Типы трубчатых печей

Технологическое назначение

Для нагревания нефтяного сырья применяют трубчатые печи с огневым обогревом. Печи могут быть классифицированы на:

1. Нагревательные – происходит только нагрев нефтепродуктов, причем учитывают специфику данного процесса, т. е. в одном случае на начальной стадии нагрева дают максимальное количество тепла, в других — минимальное.
2. Реакционно-нагревательные – нагрев нефтепродукта совмещен с соответствующими технологическими реакциями. В этих печах необходимо учитывать оптимальные условия подачи тепла для нагрева и протекания реакции.

Способ передачи тепла

По способу передачи тепла нефтепродукту трубчатые печи могут быть подразделены на три основные группы:

1. Конвекционные – печи в которых тепло нефтепродукту передается главным образом конвекцией, а теплопередача излучением ничтожна.
2. Радиантные – тепло нефтепродукту передается главным образом излучением, а камера конвекции является вспомогательной или отсутствует.
3. Радиантно-конвекционные – промежуточная группа, тепло нефтепродукту передается главным образом конвекцией (в камере конвекции), а теплопередача излучением имеет вспомогательное значение.

Рис. 1. Типы печей: а) конвекционная печь; б) коробчатая печь; в) двухкамерная печь с наклонными сводами; г) печь с излучающими стенками.

1, 2 –  радиантная и конвекционная камеры; 3 – перевальная стенка; 4 – форсунки; 5 – дымоход.

По способу подвода воздуха различают печи:

• С подогревом воздуха
• Печи без его подогрева

По способу регулирования температурного режима печи делятся на:

• Печи с рециркуляцией газа 
• Без рециркуляции

По способу передачи радиантного тепла печи могут быть разделены на следующие типы:

1. Печи, в которых основное значение имеет лучистое тепло факела (излучения кладки и газов являются вспомогательными);
2. Печи, в которых процесс горения протекает за пределами камеры излучения;
3. Печи с использованием лучистого тепла от твердого тела. В этих печах обычно используют излучающие насадки, настильное пламя или многоочковое беспламенное горение.         

Конструктивное исполнение

По конструкции трубчатые печи делятся на:

1. цилиндрические
2. вертикальные
3. коробчатые
4. с наклонным сводом

По количеству камер печи делятся на:

• на однокамерные
• двухкамерные
• многокамерные

Рис. 2. Схемы основных типов печей: а — конвекционная печь; б — однокамерная печь с боковым расположением конвекционной камеры; в — однокамерная печь с нижним рас­положением конвекционной камеры; г — однокамерная печь с верх­ним расположением конвекционной камеры; д — вертикальная ци­линдрическая печь; е — однокамерная печь беспламенного горе­ния с панельными горелками; ж — двухкамерная двухпоточная печь с горизонтальным сводом; з — двухпоточная двухкамерная печь с наклонным сводом. 1—горелки (форсунки); 2—радиантный змеевик; 3—конвекционный змеевик; 4— дымоход; 5— перевальная стенка; 6— панельные горелки.

По способу расположения экранов отличают печи:

• с потолочным экраном, расположенным параллельно перевальной стене;
• с потолочным экраном, расположенным перпендикулярно перевальной стене;
• с потолочным и боковым экранами;
• с потолочным и подовым экранами;
• с экранированием всей поверхности обмуровки;
• с настенным боковым экраном;
• с экраном двустороннего облучения.

По способу расположения камеры конвекции различают печи с расположением камеры сбоку или в центре печи, над радиантной камерой или под ней.

По способу соединения труб в змеевике различают печи, в которых трубы, соединяют двойниками (ретурбендами), сваркой или схемными калачами.

По гидравлическим признакам трубчатые печи могут отличаться схемой движения газового потока в радиантной камере, или в камере конвекции, причем газовый поток движется в пределах топки или с прохождением через экран. В камере конвекции (или воздухоподогревателе) газы могут двигаться потоком нисходящим, восходящим или прямолинейным.

Рабочие параметры

Трубчатые печи классифицируются также по тепловой мощности пропускной способности, давлению и температуре в конце нагревательного змеевика. По тепловой мощности печи делят на

• малые (до 3 млн. ккал/ч)
• средние (до 15 млн, ккал\ч) 
• большие (более 15 млн. ккал/ч)

По пропускной способности печи также делят на малые (до 300 т/сутки), средние (до 1000 т/сутки) и большие (более 1000 т/сутки).       

По давлению в конце нагревательного змеевика трубчатые печи подразделяют на

1. Атмосферные – в конце нагрева избыточное давление обычно бывает от 0,6 до 20 кГ/см2.
2. Вакуумные – печи, у которых в конце нагревательного змеевика давление ниже 0,6 кГ/см2, а также печи, обслуживающие вакуумную колонну или вакуумный эвапоратор даже в тех случаях, когда внутреннее давление в конце змеевика у них выше атмосферного. 
3. Высокого давления – относят печи, у которых давление внутри змеевика выше 20 кГ/см2.

По максимальной температуре нагрева сырья печи подразделяются на низкотемпературные (менее 400° С) и высокотемпературные (свыше 400° С).