Инструменты пользователя

Инструменты сайта


courses:refining:технологические_печи_нпз

Различия

Здесь показаны различия между выбранной ревизией и текущей версией данной страницы.

Ссылка на это сравнение

courses:refining:технологические_печи_нпз [19.05.2016 12:25] (текущий)
wikicat создано
Строка 1: Строка 1:
 +====== Технологические печи НПЗ ======
  
 +**Трубчатая печь** — высокотемпературное термотехнологическое устройство с рабочей камерой,​ огражденной от окружающей атмосферы. \\
 +
 +Печь предназначена для нагрева углеводородного сырья теплоносителем,​ а также для нагрева и осуществления химических реакций за счет тепла выделенного при сжигании топлива непосредственно в этом аппарате. Трубчатые печи используются при необходимости нагрева среды (углеводородов) до температур более высоких,​ чем те, которых можно достичь с помощью пара, т. е. примерно свыше 230 °С. В качестве топлива могут применяться продукты отходов различных процессов,​ в результате чего не только используется тепло, получаемое при их сжигании,​ но часто устраняются и затруднения,​ связанные с обезвреживанием этих отходов. \\
 +
 +Трубчатые печи получили широкое распространение в нефтехимической промышленности,​ где их используют для высокотемпературного нагрева и реакционных превращений жидких и газообразных нефтепродуктов (пиролиза,​ крекинга). Нашли они применение и в химической промышленности. \\
 +
 +Трубчатая печь относится к аппаратам непрерывного действия с наружным огневым обогревом. \\
 +
 +Впервые трубчатые печи предложены русскими инженерами В. Г. Шуховым и С. П. Гавриловым. (рекомендуем прочитать [[http://​topwar.ru/​32126-pervyy-inzhener-imperii-vladimira-shuhova-nazyvali-russkim-edisonom-i-russkim-leonardo.html|статью про В. Г. Шухова]]) \\
 +
 +Современная печь представляет собой синхронно работающий печной комплекс,​ т. е. упорядоченную совокупность,​ состоящую из непосредственно печи, средств обеспечения печного процесса,​ а также систем автоматизированного регулирования и управления печным процессом и средствами его обеспечения. \\
 +
 +{{:​courses:​refining:​современная_трубчатая_печь.jpg?​500|}} \\
 +
 +===== Конструктивные элементы печи =====
 +
 +Несмотря на большое многообразие типов и конструкций трубчатых печей, общими и основными элементами для них являются рабочая камера (радиация,​ конвекция),​ трубчатый змеевик,​ огнеупорная футеровка,​ оборудование для сжигания топлива (горелки),​ дымоход,​ дымовая труба. \\
 +
 +|а) {{:​courses:​refining:​трубчатая_печь_схема1.jpg?​300|}}|б) {{:​courses:​refining:​трубчатая_печь_схема2.jpg?​300|}}|
 +|в) {{:​courses:​refining:​трубчатая_печь_модель3.jpg?​400|}}||
 +|**Конструкция однокамерной печи с наклонным сводом**||
 +|//**а) – устройство печи:​**//​ 1 – камера радиации,​ 2 – камера конвекции;​ 3 – дымоход (боров);​ 4 – трубный змеевик радиантной камеры,​ 5 – футеровка;​ 6– форсунка;​ ||
 +|//**б) – схема потоков:​**//​ 1 и 2 – вход и выход нагреваемого продукта,​ 3 – дымовые газы; ||
 +|//**в) – общий вид печи.**//​ ((Кузеев И.Р., Тукаева Р.Б., Баязитов М.И., Абызгильдина С.Ш. Основное оборудование технологических установок НПЗ: учебное пособие / И.Р. Кузеев [и др.]. – Уфа: Изд-во УГНТУ, 2013. – 129 с. [[http://​www.studfiles.ru/​preview/​2180739/​page:​7/​]]))||
 +
 +В //​**камере радиации**//​ (топочной камере) сжигается топливо (мазут или газ) с помощью горелок,​ расположенных на стенах или поду камеры радиации. В этой же камере размещена радиантная поверхность (экран),​ поглощающая лучистое тепло в основном за счет радиации. ((Скобло А. И., Молоканов Ю. К., Владимиров А. И., Щелкунов В. А. Процессы и аппараты нефтегазопереработки и нефтехимии:​ учебник для вузов. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: ООО «Недра-Бизнесцентр»,​ 2000. – 677 с.)) Поверхность футеровки радиационной секции создает так называемую отражающую поверхность,​ которая (теоретически) не поглощает тепла, переданного ей газовой средой печи, а только излучением передает его на трубчатый змеевик. \\
 +
 +{{:​courses:​refining:​змеевик_трубчатой_печи.jpg?​200|}}\\
 +//​Змеевик трубчатой печи// \\
 +
 +В //​**камере конвекции**//​ расположены конвекционные трубы, воспринимающие тепло при соприкосновении дымовых газов (газов сгорания из камеры радиации) с поверхностью нагрева путем конвекции. Затем эти газы сгорания направляются в дымоход и по дымовой трубе уходят в атмосферу. \\
 +
 +Нагреваемый продукт в печи последовательно проходит через конвекционные и радиантные трубы, поглощая тепло, и нагретый до необходимой температуры выходит из печи ((Ахметов С. А. и др. Технология и оборудование процессов переработки нефти и газа: Учебное пособие / С. А. Ахметов,​ Т. П. Сериков,​ И. Р. Кузеев,​ М. И. Баязитов;​ Под ред. С. А. Ахметова. — CПб.: Недра, 2006. — 868 с.; ил.)). Обычно радиантная поверхность воспринимает большую часть тепла, выделяемого в печи при сгорании топлива. ((Скобло А. И., Молоканов Ю. К., Владимиров А. И., Щелкунов В. А. Процессы и аппараты нефтегазопереработки и нефтехимии:​ учебник для вузов. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: ООО «Недра-Бизнесцентр»,​ 2000. – 677 с.)) А противоточное движение сырья и продуктов сгорания топлива позволяет наиболее полно использовать тепло, полученное при сжигании топлива. \\
 +
 +//​**Футеровка печей**//​ — это конструкция из огнеупорных,​ кислотоупорных,​ теплоизоляционных и облицовочных материалов и изделий,​ ограждающая рабочую камеру,​ в которой протекают печные процессы,​ от взаимодействия с окружающей средой. \\
 +
 +Футеровка предохраняет металлоконструкции печи, а также обслуживающий ее персонал от воздействия высоких температур и печной среды. Она обеспечивает необходимую газоплотность в рабочей камере печей, т. е. полную герметизацию при работе под высоким давлением,​ либо достаточную газоплотность при давлениях,​ близких к атмосферному. \\
 +
 +{{:​courses:​refining:​футеровка_печи.jpg?​500|}}\\
 +
 +Футеровка – один из основных конструктивных элементов печей, который дает возможность осуществления высокотемпературных термотехнологических и теплотехнических процессов в печной среде при наличии механических нагрузок с сохранением в течение длительного времени геометрической формы рабочей камеры,​ механической и строительной прочности.\\
 +
 +===== Классификация трубчатых печей =====
 +
 +1. **По технологическому назначению** различают печи //​**нагревательные**//​ и //​**реакционно-нагревательные**//​. \\
 +
 +В первом случае целью является нагрев сырья до заданной температуры. Это большая группа печей, применяемых в качестве нагревателей сырья, характеризуется высокой производительностью и умеренными температурами нагрева (300…500 °С) углеводородных сред (установки АТ, АВТ, ГФУ). \\
 +
 +Во втором случае кроме нагрева в определенных участках трубного змеевика обеспечиваются условия для протекания направленной реакции. \\
 +
 +Эта группа печей многих нефтехимических производств одновременно с нагревом и перегревом сырья используется в качестве реакторов. Их рабочие условия отличаются параметрами высокотемпературного процесса деструкции углеводородного сырья и невысокой массовой скоростью (установки пиролиза,​ конверсии углеводородных газов и др.). \\
 +
 +2. **По способу передачи тепла нагреваемому продукту** печи подразделяются на: \\
 +
 +2.1 //​**Конвективные**//​ \\
 +
 +Конвективные печи — это один из старейших типов печей. Они являются как бы переходными от нефтеперегонных установок к печам радиационно-конвективного типа. \\
 +
 +Практически в настоящее время эти печи не применяются,​ так как по сравнению с печами радиационными или радиационно-конвективными они требуют больше затрат как на их строительство,​ так и во время эксплуатации. Исключение составляют только специальные случаи,​ когда необходимо нагревать чувствительные к температуре вещества сравнительно холодными дымовыми газами. \\
 +
 +Печь состоит из двух основных частей — камеры сгорания и трубчатого пространства,​ которые отделены друг от друга стеной,​ так что трубы не подвергаются прямому воздействию пламени и большая часть тепла передается нагреваемому веществу путем конвекции. \\
 +
 +Чтобы предотвратить прожог первых рядов труб, куда поступают сильно нагретые дымовые газы из камеры сгорания,​ и чтобы коэффициент теплоотдачи удерживался в пределах,​ приемлемых по технико-экономическим соображениям,​ при сжигании используется значительный избыток воздуха или 1,​5…4-кратная рециркуляция остывших дымовых газов, отводимых из трубчатого пространства и нагнетаемых воздуходувкой снова в камеру сгорания. \\
 +
 +Одна из конструкций конвективной печи показана на рисунке ниже. \\
 +
 +{{:​courses:​refining:​конвективная_печь.jpg?​300|}} \\
 +//​Конвективная печь:// \\
 +//1 — горелки;​ 2 — камера сгорания;​ 3 — канал для отвода дымовых газов; 4 — камера конвекции//​ \\
 +
 +Дымовые газы проходят через трубчатое пространство сверху вниз. По мере падения температуры газов соответственно равномерно уменьшается поперечное сечение трубчатого пространства,​ при этом сохраняется постоянная объемная скорость продуктов сгорания. \\
 +
 +2.2 //​**Радиационные**//​ \\
 +
 +В радиационной печи все трубы, через которые проходит нагреваемое вещество,​ помещены на стенах камеры сгорания. Поэтому у радиационных печей камера сгорания значительно больше,​ чем у конвективных. \\
 +
 +Все трубы подвергаются прямому воздействию газообразной среды, которая имеет высокую температуру. Этим достигается:​ \\
 +
 +а) уменьшение общей площади теплоотдачи печи, так как количество тепла, отданного единице площади труб, путем радиации при одинаковой температуре среды (особенно при высоких температурах этой среды),​ значительно больше,​ чем количество тепла, которое можно передать путем конвекции;​ \\
 +
 +б) хорошая сохранность футеровки за трубчатыми змеевиками,​ благодаря тому что снижается ее температура,​ во-первых,​ за счет прямого закрытия части ее трубами,​ во-вторых,​ за счет отдачи тепла излучением футеровкой более холодным трубам. \\
 +
 +Обычно нецелесообразно закрывать все стены и свод трубами,​ так как этим ограничивается теплоизлучение открытых поверхностей,​ а в результате уменьшается общее количество тепла, отдаваемого единицей площади труб. \\
 +
 +Чисто радиационные печи из-за простоты конструкции и большой тепловой нагрузки труб имеют самые низкие капитальные затраты на единицу переданного тепла. Однако они не дают возможности использовать тепло продуктов сгорания,​ как это имеет место y радиационно-конвективных печей. Поэтому радиационные печи работают с меньшей тепловой эффективностью. \\
 +
 +Радиационные печи применяются при нагреве веществ до низких температур (приблизительно до 300 °С), при небольшом их количестве,​ при необходимости использования малоценных дешевых топлив и в тех случаях,​ когда особое значение придается низким затратам на сооружение печи. \\
 +
 +2.3 //​**Радиационно-конвективные**//​ \\
 +
 +Радиационно-конвективная печь имеет две отделенные друг от друга секции:​ радиационную и конвективную. \\
 +
 +{{:​courses:​refining:​радиационно-конвективная_печь.jpg?​500|}} \\
 +
 +Большая часть используемого тепла передается в радиационной секции (обычно 60…80 % всего использованного тепла),​ остальное – в конвективной секции. \\
 +
 +Конвективная секция служит для использования физического тепла продуктов сгорания,​ выходящих из радиационной секции обычно с температурой 700…900 °С, при экономически приемлемой температуре нагрева 350…500 °С (соответственно температуре перегонки). \\
 +
 +Почти все печи, эксплуатируемые в настоящее время на нефтеперерабатывающих заводах,​ являются радиационно-конвекционными. В печах такого типа трубные змеевики размещены и в конвекционной и в радиантной камерах. \\
 +
 +3. **По конструктивному оформлению** трубчатые печи классифицируются:​ \\
 +
 +3.1 //**по форме каркаса:​**//​ \\
 +
 +а) коробчатые ширококамерные,​ узкокамерные;​\\
 +б) цилиндрические;​\\
 +в) кольцевые;​\\
 +г) секционные;​\\
 +
 +{{:​courses:​refining:​каркас_печи.jpg?​600|}} \\
 +//​Форма каркаса печи://​\\
 +//а — коробчатой ширококамерной печи; б — коробчатой узкокамерной печи; в — цилиндрической печи//​\\
 +
 +3.2 //**по числу камер радиации:​**//​ \\
 +
 +а) однокамерные;​ \\
 +б) двухкамерные;​ \\
 +в) многокамерные;​ \\
 +
 +3.3 //**по расположению трубного змеевика:​**//​ \\
 +
 +а) горизонтальные;​ \\
 +б) вертикальные;​ \\
 +
 +{{:​courses:​refining:​трубный_змеевик.jpg?​500|}}\\
 +
 +3.4 //**по расположению горелок:​**//​ \\
 +
 +а) боковое;​ \\
 +б) подовое;​ \\
 +
 +3.5 //**по топливной системе:​**//​ \\
 +
 +а) на жидком топливе (Ж);\\
 +б) на газообразном топливе (Г);\\
 +в) на жидком и газообразном топливе (Ж+Г);\\
 +
 +3.6 //**по способу сжигания топлива:​**//​ \\
 +
 +а) факельное;​\\
 +б) беспламенное сжигание;​\\
 +
 +3.7 //**по расположению дымовой трубы:​**//​ \\
 +
 +а) вне трубчатой печи; \\
 +б) над камерой конвекции;​\\
 +
 +{{:​courses:​refining:​расположение_дымовой_трубы.jpg?​600|}} \\
 +//​Расположение дымовой трубы://​\\
 +//а — вне трубчатой печи; б — над камерой конвекции//​ \\
 +
 +3.8 //**по направлению движения дымовых газов:​**//​ \\
 +
 +а) с восходящим потоком газов;​\\
 +б) с нисходящим потоком газов;​\\
 +г) с горизонтальным потоком газов.((Ахметов С. А. и др. Технология и оборудование процессов переработки нефти и газа: Учебное пособие / С. А. Ахметов,​ Т. П. Сериков,​ И. Р. Кузеев,​ М. И. Баязитов;​ Под ред. С. А. Ахметова. — CПб.: Недра, 2006. — 868 с.; ил.)) \\
 +
 +{{youtube>​Mm-4Os5dLRs?​medium}} {{youtube>​a8jvL4iMDTs?​medium}} {{youtube>​xMo7oTjyTuc?​medium}}
 +
 +===== Словарь =====
 +
 +|горелка |burner |
 +|конвекционная камера |convection section |
 +|огневой обогрев |fire heating |
 +|огнеупорная футеровка |refractory lining |
 +|радиационная печь |radiant-heated furnace |
 +|радиационная секция |radiant section |
 +|топочная камера |combustion chamber |
 +|трубчатый змеевик |tube coil |
 +
 +
 +[[dsp:​blogpage|Назад в блог]]
 +
 +{{tag>​Тема}}
 +
 +~~DISCUSSION|Комментарии переводчиков~~
courses/refining/технологические_печи_нпз.txt · Последние изменения: 19.05.2016 12:25 — wikicat