Форсунки в трубчатых печах

Газовая форсунка — это находка для отопления частного дома. Данное устройство имеет ряд преимуществ: простату распылительного устройства конструкции, безопасность в эксплуатации и высокий КПД, в связи с чем применение его становится экономически целесообразно.

  Газовая форсунка для отопительной печи — это устройство, с помощью которого  создается  газовоздушная горючая смесь, с целью обеспечения полноты сжигания топлива в камере сгорания. Топливные форсунки имеют широкую область применения в теплоэнергетике.

Они устанавливаются не только в бытовых печах, но и отопительных котлах малой, средней и высокой мощности, работающих на газообразном и жидком топливе.

Газовые форсунки для печей: типы и выбор

Многие пользователи путают два устройства — горелку и форсунку, на самом деле — это не одно и то же. Форсунка входит в конструкцию горелки, то есть они работают в паре. Она ответственна за процесс смешивания топлива с воздухом в нужном соотношении. Если воздуха подается мало, то такая смесь будет коптить, а если много, то процесс горения проистекать не сможет.

Существует 2 вида форсунок, в зависимости от технологии подачи воздуха:

  1. Атмосферные — осуществляют забор дутьевого воздуха из помещения, где находится печь. Для работы такого устройства не нужна установка сложного функционального блока автоматики и регулирования. Основным недостатком является повышенные требования к организации приточно-вытяжной вентиляции. В связи, с чем они устанавливаются в хорошо проветриваемых комнатах. В современных модификациях предусмотрена установка специализированных детекторов, контролирующих уровень кислорода в помещении, и при предельно низких показателях, происходит отсечка газа.
  2. Надувные форсунки работают с принудительной подачей воздуха дутьевым вентилятором. Они комплектуются сложным блоком автоматического регулирования процессами горения. Поэтому горелка в целом имеет более сложную конструкцию, а форсуночное устройство, расположенное в ней, должно обеспечить правильное смешение газа с воздухом. В таких конструкциях забор воздуха осуществляется с улицы.Форсунки в трубчатых печах

Достоинства газовых форсунок

Форсунки жидкого и газообразного топлива — обязательный элемент горелочного устройства, они обладают многими достоинствами:

  1. Устойчивость, прочность и износостойкость. Эти качества позволяют работать устройствам даже больше срока службы, заявленного производителями оборудования, более 12 лет.
  2. Экологичность, благодаря грамотно организованному процессу горения, выбросы вредных веществ в атмосферу от них минимальны.
  3. Обеспечивают предельные показатели КПД газовых котлов – 90- 92 %.
  4. Легкая эксплуатация и техобслуживание.
  5. Безопасность, устройство снабжается датчиками загазованности, которые в случае создания аварийной ситуации мгновенно перекрывают подачу газового топлива в печь.
  6. Высокая степень ремонтопригодности, наличие в торговой сети достаточного объема запасных частей.

Важные моменты при выборе форсунки

Печь на газовом топливе — это модификация твердотопливных отопительных устройств. Обычно печь переводят на газообразное топливо, когда она и система дымоотвода находится в удовлетворительном состоянии. Если в доме впервые устанавливается отопительное оборудование, то в форсунку рекомендуется устанавливать не в печи, а специальном отопительном котле.

Поэтому перед выбором форсунки для печи, необходимо тщательно изучить все технологические нюансы такой установки:

  1. Габариты помещения — топочной, где будет размещена печь. Если ее площадь меньше 14 м2, то потребуется установка распылительного устройства с принудительной подачей воздуха в составе наддувной газовой горелки.
  2. Тип печи. Если она функционирует только на магистральном газе — достаточно установить атмосферную конструкцию. Если на сжиженном и жидком печном топливе, то потребуется горелка с наддувом.
  3. Тепловая мощность. Нужно очень осторожно подойти к выбору мощности горелки, сильно мощную горелку устанавливать в печи не рекомендуется. Так как в этом случае материал ее может не выдержать высокие температурные режимы. Для предварительного расчета можно воспользоваться простым соотношением «отапливаемая площадь — мощность» из расчета на 10 м2 площади потребуется 1 кВт тепловой мощности.
  4. Страна-производитель. Выбирая бренд горелки, важно учитывать, что западные варианты более долговечны и имеют лучшее оснащение системами безопасности. Тем не менее у них есть свои недостатки, так как они не всегда способны работать в условиях низкокачественных технологических параметров газовой сети, а кроме того на российском рынке они не имеют достаточного объема запасных частей, для выполнения ремонтно-восстановительных работ. Среди западных модификаций наиболее популярными являются немецкие и итальянские распылители.

Как работает газовая форсунка  для печи

Форсунки в трубчатых печахФорсунки используются  для формирования горючей смеси из газообразного топлива и  воздуха. Далее обогащенная смесь под давлением поступает через специальные отверстия, тем самым обеспечивая полное сгорание топлива в форме огненного факела. Атмосферная форсунка функционирует, как обычный эжектор. Газ, проходя через сопла особой конфигурации, создает зону разряжения, в которую затягивает воздух и таким образом, создается режим постоянной тяги.Форсунки в трубчатых печах

Управление форсунками и их регулирование

Регулировка работы такого устройства зависит от ее конструкции. В последнее время особую популярность у потребителей завоевали низкотемпературные распылители. Они наиболее применимы для установки в печах, поскольку создают режим достаточный для нормальной эксплуатации конструкций из кирпича.

Принцип регулирования форсункой может быть организован, как:

  1. Одноступенчатый, при котором она работает только в одном режиме. В этом случае устанавливается автоматика безопасности, по принципу «включено/выключено». При достижении предельных показателей по температуре в печи и давлении газа в магистрали, котел — выключается, при снижении показателей — включается. Такая система уменьшает срок эксплуатации устройства, из-за частых отключений.
  2. Двухступенчатый — устройство работает в двух режимах, создавая различную тепловую мощность факела. Это более экономичный вариант, позволяющий экономить топливо. Особенно в осенне-весенний переходной период, когда температуры наружного воздуха не опускаются ниже 0С. Форсунки при такой конструкции легче регулируются.  Кроме того они комплектуются не только блоком безопасности, но и регулированием через термодатчики по температуре внутри помещений.
  3. Модулируемый — является современным и экономичным принципом работы форсунки. Он позволяет обеспечить очень точную и плавную регулировку работы горелочного устройства. Такие распылители выпускаются в комплекте с горелкой. Они обладают тремя видами регулирования: электронной, пневматической и механической.

Фотографии по тексту для наглядности о сказанном

Форсунки в трубчатых печах
Форсунки в трубчатых печах
Форсунки в трубчатых печах
Форсунки в трубчатых печах
Форсунки в трубчатых печах

Чем вызван запрет газовиков  использовать печь с газовой форсункой

Запрет представителей газовых служб в отношении использования печей с газовыми форсунками может быть связан с плохим техническим состоянием отопительного устройства. Или с применением форсунки, изготовленной кустарным способом.

Это связано с тем, что имелись многочисленные аварии в печах с самодельными газовыми распылителями. В данном случае действия представителей горгаза отвечают директивным материалам по безопасной эксплуатации газового оборудования.

Если же собственник для реконструкции использует форсунку заводского изготовления со всем пакетом необходимой документации. А сама реконструкция по переводу печи на газовое топливо была согласовано с горгазом, то в таком случае запрета на эксплуатацию такого оборудования не должно быть.

Форсунки и горелки

Для сжигания жидкого и газообраз­ного топлива в нагревательных печах применяют форсунки с различными типами распыления:

  1. Па­ровым
  2. Воздушным
  3. Механическим

Паровое распыление

Применение пара для распыления топлива имеет ряд преимуществ и недостатков.

К преимуществам следует отнести возможность сжигания топлива почти любой вязкости, простоту изготовления и надежность в эксплуатации, а к недостаткам — сравнительно большой расход пара (0,3—0,6 кг на 1 кг топлива), сильный шум при работе форсунки и большое содержание водяных паров в продуктах сгорания, что при сернистых топливах увеличивает коррозию нагреваемых поверхностей.

Читайте также:  Как сварить металлическую лестницу

Из форсунок с паровым распылением основным типом является форсунка с внутренним смешением топлива и пара. Такой, например, является широко применяемая форсунка системы Шухова, на которую был выдан патент еще в 1880 г. Форсунки этой системы выпускаются различных размеров (номеров) с максимальным расходом сжигаемого топлива 120 кг/ч.

Форсунки в трубчатых печахФорсунка системы Шухова

Воздушное распыление

Форсунки для жидкого топлива с воздушным распылением работают при низком (160—200 мм вод. ст.) давлении воздуха и обладают высокой производительностью (500—600 кг/ч). На рис. показана форсунка Оргэнергонефти, хорошо и бесшумно работающая на топливах различной вязкости.

Форсунки в трубчатых печахФорсунка Оргэнергонефти

Механическое распыление

Форсунки для жидкого топлива с механическим распылением работают экономично и бесшумно.

В форсунках этого типа жид­кое топливо подается под давлением до 15 кГ/см2, распыление происходит при прохождении жидкости через узкое отверстие форсунки, а воздух поступает в струю распыленного топлива.

Эти форсунки неприменимы для распыления вязких и смоли­стых топлив и требуют дорогостоящих устройств для подго­товки топлива (подо­греватели, фильтры).

Кстати, прочтите эту статью тоже:  Шатровая печь

Комбинированные форсунки

Комбинированные газонефтяные или га­зомазутные форсунки предназначены для сжигания жидкого или газообразного то­плива. На нефтеперерабатывающих заводах применяются ком­бинированные форсунки Гипронефтемаша производительностью от 70 до 160 кГ/ч по жидкому топливу и по газу до 100 м3/ч.

Форсунки в трубчатых печахКомбинированная газонефтяная форсунка ГНФ-1М

Комбинированная газонефтяная форсунка ГНФ-1М. Жидкое топливо под давлением 8—10 кГ/см2 поступает по внутренней трубке 1 в камеру 2 и через отверстия 3 в спиральные каналы на наружной поверхности камеры.

Пар под давлением около 10 кГ/см2 поступает по кольцевому про­странству, распыляет завихренное топливо, и паромазутная смесь попадает в топку. Отверстия и каналы можно продувать паром через игольчатый клапан 4. Газ поступает по кольцевому коллектору 5 через жиклеры 6 в топку.

В жиклерах 6 просвер­лены центральный канал и одно или несколько выходных отвер­стий 7.

Форсунки в трубчатых печахКомбинированная форсунка ГНФ-3

Комбинированная форсунка ГНФ-3 имеет большую производительность по жидкому топливу, рабо­тает при давлении жидкого топлива до 1,2 кГ/см2 и пара-до 0,5 кГ/см2.

Газомазутная форсунка ФГМ-4 работает с распы­лом воздуха при давлении до 300 мм вод. ст.

Форсунки в трубчатых печахГазомазутная форсунка ФГМ-4

Газовые горелки, применяемые в промышленных печах, де­лятся на две группы:

  1. Беспламенные, с предварительным сме­шением воздуха и газа;
  2. Атмосферные, в которых газ и около половины воздуха, необходимого для горения, смешиваются до начала горения, а остальной воздух добавляется в процессе го­рения.

Беспламенные горелки

Беспламенная панельная горелка Гипронефтемаша показана на рисунке ниже. Газообразное топливо по трубопроводу 1 через сопло 2 поступает в смесительную камеру 3 инжектора 4.

Воз­дух в смесительную камеру подсасывается через отверстия 5, величина которых изменяется регулятором 6.

Из инжектора газовоздушная смесь, поступает в распределительную камеру 7, из которой по трубкам 8 поступает в тунели 9 в специальной керамике, являющейся катализатором горения.

Кстати, прочтите эту статью тоже:  Типы трубчатых печейФорсунки в трубчатых печахБеспламенная панельная горелка Гипронефтемаша

Разработаны горелки типов а и б, имеющие излучающие поверхности двух размеров: тип а — 500×500 мм и тип б 605X605 мм для тепло- производительности от 55 до 1000 ккал/ч.
Многосопловая инжекционная газовая горелка показана на рис. 131.

В этой горелке газообразное топливо по патрубку 2 поступает к соплу 1, имеющему форму трубки Вентури. Струя газа инжектирует из корпуса горелки воздух и смешивается с ним в трубке Вентури, играющей роль смесителя.

Процесс го­рения начинается у устья сопла.

Беспламенные горелки являются более совершенными устрой­ствами для сжигания газообразного топлива и находят более широкое применение, чем атмосферные (инжекционные).

Топливно-сжигающие устройства трубчатых печей

Основными требованиями к топливно-сжигающим устройствам являются: обеспечение заданных режимов горения, экономичность распыливания (для жидкого топлива), полнота сжигания, малый уровень шума, технологичность изготовления, монтажа и ремонта. Конструкции таких устройств, используемых в промышленных печах, характеризуются чрезвычайным разнообразием.

По виду сжигаемого топлива их классифицируют на жидкостные (мазутные), газовые и комбинированные (газомазутные). В нефтеперерабатывающей промышленности большинство трубчатых печей оборудовано комбинированными газомазутными горелками.

В остальных отраслях промышленности большее распространение нашли или газовые, или жидкостные топливно-сжигающие устройства [1].

Топливно-сжигающие устройства в трубчатых печах размещают на стенах, сводах, подинах горизонтально, вертикально, наклонно и т.д. Различные варианты расположения сжигающих устройств представлены на рисунке 4.4 [5].

Форсунки в трубчатых печах

а – горизонтальное; б – подовое; в — сводовое

Рисунок 4.4 – Расположение топливно-сжигающих устройств в печах

Топливно-сжигающие устройства жидкого топлива. Жидкое топливо (мазут) горит в печах только после его перехода в парообразное состояние, поскольку температура его воспламенения выше температуры кипения. Поэтому мазут подается на сжигание в печь в распыленном состоянии.

Для распыливания топлива используется перегретый водяной пар и (или) подогретый воздух.

Для нормальной работы форсунок, работающих на мазуте, его вязкость перед горелкой не должна превышать 3ºВУ (условной вязкости), а температура распыливающего пара должна быть выше температуры насыщения паров воды не менее чем на15…20 ºС.

При распыливании мазут рассеивается в топочной камере в виде тумана. По способу подвода энергии различают форсунки с механическим распыливанием (давление создается в мазутопроводе перед форсункой) и форсунки с воздушным или паровым распыливанием. Схемы распыления мазута форсунками показаны на рисунке 4.5 [1].

Форсунки в трубчатых печах

  • а – прямоструйная форсунка при давлении 1…2МПа; б – центробежная с тангенциальным подводом горючего; в – центробежная со специальным завихрителем; г – ротационная; д,е – с распыливающей средой (водяным паром, воздухом) высокого д и низкого е давления;
  • А – топливо; Б – воздух; В – пар
  • Рисунок 4.5– Схемы распыления топлива мазутными форсунками

Топливно-сжигающие устройства газового топлива. Для сжигания газового топлива чаще всего применяются два типа горелок (рисунок 4.5).

– инжекционного типа, в которых газ смешивается с воздухом в смесительной камере перед входом в камеру сгорания;

– горелки, в которых газ смешивается с воздухом в самой камере сгорания.

Форсунки в трубчатых печах

  1. а – кинетическая инжекционная среднего давления; б – с принудительной подачей воздуха и закрученным потоком газа; в – диффузионная с принудительной подачей воздуха и подачей газа мелкими струями;
  2. 1 – газовое сопло; 2 – регулирующая воздушная заслонка; 3 – смеситель; 4 – керамический насадок; 5 – лопаточный завихритель; 6 – газовый коллектор; 7 – обмуровка топки;
  3. А – воздух; Б – газ
  4. Рисунок 4.6– Схемы горелок для сжигания газа

Форсунки в трубчатых печах

Рисунок 4.7 – Форсунка с паровым распыливанием

Форсунки в трубчатых печах

Рисунок 4.8 – Форсунка с воздушным распыливанием

В нефтезаводской практике наиболее распространены форсунки с паровым распыливанием (рисунок 4.7) вследствие их простоты. Однако они требуют большого расхода пара (от 0,3 до 0,6 кг/кг топлива).

В форсунках с воздушным распыливанием (рисунок 4.8) распыливающим агентом является сжатый воздух.

Читайте также:  Трубин глеб александрович лдпр

Они требуют меньшего расхода энергии, чем форсунки с паровым распыливанием, и благодаря хорошему смешению топлива с воздухом дают короткий факел [4].

Теплопроизводительность горелок регулируется изменением давления газа перед соплом инжектора.

Высокой эффективностью и широким распространением характеризуются беспламенные панельные горелки (рисунок 4.9). Такая горелка имеет распределительную камеру 1, в переднюю часть которой вварены трубки для выхода газовоздушной смеси. На трубки надеты керамические призмы 6, каждая из которых снабжена четырьмя цилиндроконическими каналами (туннелями).

Призмы образуют керамическую панель размерами 500 500 или 605 605 мм, которая служит аккумулятором и излучателем теплоты. Короб и излучательная панель теплоизолированы относительно друг друга слоем диатомовой крошки 7. К задней стене короба крепится инжекторный смеситель газа 2, снабженный соплом 3, заслонкой 4 и газоподводящим патрубком 5. Соседние горелки соединяются друг с другом посредством болтов 8 и гаек 9, образуя излучающую стену печи. Зазоры между соседними горелками уплотняются диатомовой крошкой 10 и асбестовым шнуром 11.

Форсунки в трубчатых печах

В таких горелках благодаря высокой температуре в зоне горения обеспечивается полное сгорание газа при малом коэффициенте избытка воздуха: в керамических каналах уже на участке длиной 65…70 мм обеспечивается полное сгорание газовоздушной смеси.

Теплопередача происходит излучением от поверхности керамической плиты.

Теплопроизводительность горелок регулируется изменением расхода газа в коллектор, к которому подключен ряд горелок, а коэффициент избытка воздуха – заслонкой 4 индивидуально для каждой горелки.

Размеры поверхности горелки составляют 500 500 или 605 605 мм. На квадратном метре излучающей поверхности может располагаться от 450 до 1260 туннелей диаметром 20 мм каждый [6].

  • 1 – распределительная камера (короб); 2 – инжекторный смеситель газа;
  • 3 – сопло; 4 – регулирующая заслонка; 5 – газоподводящий патрубок; 6 – керамические призмы; 7 – теплоизоляционный слой (диатомовая крошка);
  • 8 – болт; 9 – гайка; 10 – теплоизоляционный слой (диатомовая крошка); 11 – асбестопый шнур
  • Рисунок 4.9 – Беспламенная панельная горелка

Газомазутные горелки ГМГ (рисунок 4.10, таблица 4.1) предназначены для сжигания мазута и газа, а при необходимости – для совместного их сжигания [5].

  1. 1 – газовоздушная часть; 2 – форсунка газомазутная; 3 – регистр первичного воздуха;
  2. 4 – регистр вторичного воздуха; 5 – плита монтажная
  3. Рисунок 4.10 – Горелка типа ГМГ
  4. Таблица 4.1 – Основные размеры горелок ГМГ
Горелки D1 D2 D3 L L1 L2 L3 L4 h1 h2
ГМГ-2 ГМГ-4 ГМГ-5,5/7

Горелки ГМГ оборудуются для распыления мазута паромеханическими мазутными форсунками (рисунок 4.11).

  • 1 – затяжной винт; 2 – скоба; 3 – паровой штуцер; 4 – колодка; 5 – топливный штуцер;
  • 6 – рукоятка; 7 – ствол; 8 – распыливающая горелка
  • Рисунок 4.11 – Форсунка паромеханическая

Мазут по внутренней трубе форсунки (рисунок 4.12) подводится через распределительную шайбу в кольцевой канал топливного завихрителя и далее по тангенциальным каналам попадает в камеру завихрения, приобретая вращательно-поступательное движение, выходит из сопла и распыливается за счет центробежных сил.

  1. 1 – гайка; 2 – распределительная шайба; 3 – завихритель топливный;
  2. 4 – завихритель паровой
  3. Рисунок 4.12 – Головка распылителя

Для обеспечения расширения диапазона регулирования форсунки снабжаются еще паровыми завихрителями. Пар по наружной трубе подходит к каналам накидной гайки, далее к каналам парового завихрителя и, выходя закрученным потоком, принимает участие в распылении мазута. Распыливающие детали стягиваются накидной гайкой.

Регистр вторичного воздуха представляет собой лопаточный аппарат с прямыми лопатками, установленными под углом 45˚, служащими для закрутки потока воздуха. Регистр первичного воздуха устроен подобным образом и служит для подвода закрученного воздушного потока к корню пламени.

  • Выпускаемые горелки рассчитаны для сжигания газа с теплотворной способностью 35,5 МДж/м3 и мазута марок 40 и 100.
  • При необходимости сжигания газа с теплотворной способностью выше указанной, необходимо изменить давление газа либо сечение выходных отверстий для обеспечения требуемого расхода.
  • Подогрев мазута должен обеспечить вязкость перед форсункой до 6˚ ВУ.
  • Регулирование производительности горелки осуществляется изменением давления мазута или газа и воздуха.

При установке нескольких горелок в печи для устранения отрицательного влияния смежных горелок целесообразно при компоновке предусмотреть противоположную закрутку потока воздуха у горелок, расположенных рядом. Закрутка в горелке первичного и вторичного воздуха должна быть в одну сторону. Горелка должна быть освобождена от нагрузки трубопроводов.

В горелках ГМГ вторичный воздух регулируется соответственно изменению давления топлива. Для лучшего перемешивания (т.е.

снижения химического недожога и расхода воздуха), особенно при работе на малых нагрузках, в горелке предусмотрена подача первичного воздуха давлением до 1,5 кПа в количестве 15% от общего расхода воздуха.

При работе на мазуте первичный воздух не регулируется, а при работе на газе первичный воздух регулируется пропорционально расходу газа.

Трубчатые печи – трубчатая лабораторная печь, вращающаяся трубчатая печь. Трубчатые печи для промышленности

Навигация:

Основные части трубчатых печей состоят из радиационного и коллекционного отсеков. Камера радиации, предназначена для сжигания топлива, а также в ней расположен радиальный кран, патрубки которые идут в его конструкции забирают тепло из факелов радиации, трехатомного газа сгорания и вторичных излучений кладки.

Вторая камера конвекции поглощает тепло, которое исходит от потолка дымового газа. Отработанные газы из радиационной камеры переходят в конвекционную, после чего переходят в подогреватель воздуха, и в окончании выкидываются в атмосферу через дымоход.

В дополнение, чтобы получать перегретый водяной пар, в камере конвекции устанавливаются трубки котла-утилизатора. Нагретый воздух в первую очередь заходит в трубы конвекции и только после этого в радиантные трубы.

В конструкцию также входят тепловые змеевики, которые выполнены из бесшовных трубок, диаметр которых может варьироваться от 55 до 330 мм. Их изготавливают из легированной или углеродистой стали, которая обладает жаропрочным свойством.

Все соединения данных трубок производятся при помощи фитингов с большим углом изгиба и скрепляются при помощи сварки или специальных двойников. При помощи таких двойников змеевик можно чистить механическим способом от внутренних загрязнений коксом.

Форсунки в трубчатых печах

Трубчатая печь

Устройство трубчатой печи

Такие печи являются строительно-технический сооружением, которое состоит из нескольких рабочих узлов, таких как: фундамент, каркас, футеровка, змеевик, горелка, дымоход, и прочая запорная и распределительная арматура.

Для более ясной картины, будет описан каждый из узлов подробнее:

  • Основанием в трубчатых печах является фундамент, который строит в монолитном или в сборном виде. Это означает, что может быть цельный заливной фундамент из бетона или сборной из железобетонных блоков, которые полностью изолируются от поражения повышенной температурой. Нагрузка на фундамент рассчитывается таким образом, чтобы он мог выдержать всю массу самой печи, которая устанавливается сверху фундамента на специальные несущие стойки каркаса.
  • Сам каркас является основным конструктивным сооружением, который изготовлен из металлического профиля. На него устанавливается футеровочная печь, трубчатый змеевик, дымоходные трубы и прочие элементы конструкции.
  • Трубчатая печь состоит из короба, сделанного при помощи листовой стали, которая параллельно крепится к металлическому каркасу специальными фермами. Внутри короба располагается футеровка, являющаяся защитным слоем от действия высокой температуры на внешние стенки камеры. Благодаря футеровке печи достигается максимально эффективный КПД. Также чтобы снизить теплопотери при работе устройства между футеровкой и внешними стенками камеры располагают теплоизоляцию, которая состоит из специальных матов, сделанных из огнеупорных материалов. Сама футеровка состоит в основном из фасонных кирпичей, обладающих стойкостью к воздействию высокой температуры.
  • Конструкцией печки является змеевик, который изготавливается из горячекатаных труб без швов, способных выдерживать очень высокие температуры и обладают стойкостью к коррозии. Средняя длина трубы змеевика составляет порядка 10-20 м.
Читайте также:  Что такое мма сварка

Форсунки в трубчатых печах

Устройство трубчатой печи

Также в состав конструкции трубчатых печей входят специальная форсунка и горелка, предназначенные для сжигания топлива; дымовая труба, при помощи которой создается необходимая тяга камеры сгорания, которая выводит отработанные газы включающие в себя оксиды, азот, серу и углеводород за пределами агрегата; разного рода гарнитура для полноценной работы печи; окна предохранителей, их располагают на боковых стенках печки, для гашения ударной волны при взрыве внутри камеры; ремонтные люки для проведения ревизии и сервисного обслуживания агрегата; смотровые окошки для визуального наблюдения за процессами, происходящими внутри камеры.

Типы трубчатых печей

Основным предназначением трубчатых печей является нагревание сырья на основе углеводорода при помощи теплоносителя, а ещё для проведения химических реакций за счёт выработанного тепла при сжигании топлива.

В основном, данную аппаратуру используют в нефтехимической и химической промышленности, благодаря тому, что при помощи данного агрегата можно проводить высокотемпературный процесс нагрева для превращения жидких и газообразных нефтепродуктов, чтобы получить, к примеру, пиролиз или крекинг.

В зависимости от предназначения трубчатой печи, её разделяют на следующие характеристики: конструктивные, теплотехнические, технологические.

  • В зависимости от технологических принципов, такие печи бывают топливно-конвекционного типа, которые в свою очередь подразделяются на реакционно-нагревательные и нагревательные.
  • По типу конструкции бывают: в зависимости от формы каркаса есть коробчатые, цилиндрические, кольцевые, секционные; в зависимости от количества камер бывают одно, двух и многокамерные; по установке змеевика есть горизонтальный и вертикальный тип; в зависимости от расположения горелок существуют боковые и подпольные; топливная схема различает жидкотопливный агрегат, газовый и смешанный тип; в зависимости от способа сжигания топлива существуют факельные, и безпламенные печи; по расположению, дымоходные трубы бывают как снаружи печи, так и над камерой конвекции; в зависимости от направления движения самоходных выхлопов существуют камеры с восходящим потоком, с нисходящим потоком и с горизонтально расположенным потоком газов.
  • По признакам теплотехнического воздействия существуют конвективные, радиационные и конвективно-радиационные виды трубчатых печей.

Форсунки в трубчатых печах

Трубчатая печь с вращающимся механизмом

Трубчатая печь лабораторная

Самым главным приоритетом для данного вида печей является надежность и качество выполнения своих функций. Данные печи предназначены для проведения медицинских анализов, а также тестирование всевозможных веществ и материалов.

Конструктивные особенности лабораторных трубчатых печей подразумевают рабочее пространство, изготовленное в виде полого цилиндра из керамики, который оснащен нагревательными элементами. В зависимости от расположения рабочей камеры существуют модели с вертикальной загрузкой, горизонтальной и загрузкой под углом относительно основания.

Форсунки в трубчатых печах

Трубчатая печь лабораторная

Трубчатая вращающаяся печь

Основное отличие таких печей от вышеописанных, это принцип работы в режиме противотока. Загружаемая в печку шихта способна содержать разный уровень влаги, вплоть до самой пульпы, включающей до 40 % воды.

Она сервируется в верхний ( хвостовой) участок печи и медленным темпом перемещается навстречу газам, образовывающимся вследствие сгорания горючего в главной доли аппарата.

С барабана перерабатываемые продукты в виде спека либо очень горячего порошкообразного вещества поступают в особый холодильник, а газовидные продукты сжигания горючего совместно с технологическими газами следуют в систему пылегазоочистки.

В связи с типом перерабатываемого вещества с целью отопления трубчатых вертящихся печей могут быть применены: естественный газ, мазут и твердое топливо в варианте коксовальной мелочи либо угольной пыли.

Форсунки в трубчатых печах

Трубчатая вращающаяся печь

В трубчатой вертящейся печи обрабатыванию водяным паром подвергается состав приблизительно одинаковых количеств фосфорита и песка. В этом оформлении данная процедура не приобрела обширного индустриального распространения, согласно тому, что выходил относительно малоконцентрированный результат, включающий лишь 18 — 20 % Р2О5 и существенное число включений.

Машины и аппараты нефтегазопереработки копия 1

Основными теплотехническими показателями работы трубчатой печи являются теплопроизводительность, тепловой коэффициент полезного действия, теплонапряженность поверхности нагрева, тепловая напряженность топочного объема, температура дымовых газов в топке и на перевале, коэффициент прямой отдачи, коэффициент теплопередачи, температура дымовых газов на выходе из печи, коэффициент избытка воздуха.

Теплопроизводительность печи (полезная тепловая мощность) Qn – количество тепла, воспринимаемого сырьем в единицу времени. На современных трубчатых печах этот показатель достигает 7…60 МВт и 100 МВт на крупных установках.

Тепловой коэффициент полезного действия – отношение количества тепла, воспринимаемого сырьем Qn, к полному количеству тепла, выделяемому при сгорании топлива.

Тепловой коэффициент показывает эффективность использования тепла, образующегося при сгорании топлива. Величина η зависит от коэффициента избытка воздуха, температуры дымовых газов на выходе из печи, размеров печи, состояния тепловой изоляции и т.п. Тепловой коэффициент полезного действия современных трубчатых печей достигает 60…80 % (при использовании подогретого воздуха η ≈ 90%).

Теплонапряжение поверхности нагрева – количество тепла, переданного через единицу поверхности нагрева в единицу времени.

Теплонапряжение поверхности нагрева характеризует степень эффективности передачи тепла. Превышение q более предельной величины ведет к снижению механической прочности металла, повышению возможности образования окалины на наружной поверхности труб и отложению кокса на внутренней.

Средние значения теплонапряжения конвективной поверхности qк находятся в пределах от 8 до 17,5 кВт/м2.

Тепловое напряжение топочного объема – количество тепла, выделяемого при горении топлива в единице объема топки в единицу времени. В современных трубчатых печах эта величина составляет 40…80 кВт/м3 и характеризует эффективность использования объема топки.

Температура дымовых газов на перевале Тп – температура, при которой дымовые газы поступают в конвективную камеру. Она показывает распределение тепла между радиантной и конвективной камерами и составляет 975…1175 К. Увеличение температуры дымовых газов на перевале может вызвать коксообразование и пригар радиантных труб.

Коэффициент прямой отдачи топки – отношение количества тепла, переданного радиантным трубам Qp, к общему полезному теплу, выделенному при сгорании топлива.

Значение коэффициента прямой отдачи находится в пределах от 0,4 до 0,6. Большему значению коэффициента µ соответствует (при прочих равных условиях) меньшая температура дымовых газов на перевале.

Коэффициент теплопередачи в конвективной камере кВт/(м2·К) зависит от скорости движения дымовых газов в конвективной камере. С увеличением скорости движения дымовых газов коэффициент теплопередачи увеличивается и наоборот.

Коэффициент избытка воздуха α – отношение действительного расхода воздуха G к теоретически необходимому Go. Значение коэффициента α находится в пределах от 1,02 до 1,5 и зависит от вида топлива и способа его сжигания (меньшие значения – для газообразного топлива, большие – для жидкого).

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector