Промышленные печи

Промышленные печи и трубы

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Трубчатые печи нефтеперерабатывающей промышленности служат для производства из нефтяного сырья моторного бензина и других продуктов (керосин, газойль, соляровое масло), в том числе сырья для химической промышленности (этилена, пропана, бутана).

Нагрев нефтяного сырья —сырой нефти (метод прямой гонки) или продуктов ее переработки (крекинг-процесс) осуществляют в трубчатых печах различных конструкций. Типовая двухкамерная трубчатая печь с наклонным сводом. До последнего времени печами этого типа оснащались все нефтеперерабатывающие заводы. В настоящее время строительство таких печей почти прекращено, однако они имеются в большом количестве на нефтеперерабатывающих заводах. Основанием печи служит ленточный бетонный фундамент, на котором установлен каркас печи, состоящий из вертикальных стоек, к верхней части которых прикреплены металлические фермы, соединенные по верхнему поясу металлическими прогонами. К прогонам крепят листы волнистого шифера, образующие кровлю, защищающую огнеупорную кладку свода от атмосферных осадков. К нижнему поясу ферм крепят прогоны из швеллеров, к которым в поперечном направлении подвешивают чугунные балочки для навески шамотных фасонных изделий и подвесок из хромоникелевой жаропрочной стали для труб.

К вертикальным стойкам каркаса боковых и торцовых стен печи крепят в продольном направлении швеллеры, а к ним — чугунные подвески для навешивания шамотных фасонных изделий, образующих футеровку рабочих камер печи. К вертикальным стойкам каркаса крепят также переходные площадки и лестницы для обслуживания форсунок и соединений труб (змеевика), по которым циркулируют нефтепродукты. В торцовых стенах к каркасу по периметру свода и пода крепят решетки из серого и жаропрочного чугуна для опирания труб змеевика.

Под печи выполняется из большеразмерных плит из жаростойкого бетона. Кладку боковых стен рабочих камер до верха форсуночных камер выполняют из нормального шамотного кирпича толщиной 345 мм (1,5 кирпича), а выше форсуночных камер — из шамотных фасонных изделий, которые навешивают на чугунные подвески. Торцовые стены печи (кроме конвекционной камеры) выполняют только из шамотных фасонных изделий, подвешенных на чугунных подвесках.

Свод печи делают из шамотных фасонных изделий, также навешиваемых на чугунные подвески. В стенах и сводах печи оставляются температурные швы, заполняемые шнуровым асбестом. Стены конвекционной камеры (перевальные) выкладывают из шамотных фасонных изделий толщиной 460 мм.

С наружной стороны огнеупорная кладка стен и свода покрывается слоем теплоизоляционной обмазки. Боковые и торцовые стены печи после нанесения обмазки закрываются листами, которые крепят к каркасу лечи.

Змеевики трубчатых печей, по которым циркулируют нагреваемые нефтепродукты, делают из бесшовных цельнотянутых труб из углеродистых или специальных марок стали диаметром от 60 до 152 мм и длиной от 6 до 18 м в зависимости от длины трубчатой печи. Трубы, устанавливаемые на поду печи, опирают концами на подовые, решетки, а устанавливаемые по своду печи — на решетки сводового экрана и подвески, закрепленные на нижнем поясе фермы.

В конвекционной камере трубы опирают на решетки, изготовляемые из специальных жаропрочных марок стали. Для соединения концов труб, выходящих из печи, применяют двойники из легированных сталей, кованые или литые.

Продукты переработки нефтяного сырья поступают в одну из нижных труб конвекционной камеры, проходят последовательно через все трубы, а затем через трубы, расположенные на поду и своде печи, откуда нефтяное сырье в жидком и парообразном состоянии подается в аппаратуру, где происходит разделение нагретых продуктов нефти на бензин, керосин и др.

Трубчатые печи обогревают жидким топливом. Продукты горения нагревают огнеупорную кладку и трубы змеевика, расположенные непосредственно в рабочих камерах, как за счет конвекции, так и за счет радиации факела. Из рабочей камеры продукты горения поднимаются вверх на высоту перевальных стен конвекционной камеры и за счет конвекции нагревают пучок труб, расположенных в ней, а затем поступают через боров и дымовую трубу в атмосферу.

В настоящее время взамен трубчатых шатровых печей широкое распространение получают более производительные и более совершенные печи для переработки нефтепродуктов. Одной из характерных особенностей этого вида печей является расположение форсунок в поде печи и направление движения продуктов горения в рабочем пространстве печи и зоне подогрева только снизу вверх. Такое направление продуктов горения при наличии пережима в верхней части рабочей камеры и равномерный (по длине зоны подогрева) отбор охлажденных отходящих газов с дальнейшим выбросом их через газопроводы и дымовую трубу в атмосферу позволяют обеспечить лучшую отдачу тепла нагреваемому продукту и повысить производительность и коэффициент полезного действия печи, который доходит до 0,77.

Основанием печи служат отдельно стоящие железобетонные фундаменты, к которым с помощью анкерных болтов крепятся основные стойки каркаса печи. Продольные и торцовые стойки каркаса через определенные промежутки (по высоте) обвязаны швеллерами и уголками, к которым крепятся подвески с укладываемыми на них трубами змеевика.

К стойкам каркаса также крепятся металлические конструкции пода печи, кронштейны пережима (в местах перехода рабочей камеры в зону подогрева), конструкции оснований газопроводов и дымовой трубы, трубные решетки, а также лестницы и обслуживающие площадки. К конструкциям пода печи крепятся горелки, обвязки к ним (газо- и воздухопроводы).

Футеровка печи выполняется из фасонных шамотных изделий, навешиваемых на специальные подвески, закрепляемые с помощью болтов к швеллерам (продольным) каркаса печи, или из панелей жаростойкого бетона, облицованных с наружной стороны стальными листами в виде короба (кассеты). Для обеспечения прочности жаростойкого бетона к стальному листу в шахматном порядке привариваются анкеры U-образной формы. Часть футеровки (при выполнении ее в бетонном варианте) — основание под трубу, газоходы и сама дымовая труба—выполняется из штучных огнеупорных материалов. Печи указанной конструкции работают самостоятельно или в виде установки (блока), состоящей из нескольких печей, но имеющих общий сборник продуктов горения и одну дымовую трубу. Целесообразность строительства таких установок заключается в том, что при остановке (на ремонт) одной из печей установка продолжает работать и выпускать продукцию.