of the convection chamber 3 are located in staggered and interconnected by cams 6. The radiant chamber 2 is horizontal and docked to the vertical convective chamber 3 with the formation of a through passage between the chambers 2 and 3. The pipe coil 5 of the convection chamber 3 mouth upgraded above the through passage between chambers 2 and 3. The pipes of the coil 4 of the radiant chamber 2 are located along the walls of the radiant chamber 2 parallel to the axis of the radiant chamber 2 and are connected to each other by cams 7. Pellets 6 and 7 and welds of the coils 4 and 5 of both chambers 2 and 3 located behind the outer walls of the radiant 2 and convective 3 cameras. The canisters 6 and 7 and the welds of the coils are closed by an external thermal insulation 8 made in any known manner. The radiant chamber 2 in cross section can be made cylindrical or multifaceted. In this particular embodiment, the radiant chamber 2 is in the form of a cylinder. The pipes of the coil 4 of the radiant chamber 2 along the length of the chamber 2 are fixed, for example, using rings 10 with holes for the pipes or in another known manner. The burner 1 is mounted on the door 11 located in the end part of the radiant chamber 2.

В зоне стыковки радиантной 2 и конвективной 3 камер установлены датчики температуры 9. Радиантная 2 и конвективная 3 камеры изготовлены из листовой стали и футерованы изнутри теплоизоляцией 12. В верхней части конвективной камеры 3 расположена дымовая труба 13 с шиберным затвором 14. В конвективной камере 3 над змеевиком 5 установлен датчик температуры 15. Конвективная камера 3 имеет штуцер 16 для ввода жидкого сырья, например, нефти. Змеевик 5 конвективной камеры 3 соединен со змеевиком 4 радиантной камеры 2, например, с помощью патрубка 17. Змеевик 4 радиантной камеры 2 имеет штуцер 18 для вывода нагретого сырья.In the docking zone of the radiant 2 and convective 3 chambers, temperature sensors 9 are installed. The radiant 2 and convective 3 chambers are made of sheet steel and lined with heat insulation inside 12. In the upper part of the convection chamber 3 there is a chimney 13 with a slide gate 14. In the convection chamber 3 above a temperature sensor 15 is installed by the coil 5. The convection chamber 3 has a fitting 16 for introducing liquid raw materials, for example, oil. The coil 5 of the convection chamber 3 is connected to the coil 4 of the radiant chamber 2, for example, using a pipe 17. The coil 4 of the radiant chamber 2 has a fitting 18 for outputting heated raw materials.

Трубчатая печь работает следующим образом. Жидкое сырье, например, нефть, подается через штуцер 16 в змеевик 5 конвективной камеры 3. Проходя по трубам змеевика 5 и патрубку 17, сырье поступает в змеевик 4 радиантной камеры 2. Затем зажигается горелка 1 и ее факел 19 начинает нагревать сырье в трубах змеевика 4 радиантной камеры 2. Факел 19 ориентирован по осевой линии радиантной камеры 2. Топочные газы из радиантной камеры 2 через сквозной проход поступают в конвективную камеру 3 и, проходя между трубами змеевика 5, подогревают сырье в змеевике 5. Далее топочные газы отводятся из печи через дымовую трубу 13. Таким образом сырье сначала подогревается топочными газами в конвективной камере 3, а нагрев до необходимой температуры осуществляется в змеевике 4 радиантной камеры 2 с помощью факела 19 горелки 1. Контроль температуры в трубчатой печи осуществляется с помощью датчиков температуры 9 и 15. Подпор топочных газов в трубчатой печи осуществляется шибером 14. Нагретое до необходимой температуры жидкое сырье выводится из змеевика 4 радиантной камеры 2 через штуцер 18.Tube furnace operates as follows. Liquid raw materials, for example, oil, are fed through the nozzle 16 into the coil 5 of the convection chamber 3. Passing through the pipes of the coil 5 and the pipe 17, the raw materials enter the coil 4 of the radiant chamber 2. Then, burner 1 is lit and its torch 19 begins to heat the raw materials in the pipes of the coil 4 of the radiant chamber 2. The torch 19 is oriented along the axial line of the radiant chamber 2. The flue gases from the radiant chamber 2 through the through passage enter the convection chamber 3 and, passing between the pipes of the coil 5, heat the raw materials in the coil 5. Next, the flue gases are removed from the furnace through smoke pipe 13. Thus, the raw material is first heated by flue gases in the convection chamber 3, and heating to the required temperature is carried out in the coil 4 of the radiant chamber 2 using the torch 19 of burner 1. Temperature control in the tube furnace is carried out using temperature sensors 9 and 15. Pressure The flue gases in the tube furnace are carried out by the gate 14. The liquid raw material heated to the required temperature is discharged from the coil 4 of the radiant chamber 2 through the nozzle 18.

Повышение производительности заявленной трубчатой печи достигается конструктивными решениями печи. Горизонтальное расположение радиантной камеры, ее пристыковка к вертикальной конвективной камере и установка змеевика конвективной камеры выше сквозного прохода между камерами исключает прямое огневое воздействие факела горелки на трубы змеевика конвективной камеры. Расположение калачей и сварных швов змеевиков за наружными стенками радиантной и конвективной камер также исключает прямое огневое воздействие на них факела горелки. Это предотвращает прижог и/или закоксовывание внутренних стенок змеевиков и, соответственно, ухудшение теплопередачи и увеличение гидравлического сопротивления змеевиков, а также коррозию и образование трещин на сварных швах труб змеевиков. Таким образом, совокупность конструктивных решений предложенной трубчатой печи позволяет повысить мощность горелки и, тем самым, повысить производительность трубчатой печи.Improving the performance of the claimed tubular furnace is achieved by structural solutions of the furnace. The horizontal arrangement of the radiant chamber, its docking to the vertical convective chamber and the installation of the convection chamber coil above the through passage between the chambers excludes direct firing of the torch torch on the pipes of the convection chamber coil. The location of the rolls and welds of the coils behind the outer walls of the radiant and convective chambers also excludes direct fire exposure to the torch torch. This prevents burning and / or coking of the inner walls of the coils and, accordingly, the deterioration of heat transfer and increased hydraulic resistance of the coils, as well as corrosion and cracking on the welds of the pipes of the coils. Thus, the combination of structural solutions of the proposed tubular furnace can increase the power of the burner and, thereby, increase the productivity of the tubular furnace.

Claims (5)

1. Трубчатая печь, содержащая, по меньшей мере, одну горелку, радиантную и конвективную камеры с установленными внутри них трубчатыми змеевиками, причем змеевик радиантной камеры размещен вдоль внутренней поверхности радиантной камеры, а трубы змеевика конвективной камеры расположены в шахматном порядке и соединены между собой калачами, отличающаяся тем, что радиантная камера расположена горизонтально и пристыкована к вертикальной конвективной камере с образованием сквозного прохода, трубы змеевика конвективной камеры установлены выше сквозного прохода между камерами, трубы змеевика радиантной камеры расположены вдоль стенок параллельно оси радиантной камеры и соединены между собой калачами, а калачи и сварные швы змеевиков расположены за наружными стенками радиантной и конвективной камер.1. A tubular furnace containing at least one burner, a radiant and convection chambers with tubular coils installed inside them, the coil of the radiant chamber is placed along the inner surface of the radiant chamber, and the pipes of the coil of the convection chamber are staggered and interconnected by cams characterized in that the radiant chamber is horizontal and docked to the vertical convective chamber with the formation of a through passage, the coil pipes of the convection chamber are installed Beyond the through passage between the chambers, the tubes of the coil of the radiant chamber are located along the walls parallel to the axis of the radiant chamber and are interconnected by cams, while the cakes and welds of the coils are located behind the outer walls of the radiant and convective chambers. 2. Трубчатая камера по п.1, отличающаяся тем, что калачи и сварные швы змеевиков закрыты внешней теплоизоляцией, выполненной любым известным способом.2. The tubular chamber according to claim 1, characterized in that the rolls and welds of the coils are closed by external thermal insulation made in any known manner. 3. Трубчатая камера по п.1, отличающаяся тем, что радиантная камера в сечении может быть выполнена цилиндрической или многогранной формы.3. The tubular chamber according to claim 1, characterized in that the radiant chamber in cross section can be made cylindrical or multifaceted. 4. Трубчатая камера по п.1, отличающаяся тем, что трубы змеевика радиантной камеры по длине камеры закреплены, например, с помощью колец с отверстиями под трубы.4. The tubular chamber according to claim 1, characterized in that the pipes of the coil of the radiant chamber along the length of the chamber are fixed, for example, using rings with holes for the pipes. 5. Трубчатая камера по п.1, отличающаяся тем, что горелка закреплена на дверце, расположенной в торцевой части радиантной камеры.

5. The tubular chamber according to claim 1, characterized in that the burner is mounted on a door located in the end part of the radiant chamber.