Радиационно-конвективный способ обогрева поверхностей теплообмена
Способ предназначен для применения в химической, энергетической и теплоэнергетической промышленности. Способ включает подачу топлива и окислителя в радиационную камеру таким образом, что окислитель с содержанием кислорода более 3 об.% входит в радиационную зону отдельно, а топливо дозируют по ходу движения окислителя в соответствии с необходимым температурным профилем поверхностей теплообмена, создавая условия радиационно-конвекционного обогрева одновременно. Техническим результатом изобретения является увеличение межремонтного пробега теплообменных поверхностей и повышение их эффективности работы. 1 ил.
Изобретение относится к технологии обогрева поверхностей теплообмена трубчатых печей, котлов паровых и для теплоносителей и может быть использовано в химической, энергетической, теплоэнергетической промышленности.
Известны способы обогрева поверхностей теплообмена, в частности промышленных трубчатых печей, которые состоят из радиационной и конвекционной камер, осуществляются с помощью излучения от горелок, расположенных на наружных панелях радиационной камеры. Процесс в любых конструкциях горелок происходит за счет смешения воздуха и топливного газа и их сжигания непосредственно на выходе из горелок (Рентус Н., Шарихин В.В. Трубчатые печи в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. - М.: Химия, 1987, 17-39, авт.св. СССР N 1214724, 1986). К недостаткам известных способов обогрева трубчатых печей с помощью горелок относится неравномерность обогрева поверхности теплообмена, приводящая к местным перегревам, науглероживанию, ускоренному закоксованию поверхностей теплообмена и их коррозии; высокая температура факела горелки, разрушающая футеровку прилегающей поверхности и собственно горелку. Цель изобретения - повышение эффективности работы теплообменных поверхностей оборудования, увеличение их межремонтного пробега и улучшение безопасности работы. Цель достигается тем, что топливо (газ, пары органического топлива, жидкое топливо, пылеобразное твердое топливо) и окислитель (воздух, дымовые газы, выхлопы газовых турбин) подают в радиационную камеру таким образом, что окислитель с содержанием кислорода более 3 об.% входит в радиационную камеру отдельно, а топливо дозируют по ходу движения окислителя в соответствии с необходимым температурным профилем поверхностей теплообмена. При этом сгорание топлива происходит во всем объеме потока, создавая условия радиационно-конвекционного обогрева одновременно. На чертеже, отражающем продольный разрез части радиационной камеры трубчатой печи, показана принципиальная схема ее обогрева. Радиационно-конвекционный обогрев трубчатой печи в нашем примере производится сжиганием топлива, в качестве которого используется топливный газ, в потоке окислителя - выхлопов газовых турбин с содержанием кислорода более 3 об.%. При этом топливо и окислитель в трубчатую печь подаются раздельно. Воспламенение топлива производится запальными горелками или самовоспламенением при высокой температуре окислителя, или другими известными способами. Окислитель движется вдоль поверхностей теплообмена, в нашем случае змеевиков 2 трубчатой печи, направляемый топливными камерами 3 с топливом, размещенными параллельно змеевикам 2. В топливные камеры 3, перфорированные отверстиями 4 для выхода топлива, оно подается в количестве, соответствующем расчетному температурному профилю поверхностей теплообмена. Выходящее из камер 3 топливо перемешивается во всем объеме движущегося потока окислителя и сгорает с образованием объемного радиационного излучения. Движущийся поток окислителя в смеси с продуктами сгорания топлива обеспечивает дополнительно конвекционный режим обогрева всей поверхности теплообмена - змеевиков 2. При движении окислителя содержание кислорода постепенно падает от исходных более 3 об.% до минимально необходимых 0,1%, чтобы содержание оксида углерода CO не превышало допустимых санитарных норм. Сочетание радиационного и конвекционного способов обогрева поверхностей теплообмена камеры трубчатой печи позволяет увеличить коэффициент теплопередачи, а следовательно, снизить температуру газового потока продуктов сгорания с обычных 1500 - 1600oC до 1240 - 1280oC и при этом сохранить температуру стенки последних участков змеевика на уровне 940 - 980oC. Равномерное одновременное сгорание топлива и омывание продуктами сгорания поверхностей теплообмена различного типа оборудования при радиационно-конвекционном способе обогрева снижает локальные перегревы, коксообразование, науглероживание и коррозию поверхностей теплообмена, увеличивает межремонтный пробег оборудования в 3-4 раза. Повышается безопасность работы оборудования за счет его герметизации, которая достигается отсутствием подсоса окислителя к радиационным камерам из окружающего пространства.Формула изобретения
Радиационно-конвекционный способ обогрева поверхностей теплообмена путем сжигания топлива в потоке окислителя, отличающийся тем, что топливо и окислитель подают в радиационную камеру таким образом, что окислитель с содержанием кислорода более 3 об. % входит в радиационную камеру отдельно, а топливо дозируют по ходу движения окислителя в соответствии с необходимым температурным профилем поверхностей теплообмена, создавая условия радиационно-конвекционного обогрева одновременно.РИСУНКИ
Рисунок 1NF4A Восстановление действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение
Дата, с которой действие патента восстановлено: 10.11.2008
Извещение опубликовано: 10.11.2008 БИ: 31/2008