Типовая двухскатная двухкамерная печь

Рис. 2

Трубчатый змеевик состоит из толстостенных труб длиной 6-18 м, выполненных из углеродистой или легированной стали и соединенных между собой двойниками (ретурбентами) либо калачами. Нефтяное сырье проходит по змеевику с большой скоростью, вследствие чего достигаются высокие коэффициенты теплопередачи.

Трубы в двухскатных печах располагаются горизонтально, что дает возможность сравнительно легко удалять продукты из змеевика при остановках печи. Трубчатый змеевик однорядный по потолку и поду. Двускатные печи получили широкое распространение благодаря простоте устройства и обслуживания и удобству проведения ремонтных работ. Однако конструкция двухскатных двухкамерных печей обладает существенными недостатками. Габаритные размеры печей очень велики. Так, типовая печь тепловой мощностью 18 МВт (16 Гкал/час) имеет размеры 20 х 15 х 8 м. На сооружение ее требуется 218 т металла и 180 м3 огнеупорного кирпича. Большие размеры печи обусловлены сравнительно низким теплотехническими показателями: теплонапряженность топки 60-95 кВт/м2, теплонапряженность радиантных труб не выше 35 кВт/м². Одностороннее облучение длинными факелами создает неравномерность нагрева труб по окружности и длине трубчатого змеевика. При форсировании режима горения возможны случаи прогара труб.

КПД печей невысок (0,6 - 0,7). из-за высоких удельных затрат металла и огнеупоров и низкой эффективности эксплуатации строительство двухскатных печей прекращено; взамен них сооружаются более экономические трубчатые печи.

Более высокими техническими показателями и эффективностью эксплуатации характеризуются вертикальные печи (Рис. 3) с настенными боковыми и полубоковыми экранами и стеной из огнеупорных материалов в центральной части.

Вертикальная печь с настильным пламенем

Рис. 3

Пламя подовых горелок, настилаясь на стену, образует поверхность, равномерно излучающую тепло. Благодаря этому оказалось возможным разместить печные трубы на небольшом расстоянии от нее (менее 1,5 м) и обеспечить высокую теплонапряженность поверхности нагрева до 41 кВт/м² (35000 ккал/(м² ч). Камера конвекции находится над камерой радиации. Верхнее расположение конвекционной камеры создает положительный эффект самотяги. Топочные газы по короткому дымоходу отводятся в дымовую трубу. Для небольших печей, установленных рядом, монтируется одна общая труба. Большие печи для равномерного отвода топочных газов имеют несколько дымовых труб.

Вертикальные печи компактны. Удельный расход металла для сооружения их в 1,4 раза ниже, чем для двухскатных печей одинаковой тепловой мощности.

Вертикальная цилиндрическая печь с подвесным конусом

 В цилиндрической печи (Рис. 4) трубы размещаются в вертикальном положении по окружности, защищая футеровку стен от перегрева. В центральной части пода топки установлены длиннофакельные горелки. Равномерность распределения тепла по длине труб создается подвесным металлическим конусом; в результате нагрева его до высокой температуры увеличивается количество тепла, излучаемого на верхнюю часть трубчатого змеевика. Конвекционная секция, трубы которой являются составной частью радиантной секции, омываются потоком топочных газов, проходящих через кольцевое пространство между конусом и цилиндрической стеной с большой скоростью, что интенсифицирует теплообмен.

Рис. 4

Основные достоинства вертикальных печей: компактность конструкции, высокий КПД, относительно низкая стоимость сооружения.

Для установки каталитического риформинга, гидроочистки Ленгипрогазом были разработаны конструкции многокамерных печей с вертикальными трубчатыми змеевиками (Рис. 5)