Печи нефтеперерабатывающих заводов

Трубчатая печь используется в нефтеперерабатывающей промышленности и предназначена для нагрева углеводородного сырья, путем открытого огневого обогрева трубчатого змеевика газами в топочной камере от сгорания жидкого или газообразного топлива. Характеризуются производительностью, максимальной и номинальной мощностью горелки и разностью температуры нагрева. Используются в схемах нефтепереработки.

Предприятие ООО НПП «НОУпром» в России разрабатывает и изготавливает печи для нпз горизонтального типа, которые могут иметь трубчатые змеевики, выносные конвективные камеры, горелки любой страны изготовителя и кожухотрубчатый теплообменник. Трубчатая печь в базовой комплектации имеет неавтоматические горелки собственного производства. Они применяются на опасных производственных объектах нефтеперерабатывающих и других производств, работающих с взрывопожароопасными или 4 класса опасности по ГОСТ 12.1.007 рабочими средами.

Ниже представлен ряд трубчатых печей уже разработанных и изготовленных нашим предприятием, которые вы можете купить и оценить по достоинству.

Также предприятие ООО НПП «НОУпром» может купить печь по низкой цене и разработать объект по вашим эскизам.

Характеристики нагрева сырья — температуры на входе и на выходе взяты для примера из практических данных работающих печей использующихся в установках БДУ-2К и СК-700-2К. В качестве нагреваемого продукта в трубчатых печах используется отбензининная нефть.

Трубчатые печи могут использоваться в процессах термического крекинга мазута и каталитического крекинга мазута.

Печь АНУ-0.8 В предназначена для нагрева нефти, бензина, дизельного топлива, мазута, гудрона, масла, теплофикационного масла и других углеводородов на опасных производственных объектах.

Печь АНУ-1.2В предназначена для нагрева нефти, бензина, дизельного топлива, мазута, гудрона, масла, теплофикационного масла и других углеводородов на опасных производственных объектах. Змеевики имеют диаметр — 76 мм

Печь АНУ-1.2 (ТСУ-267) предназначена для нагрева нефти, бензина, дизельного топлива, мазута, гудрона, масла, теплофикационного масла и других углеводородов на опасных производственных объектах.

Печь АНУ-1.5 (265+конвективная сверху) предназначена для нагрева нефти, бензина, дизельного топлива, мазута, гудрона, масла, теплофикационного масла и других углеводородов на опасных производственных объектах.

Трубчатая печь АНУ-2.0 (263) предназначена для нагрева нефти, бензина, дизельного топлива, мазута, гудрона, масла, теплофикационного масла и других углеводородов на опасных производственных объектах.

Печь АНУ-2.5 (263 + конвективная внутри) предназначена для нагрева нефти, бензина, дизельного топлива, мазута, гудрона, масла, теплофикационного масла и других углеводородов на опасных производственных объектах. Площадь змеевика радиантной камеры составляет 61м2

Печь АНУ-3.0 предназначена для нагрева нефти, бензина, дизельного топлива, мазута, гудрона, масла, теплофикационного масла и других углеводородов на опасных производственных объектах.

Печь АНУ-3.8 предназначена для нагрева нефти, бензина, дизельного топлива, мазута, гудрона, масла, теплофикационного масла и других углеводородов на опасных производственных объектах. В данной печи змеевики имеют диаметр 89 мм

Трубчатая печь АНУ-5,5 предназначена для нагрева нефти, бензина, дизельного топлива, мазута, гудрона, масла, теплофикационного масла и других углеводородов на опасных производственных объектах.

Печи нагрева нефти используются в нефтеперерабатывающей промышленности — непосредственно на нефтяных месторождениях и заводах и предназначаются для интенсивного нагрева, в результате которого снижается вязкость продукта. У нас вы сможете может купить печь и заказать эскиз-проект.

    камера радиации с радиантными змеевиками, с необходимыми для обслуживания печи люками — лазами и горелочными устройствами (кроме того, камера радиации печи нагрева нефти оснащена системой пожаротушения) камера конвекции, оборудованная конвективными трубными пучками и теплоутилизирующими поверхностями газоходы и дымовая труба с регулирующими шиберами. кожухотрубчатые теплообменники

В некоторых моделях нагревательных печей устанавливаются парогенераторы или пароперегреватели технологического водяного пара, которые занимают около 20% общей поверхности нагрева.

Для предотвращения потери тепла в окружающую атмосферу, печи нагрева нефти и нефтепродуктовфутеруется (обкладывается) огнеупорными и теплоизоляционными материалами.

Благодаря особой конструкции нагревательной печи для нпз, где змеевики имеют температуру стенки продуктовой трубы от 100-120 o С, обеспечивается равномерный и быстрый нагрев продукта. Кроме того трубчатая печь, благодаря своей конструкции, к позволяет добиться значительного снижения коксообразования.

Современные печи нагрева термального масла комплектуются системами КИПиА, благодаря которым обеспечивается технологический режим работы оборудования в соответствии с заданными параметрами. Большинство систем автоматизации выполняются по блочно – функциональному принципу и являются ничем иным, как комплексом устройств управления, контроля и сигнализации, которые размещаются как в помещении аппаратного блока, так и на технологической части оборудования. Таким образом, в печи нагрева нефти, оснащенной системой автоматизации с электрическими исполнительными механизмами, надежно контролируется уровень концентрации газовоздушной среды, предотвращая взрыв и возгорание продукта в печи.

Помимо этого, производители печей нагрева нефти для нефтеперерабатывающей промышленности уделяют сегодня пристальное внимание безопасности оборудования. В каждой печи нагрева нефти предусмотрено наличие аварийной блокировки, необходимой для предотвращения несчастных случаев во время эксплуатации устройства, а также кожухотрубчатый теплообменник для дополнительной защиты. Для более легкого и удобного обслуживания нагревательные печи оборудуются стремянками, лестницами и площадками.

ООО НПП «НОУпром» в России предлагает услуги по р азработке печи нагрева термального масла в короткие сроки! Также на нашем предприятии Вы всегда сможете купить печи для нефтепереработки с радиантными змеевиками.

Http://nouprom-npz. ru/katalog-produktsii/pechi-nagreva-nefti-nefteproduktov-masla/

Вместе с этим нежелательно пропан и более тяжелые углеводороды терять на пути от товарных резервуаров промысла до печи нефтеперерабатывающего завода вследствие того, что он является ценным химическим сырьем.  [16]

Жаропрочное стальное литье этих марок применяется для подвесок, решеток, кронштейнов, опор и других деталей печей нефтеперерабатывающих заводов.  [17]

Широкое внедрение методов восстановления печных труб с помощью сварки, а также применение новых сварных труб в печах нефтеперерабатывающих заводов могут дать значительный экономический эффект. Только по Омскому нефтеперерабатывающему заводу, по примерным подсчетам, он может составить 40 тыс. руб. в год. В настоящее время сварные трубы применяются на Новоуфимском, Пермском и Куйбышевском НПЗ.  [18]

Стали на основе 5 – 12 % Сг обладают высокой прочностью и стабильностью свойств в условиях работы труб печей нефтеперерабатывающих заводов.  [19]

Нефть, перемещаясь от скважины по нефтесборной системе, в системе ее обработки и в системе нефтепроводного управления вплоть до печи нефтеперерабатывающего завода непрерывно теряет углеводороды, содержащиеся в ней вследствие их испарения. Испарение углеводородов из нефти происходит при уменьшении давления, повышении температуры, разгрузке, загрузке и рыгрузке резервуара.  [20]

Однако иногда выгодно поднять температуру подогрева эмульсии для того, чтобы товарную нефть сделать более или менее стабильной по ее углеводородному составу в процессе перемещения от установки по обезвоживанию до печи нефтеперерабатывающего завода. Этим, в отдельных случаях, потери углеводородов при испарении товарной нефти могут быть сведены до практически допустимых.  [22]

При осуществлении процесса очистки нефти от воды на промысловых установках нагреванием, температуру ее нагрева следует выбирать с учетом не только наивыгоднейшего расхода тепла и де-эмульгатора, но и обеспечения при этом относительной стабильности углеводородного состава товарной нефти при движении ее от установки до печи нефтеперерабатывающего завода. Углеводороды, испарившиеся в процессе очистки нефти от воды, подлежат отделению от нефти на установке и использованию как целевого продукта этого процесса.  [23]

Печи, служащие для получения из одного продукта другого путем его перегонки. К ним относятся печи нефтеперерабатывающих заводов, печи для получения искусственного жидкого топлива, коксовые батареи, ряд печей химической промышленности.  [24]

Следует обратить внимание на необходимость принятия мер по предупреждению возможности образования взрывоопасных газовых смесей в аппаратуре и особенно в топочном пространстве печей. Известен случай, когда при разрушении трубы из нержавеющей стали диаметром 127 мм в топочное пространство печи нефтеперерабатывающего завода были выброшены углеводороды. Взрывом был разрушен технологический аппарат. Разрушение труб в печи пиролиза может быть вызвано их перегревом вследствие нарушений технологического режима процесса, а также отложениями кокса на стенках, что приводит к ухудшению теплопередачи и перегреву металла. Кроме того, материал труб и монтаж поверхностей теплообмена могут быть некачественными. Поэтому в ряде процессов пиролиза для снижения скорости отложения кокса и удаления его с внутренней поверхности стенки в сырье перед зоной реакции ( / 650 – 700 С) добавляют раствор поташа, который является эффективным катализатором процесса окисления кокса водяным паром.  [25]

Следует обратить внимание на необходимость принятия мер по предупреждению возможности образования взрывоопасных газовых смесей в аппаратуре и особенно в топочном пространстве печей. Известен случай, когда при разрушении трубы из нержавеющей стали диаметром 127 мм в топочное пространство печи нефтеперерабатывающего завода были выброшены углеводороды. Взрывом был разрушен технологический аппарат. Разрушение труб в печи пиролиза может быть вызвано их перегревом вследствие нарушений технологического режима процесса, а также отложениями кокса на стенках, что приводит к ухудшению теплопередачи и перегреву металла. Кроме того, материал труб и монтаж поверхностей теплообмена могут быть некачественными. С) добавляют раствор поташа, который является эффективным катализатором процесса окисления кокса водяным паром.  [26]

Как отмечалось, мерой испаряемости нефти может служить величина давления ее насыщенных паров. Оно не постоянно даже для одной и той же нефти и зависит от количества легких углеводородов, содержащихся в ней. Так, например, девонская нефть, вышедшая из газосепаратора, может иметь давление насыщенных паров до 0 133 Мн / м2 ( 1000 мм рт. ст.) и выше в зависимости от давления сепарации, а у печи нефтеперерабатывающего завода оно может быть в 2 – 3 раза меньше за счет потери легких углеводородов на пути ее движения.  [27]

Эти печи почти всегда работают либо на жидком топливе, либо на нефте-заводских газах. Но часто нагрев бывает смешанным, с применением и жидкого и газообразного топлива. Хорошо известно, что пламя жидкого топлива и пламя газа существенно отличаются Друг от друга. Печи нефтеперерабатывающих заводов должны позволять использование, по желанию, как того, так и другого вида топлива, с тем чтобы получать максиально возможную производительность.  [28]

Верхнюю поверхность свода изолируют после сушки печи пластичной изоляцией толщиной до 50 мм. Для повышения жаростойкости внутреннюю поверхность камеры сгорания зачастую покрывают слоем огнеупорной обмазки толщиной 5 – 7 мм. Для печей нефтеперерабатывающих заводов применяют хромитовую обмазку ОХ. Обмазку на защищаемую поверхность тщательно втирают.  [29]

Количество пропан-бутановой фракции, содержащееся в некоторых нефтях, после выделения из них газа при абсолютном давлении 1 2 am составляет для шкаповской нефти пласта Д1у ( скв. Это может служить исходным положением при выборе мер по предупреждению потерь углеводородов от испарения нефти в резервуаре. Если в нефти, поступающей по герметизированной системе на нефтесборный пункт, имеются пропан и бутаны, то, основываясь на технико-экономических показателях, учитывающих величину и качество потерь углеводородов в товарных резервуарах и далее за пределами промысла до печи нефтеперерабатывающего завода, устанавливаю необходимость применения термической сепарации углеводородов из нефти. При этом может оказаться что одни нефти достаточно дебутанизи-ровать, другие – депропанщзировать полностью или частично, а третьи нефти совсем не подвергать термической сепарации на промысле или подвергать при темлературе ее обезвоживания.  [30]

Http://www. ngpedia. ru/id255494p2.html

Печи нефтеперерабатывающих заводов обладают рядом характерных особенностей. Прежде всего они предназначены для нагрева жидкостей, проходящих по трубам, которые размещены на поду, потолке и стенках печи. Замеры температур и давлений жидкости, циркулирующей в трубах этих печей, в случае необходимости производятся достаточно точно калориметрически.  [1]

Для печей нефтеперерабатывающих заводов институт Гипро-нефтезаводы рекомендует хромитовую обмазку ХО, которая представляет собой водный раствор концентрата сульфит-спиртовой барды. До нанесения обмазки поверхность обмуровки тщательно очищают скребком от мертеля ( глины) и посредством продувки воздухом от пыли.  [2]

На всех печах нефтеперерабатывающих заводов входные и выходные трубы каждого потока сваренные. При этом трубы из стали Х5М свариваются электродами ЭНТУ-3. Ускоренного износа труб в околошовной зоне не наблюдается. Это также подтверждает, что в печах установок ЛВТ, селективной очистки масел, деасфалътиза-ции, 35 / 1 не происходит электролитической коррозии.  [3]

Кроме того, в печи Омского нефтеперерабатывающего завода изменено шарнирное опирание стеновых панелей и разукрупнены блоки с целью применения менее грузоподъемного монтажного оборудования.  [4]

На рис. VI-22 показана широко применяемая для отопления печей нефтеперерабатывающих заводов и других промышленных печей панельная многотуннельная горелка Гипронефтемаша.  [6]

Она примерно в два раза выше, чем в горелках печей нефтеперерабатывающих заводов. Это обусловлено перпендикулярным расположением поверхности горелки к естественному потоку дымовых газов. Повышенная температура тыльной стороны горелки вызывает увеличенные потери в окружающую среду, которые необходимо учитывать при тепловом расчете установок с панельными горелками.  [8]

Горелки ГИК и их модификации используются примерно в 16 % печей местных нефтеперерабатывающих заводов.  [9]

Каждый резервуар, из числа расположенных на пути движения нефти от скважины по печи нефтеперерабатывающего завода, является источником потерь легких углеводородов при ее испарении. В связи с этим сокращение числа последовательно расположенных резервуарных парков на пути движения нефти является наиболее эффективным средством по уменьшению потерь легких углеводородов. Это средство позволяет также уменьшить металлоемкость системы и снизить себестоимость сбора и транспорта нефти.  [10]

Специфические свойства природных и попутных газов по сравнению с мазутом позволяют значительно уменьшить габариты печей нефтеперерабатывающих заводов и в то же время интенсифицировать технологический процесс.  [12]

Важно проследить за изменением углеводородного состава продуктов испарения нефти на пути ее дальнейшего следования к печи нефтеперерабатывающего завода. Потери ишимбайской нефти от ее испарения, согласно разовым замерам, проведенным в 1943 г., составляют: из участкового резервуара 0 7, сырьевого – 1 1 и из товарного после обезвоживания нефти – 1 5 % от ее веса.  [13]

Эффективность ступенчатой сепарации газа резко повышается при условии герметизации пути движения нефти от скважин до печи нефтеперерабатывающего завода, исключающей потери летучих углеводородов из нее или резко их снижающей.  [14]

Http://www. ngpedia. ru/id255494p1.html

Трубчатые печи (рисунок 5) на АВТ установках служат для нагрева нефти (отбензиненной нефти), мазута и бензина, они обеспечивают основной поток тепла, вносимого в ректификационные колонны, и энергетический потенциал их разделительной способности.

1 – форсунки; 2 – муфели; 3 – футеровка; 4 – огнеупорная перевальная стена; 5 – несущие конструкции свода; 6 – кровля; 7, 8 – потолочный и подовый экраны; 9 – конвекционная секция змеевика; 10 дымоход; I и II – вход и выход нагреваемого потока

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 используют при необходимости нагрева среды (углеводородов) до температур более высоких, чем те, которых можно достичь с помощью пара, т. е. примерно свыше 230 0 С. Несмотря на сравнительно большие первоначальные затраты, стоимость тепла, отданного среде при правильно спроектированной печи, дешевле, чем при всех других способах нагрева до высоких температур. 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.

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.

Трубчатая печь – это строительно-технологическое сооружение, состоящее из следующих функциональных узлов: фундамента, каркаса, футеровки, змеевика, горелок, утилизаторов тепла, дымовой трубы и гарнитуры.

Фундамент Печи сооружают из монолитного или сборного железобетона и конструктивно изолируют от воздействия высоких температур. На фундамент через несущие стойки каркаса печи опирается вся масса печи.

Каркас печи – основная несущая металлическая конструкция, воспринимающая нагрузки от веса огнеупорной футеровки, трубчатого змеевика, вспомогательных узлов (а в некоторых печах – и дымовой трубы).

Футеровка предназначена для защиты каркаса печи от воздействия высоких температур и создания вторичного теплового излучения, повышающего тепловую эффективность (к. п. д.) печи. Для снижения теплопотерь через футеровку и создания безопасных условий эксплуатации печи с внешней стороны футеровка покрывается слоем теплоизоляции.

Технологический змеевик печи – это наиболее ответственная часть печи, изготовляемая из дорогостоящих горячекатаных бесшовных труб и работающая в наиболее тяжелых температурных и коррозионных условиях. Цельносварной змеевик проще по устройству, надёжен, герметичен, а главное – он целиком помещается в топку печи или камеру конвекции, что позволяет лучше герметизировать топку и в целом печь и исключить вредные подсосы воздуха извне.

Горелки (или форсунки) служат для сжигания топлива, подаваемого в топку печи. При этом они должны обеспечивать полное сжигание топлива, давать устойчивый факел пламени, иметь высокую производительность (для сокращения числа горелок на одну печь), быть конструктивно несложными и простыми в эксплуатации, обладать возможностью их включения в систему автоматического регулирования работы печи.

По типу используемого топлива различают горелки газовые, горелки на жидком топливе (мазутные) и комбинированные на газовом и жидком топливе (газо-мазутные). Газовые горелки по организации сжигания в них топлива бывают пламенные и беспламенные (панельные).

В пламенных горелках газ сжигается с образованием факела, являющегося основным первичным излучателем в топке, а в беспламенных – в многотуннельной керамической панели так, что пламя из нее не выходит, а сама она раскаляется до высокой температуры и служит излучателем тепла. Из таких панелей набирается основная площадь боковых стен топки, и эти стены излучают тепло на экран змеевика. Все остальные типы горелок подают в топку факелы пламени. Горелка ГП может работать как раздельно на газе или мазуте, так и одновременно сжигать оба вида топлива.

Дымовая труба выполняет две основные функции – создает необходимую тягу в топке печи и отводит вредные дымовые газы (содержащие оксиды углерода, азота, серы и углеводороды) на большую высоту для лучшего их рассеяния в атмосфере. Естественная тяга создается дымовой трубой за счет разницы плотностей окружающего воздуха и дымовых газов. При этом, чем больше высота трубы, тем выше разрежение в топке или на выходе из конвекционной камеры. Обычно при высоте трубы 40 м разрежение после воздухоподогревателя составляет 0,2-0,3 кПа. Если естественная тяга, создаваемая дымовой трубой, оказывается недостаточной для создания минимально допустимого разрежения в топке – 0,1-0,2 кПа (из-за большого гидравлического сопротивления печи по газовому тракту или малой высоты трубы), то создают принудительную тягу. Для этого на потоке дымового газа после его выхода из воздухоподогревателя устанавливают дымосос (вентилятор), отсасывающий дымовой газ из печи и выбрасывающий его в дымовую трубу.

По своей конструкции и компоновке с печью дымовые трубы бывают трех типов – металлические индивидуальные, металлические общие и железобетонные. [7]

Индивидуальные металлические дымовые трубы обслуживают обычно одну печь и устанавливаются либо непосредственно на печи (если камера конвекции расположена над топкой), либо рядом с печью (если дымовые газы отводятся через газоход под подом печи).

Общие металлические дымовые трубы устанавливаются на земле для обслуживания группы печей (2-4 печи), независимо от направления вывода дымовых газов из печи. В этом случае система отвода дымовых газов из каждой печи объединяется в общий газоход (под землей или над печами) и по нему газы вводятся в дымовую трубу. При установке таких труб непосредственно на печи их высота обычно небольшая (20-30 м), а в случае, если труба устанавливается рядом с печью на земле, ее высота может достигать 50-60 м.

Металлические дымовые трубы, как и газоподводящие коллекторы (газоходы) до них, внутри облицовывают теплостойким слоем торкретбетона, защищающим металл трубы от воздействия высоких температур и паров слабой кислоты, образующейся при температурах ниже точки росы. Кроме того, футеровка трубы защищает ее и от эрозионного износа твердыми частицами, содержащимися в дымовых газах.

Железобетонные дымовые трубы устанавливают на современных мощных установках для обслуживания всей группы из 4-5 печей с общим для всех печей дымососом. Высота их обычно составляет 120-180 м. Изнутри такие трубы футеруют тепло-кислотостойкой облицовкой.

Гарнитура трубчатой печи включает ее вспомогательные конструкционные и эксплуатационные узлы – подвески и трубные решетки для змеевика, предохранительные окна и люки-лазы, гляделки, шиберы дымоходов.

Трубчатые печи (рисунок 6) имеют камеру сгорания 1, в которой факелообразно сгорает жидкое или газовое топливо, поступающее через форсунки 2, и отделённую перевальной стенкой 3 конвекционную камеру 4. В потолочной и фронтовой частях камеры сгорания, расположены трубы 5, обогреваемые непосредственно лучеиспусканием факела трубы конвекционной камеры. [11]

1 – камера сгорания; 2 – форсунки; 3-стенка; 4 – камера конвекционная; 5 – трубы камеры сгорания, 6 – трубы конвекционной камеры.

Дымовые газы – это наиболее крупнотоннажный газовый поток, загрязняющий атмосферу продуктами горения топлива в печах АВТ. Горючие элементы топлива окисляются кислородом воздуха. В составе дымовых газов кроме азота, диоксида углерода, пары воды, и небольшого количества избыточного кислорода (1,2%) содержатся вредные оксиды азота, а также продукты неполного сгорания топлива оксид углерода и продукты термического разложения топлива – ПАУ.

При сжигании топлива происходит окисление углерода и его соединений с кислородом воздуха с образованием диоксида углерода (или углекислого газа) СО2 в качестве конечного продукта полного окисления (сгорания) вода:

В то же время, вследствие локальных недостатков воздуха или неблагоприятньгх тепловых и аэродинамических условий, в топках и камерах сгорания образуются продукты неполного сгорания, подавляющая доля, которых составляет монооксид углерода СО (угарный газ):

Отметим, что при условии полного горение в продуктах сгорания имеется лишь незначительное количество СО, оно увеличивается с ростом температуры в зоне горения и с увеличением концентрации свободного О2

Оксид углерода (СО), представляет собой бесцветный, безвкусный газ, обладающий токсическим действием. Попадая в организм, СО реагирует с гемоглобином крови, препятствуя нормальному переносу кислорода, в результате возможно отравление. Исследования показали, что воздействие СО, даже в сравнительно малых количествах, может вызвать нарушение поведения, неощутимые для пострадавшего.

Окислы азота. При сжигании органических топлив азот, содержащийся в воздухе и топливе, становится реакционно-способным и, соединяясь с кислородом, образует оксиды:

Окислы азота, сбрасываемые с дымовыми газами, образуются как за счет высокотемпературных процессов в факеле (фиксация атмосферного азота), так и за счет окисления азотсодержащих соединений самого топлива. На выходе из трубы окислы азота дымовых газов состоят на 85-90% из N0 и на 10-15% из двуокиси азота. В атмосфере происходит быстрое окисление N0 в М02, что усиливает отрицательное воздействие дымовых газов на природу и живые организмы, поскольку двуокись азота более токсичен.

«Топливные» NOх. Термин служит для обозначения окислов азота, образующихся из азотсодержащих компонентов топлив. В большинстве проведенных исследований была обнаружена прямо-пропорциональная зависимость концентрации образующихся окислов азота от содержания азота в исходном топливе.

Термические NОх. Эти окислы образуются за счет окисления молекулярного азота атомарным кислородом (механизм Зельдовича).

В большинстве топочных устройств время пребывания продуктов сгорания в топке не превышает 1-5 сек., а время достижения равновесных концентраций NО при температурах 1800-1900 К составляет 23-24 сек. Учитывая, что термические окислы образуются в узком температурном интервале, где время нахождения продуктов не превышает доли секунды, можно утверждать, что при образовании оксида азота в установках не достигаются равновесные концентрации.

«Быстрые» оксиды азота. Данный вид окислов азота образуется в зоне достаточно низких температур в результате реакции углеводородных радикалов с молекулой азота и последующим взаимодействием атомарного азота с гидроксильной группой ОН. Эта реакция протекает достаточно интенсивно даже при температурах 1600 К, когда образования термических окислов практически не происходит. Также в результате взаимодействия с пероксидным радикалом НО2 ? по реакции:

Диоксид азота NO2 представляет собой пар буро-красною цвета, оказывающий раздражающее воздействие на дыхательные пути и приводящий к отеку легких.

Оксиды серы SO2 И SO3. Содержащаяся в топливе сера является источником образования оксидов серы SOХ. В твердых топливах сера содержится в трех видах: органическая, колчеданная и сульфатная. В состав газообразных топлив сера входит только в виде Н2S и меркаптанов. Сера в мазуте входит в состав серосодержащих органических соединений и в меньшей степени она присутствует в виде серовода и элементной серы. При сжигании сернистых топлив присутствующая сера окисляется до сернистого ангидрида.

Часть (1-5%) SО2 затем доокисляется до серного ангидрида SО3 в ходе гомогенных реакций при горении топлива SО2 + 1/2О2 = SО3, а также в результате гетерогенных реакций на поверхности нагрева с участием катализаторов (V2O5, Fe2O3)

Бенз(а) пирен. Молекулы полиароматических углеводородов (ПАУ) содержат циклы из шести атомов углерода с тремя двойными связями (так называемые бензольные ядра). Они образуются в результате неполного сгорания любых углеводородных топлив. Последнее имеет место из-за торможения реакций окисления углеводородов топлива холодными стенками топочных устройств, а также может быть вызвано неудовлетворительным смешением топлива и воздуха. Это приводит к образованию в топках (камерах сгорания) локальных окислительных зон с пониженной температурой или зон с избытком топлива. Таким образом, суммарная эмиссия ПАУ (наряду с выбросами СО) является мерой неэффективности процесса горения топлива.

Бенз(а) пирен – самый токсичный из ПАУ: обладает канцерогенными свойствами. Количество ПАУ, поступающих в атмосферу с дымовыми газами, в значительной степени зависит от качества и вида сжигаемого топлива. ПАУ гораздо меньше при сжигании жидкого топлива и минимален при сжигании газа. Он существенно зависит от режима сжигания: при химическом недожоге количество ПАУ в дымовых газах может возрастать в 10-50 раз за счет содержания их в саже. [2,11]

Непосредственное образование ПАУ происходит в реакциях пиролиза и синтеза в процессе горения топлива. Механизм их образования представляет собой сложный многостадийный процесс, который пока в достаточной мере не выяснен. Предполагается, что он имеет радикально-цепной характер и включает несколько стадий.

Схематично механизм образования бенз(а) пирена может быть представлен следующим образом:

Бенз(a) пирен C20H12 – твёрдое кристаллическое вещество желтого цвета с температурами плавления 179 °С и кипения 500-570°С. Поэтому в газовом тракте котлов Б(а) П в зависимости от температуры процессов сгорания может находиться в газообразном, жидком (аэрозоли) или твёрдом состояниях.

Http://studbooks. net/926886/ekologiya/tehnologicheskie_pechi

Р. Р. Кафаров-Пути оптимизации работы трубчатых печей НПЗ после 20 лет эксплуатации

Трубчатые печи являются основными потребителями топлива на НПЗ, поэтому их оптимальная работа является определяющей для экономики нефтеперерабатывающего комплекса. Прогрессивные инженерные решения, заложенные в проектах печей, за время эксплуатации постепенно утрачиваются и коэффициент полезного действия снижается на десятки процентов. Однако, если степень износа основных конструктивных узлов печей ещё не велика, то имеется возможность восстановления первоначального уровня КПД. Оптимизация работы трубчатых печей требует в первую очередь проведения всестороннего их обследования с использованием современных приборов для разработки и осуществления комплекса мероприятий по восстановлению работоспособности печей, повышения их КПД. Подобные работы были проведены в 1997-98 г. г. на бакинских нефтеперерабатывающих объединениях Азернефтянаджаг и Азернефтяг. Методика проведения обследования печей, сопутствующие им технологические расчёты, последующий анализ результатов и выработка конкретных мер по оптимизации работы печей, проведённые на вышеназванных заводах, могут служить основой для проведения аналогичных обследований на печах технологических комплексов нефтеперерабатывающих заводов, утративших свои первоначальные эксплуатационные показатели.

Нефтеперерабатывающая промышленность–одна из наиболее энергоемких отраслей. Трубчатые печи на НПЗ являются основными потребителями энергии в виде газового и жидкого топлива, поэтому поддержание высокого уровня экономичности их работы, т. е. КПД, является определяющим для экономики всего нефтеперерабатывающего комплекса. Закладывая в процессе проектирования трубчатых печей наиболее прогрессивные на данный момент инженерные решения, конструкторы обеспечивают максимально достижимый КПД. Однако в процессе эксплуатации печей с течением времени происходит моральное старение конструкторских решений, физический износ конструкций; в результате ухудшается работа печи, резко снижается её КПД. Практика эксплуатации трубчатых печей зачастую направлена, прежде всего, на получение конечного технологического результата, т. е. нагрева определённого объёма сырья до установленной температуры. Количество топлива, затрачиваемого при этом, нередко остаётся за рамками интересов эксплуатационников, тем более что зачастую топливом, сжигаемым в печи, являются собственные продукты переработки.

Поэтому проблема повышения эффективности работающих технологических печей является весьма актуальной. Первым и важнейшим этапом в этом направлении, как показывает опыт, является проведение всестороннего обследования трубчатых печей и разработка комплекса мероприятий, который должен быть выработан на основании такого обследования.

В 1997-1998 гг. были проведены комплексные обследования трубчатых печей вертикально-факельного типа двух установок ЭЛОУ-АВТ-6, построенных в конце 70-х и начале 80-х гг. на бакинских заводах и получивших наибольшее распространение на НПЗ бывшего СССР. Печи были изготовлены в Германии фирмой Grimma.

Обследования проводились в рамках программы TACIS, созданной Европейским Союзом для СНГ. Работы по обследованию печей проводились совместно со специалистами компании Stork Engineers and Contractors B. V. (Голландия – Германия).

Наиболее интересны результаты обследований, проведенных в ноябре 1998 г. на ЭЛОУ-АВТ-6 завода Азернефтяг. По результатам обследования был выпущен Отчёт, краткие извлечения из которого приводятся ниже. Выводы и предложения Отчёта могут заинтересовать научно-техническую общественность и послужить руководством для оптимизации работы печей и их реконструкции.

Оценка работы печей после снятия режимных показателей и сбора сведений по заменам и состоянию печей завершена вычислением их КПД. В расчётах, кроме показателей печей, снятых со штатных приборов КиА установки, и технологических данных, использовались данные, полученные со специальных переносных замерных приборов, предоставленных компанией Stork Comprimo: компьютерного газоанализатора марки IMK 3000P и прибора марки Raynger Bi LTDL 2 , измеряющего температуру нагретых поверхностей с помощью инфракрасных лучей. Анализатором IMK 3000P, определялись: содержание в дымовых газах СO2, O2, CO, H2S, SO2, NO, NO2, коэффициент избытка воздуха–&#955, величина тяги, а также температура дымовых газов на выходах печей и температура наружного воздуха.

Результаты замеров температуры обшивки печей свидетельствуют как о превышении средней проектной температуры поверхности (t=60 &#176C), так и о значительных местных перегревах, доходящих на перекрытии до 200-220 &#176C, что говорит об износе или отпадении внутренней тепловой изоляции. В результате теплопотери с корпусов печей в несколько раз превысили проектные показатели.

Хотя форсунки находились в удовлетворительном состоянии, однако их рабочий ресурс на исходе, рабочие показатели значительно ниже проектных. Состояние заслонок, регулирующих подачу вторичного воздуха, исключает возможность регулировки его подачи. В результате подсасывается большое количество избыточного воздуха, что повышает &#955 и снижает КПД печи. Дымовые газы из печи проходят через котлы-утилизаторы, имеющие низкую производительность, и работающие на самотяге из-за выхода из строя дымососов. Характерным отрицательным фактором (зафиксированным анализатором IMK 3000 P ) явились очень высокие температуры выхода дымовых газов из печей-в среднем 650 &#176C, при умеренном превышении по коэффициенту избытка воздуха-&#955=1,53…1,63.

Проведенные расчеты тепловой эффективности показали, что КПД печей находится в пределах 51-53%, т. е. он снизился от проектного уровня на 20%. Имеет место общее падение эффективности работы продуктовых змеевиков, составляющее от проектного уровня 84-87%. Сравнивая эти показатели с показателями превышения температуры выхода дымовых газов можно сделать вывод о значительном падении тепловоспринимающей способности продуктовых змеевиков. Об этом же свидетельствует снижение в два раза средней теплонапряженности поверхности труб змеевика. Падение тепловоспринимающей способности продуктовых змеевиков приводит к необходимости подавать в печь излишнее количество топлива.

При обследовании продуктовых змеевиков был зафиксирован эрозионный износ в шести последних по ходу сырья, трубах радиации в месте поворота движения среды, что, очевидно, связано со значительным увеличением скорости сырья на участке интенсивного испарения. Это приводит к быстрому износу отводов с внутренней стороны, уменьшению их толщины и необходимости частой их замены. Для избавления от данного недостатка можно заменить последние по ходу сырья трубы змеевика с диаметра 150 на 200 мм, в результате чего скорость движения сырья уменьшится в 2,1 раза и явление эрозии прекратится.

Некоторые элементы конструкции печей морально устарели и исчерпали, в значительной мере, свой рабочий ресурс. К таким можно отнести футеровку из жаростойкого бетона и форсунки.

В настоящее время новые строящиеся печи оснащаются футеровкой из облегченных съемных жаростойких материалов. Они имеют низкую плотность и большое термическое сопротивление. Если вместо жаростойкого вермикулитокерамзитобетона зафутеровать печи облегченной футеровкой из минераловатных плит и муллитокремнезёмистого войлока, то термическое сопротивление футеровки возрастет в 2,6 раза. Однако футеровку следует рассчитать и подобрать так, чтобы температура на внутренней поверхности металлической обшивки не снизилась до температуры “точки росы” и превышала её на 10-15 &#176C. Замена футеровки печей на более эффективную может дать экономию топлива около 2000 т/год.

Используемые в настоящее время на печах форсунки типа SODZ морально и физически устарели. Наличие в дымовых газах окиси углерода говорит о неполноте сгорания топлива при наличии значительного избытка воздуха. Это свидетельствует о плохом смешивании топлива с воздухом. Имеются также факторы, говорящие о низких экологических показателях, в числе которых сильный шум при работе и наличие в дымовых газах окислов азота. В настоящее время испытано и внедрено несколько новых типов форсунок, позволяющих работать с невысоким &#955, менее шумных и экологически чистых.

Дымовые газы, выходящие из котлов-утилизаторов, сохраняют значительную тепловую энергию. Повышению общего КПД блока печей могла бы способствовать также установка после котлов-утилизаторов, по ходу дымовых газов, дополнительных теплообменных устройств, в которых можно было бы вырабатывать теплофикационную воду для санитарно-бытовых нужд завода.

Состояние основных конструктивных узлов трубчатых печей можно оценить как хорошее (каркас, лестницы, плошадки) и удовлетворительное (прдуктовый змеевик, обшивка, футеровка, форсунки); причём снижение состояния некоторых узлов печей до удовлетворительного объясняется как отсутствеем должного ухода (чисток, текущего ремота) так и завышенным тепловым режимом работы. Обследование состояния печей приводит нас к выводу, что в конструкцию печей их проектировщиками и изготовителями был заложен достаточный резерв прочности и долговечности. Исходя из этого приходим к выводу, что печи должны быть сохранены, при условии оптимизации их работы и частичной реконструкции.

На основании проведенных обследований, расчетов и анализа полученных результатов было сделано заключение относительно возможности оптимизации работы печей и предложения по их реконструкции.

Оптимизация работы печей должна состоять из: очистки поверхностей змеевиков от отложений для улучшения их тепловоспринимающей способности, приведения в рабочее состояние заслонок вторичного воздуха на форсунках и закрытия отверстий в корпусе печей, через которые подсасывается излишний воздух, возобновлении постоянного анализа дымовых газов на содержание CO и O2, проведения комплекса работ по восстановлению жаростойкого бетона футеровки и тепловой изоляции в местах ее износа, восстановлении полномасштабной эксплуатации системы утилизации тепла дымовых газов. Осуществление предлагаемых мероприятий позволит оптимизировать работу блока печей и поднять их общий КПД до проектного уровня.

Анализируя данные обследования можно предположить, что у печей всех установок, находящихся в эксплуатации около 20 лет, будут сходные проблемы, т. е. степень и характер изношенности отдельных узлов и будет желание у руководства установок и заводов провести модернизацию печей и восстановить их проектный КПД, а может быть и превысить его. В этой работе, несомненно, могут помочь данные, полученные в результате проведённого обследования, но, конечно, в каждом конкретном случае желательно было бы провести своё обследование по методике, использованной при обследовании печей установки ЭЛОУ-АВТ-6 завода Азернефтяг

Предложения по реконструкции обследованных печей, вместе с мероприятиями по оптимизации их работы, могут способствовать повышению КПД печей и их блока в целом, обеспечить их эффективную эксплуатацию, сбережение энергии и улучшение экологических показателей НПЗ.

Http://masters. donntu. org/2015/fkita/maslennikova/library/article10ru. htm

Предприятия нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности оснащены различными трубчатыми печами, предназначенными для огневого нагрева, испарения и перегрева жидких и газообразных сред, а также для проведения высокотемпературных термотехнологических и химических процессов. В трубчатых печах тепло сжигаемого топлива передается прокачиваемой через трубный змеевик жидкости или парожидкостной смеси [2,6,12,13].

А) – устройство печи: 1 – камера радиации, 2 – камера конвекции; 3 – дымоход (боров); 4 – трубный змеевик радиантной камеры, 5 – футеровка; 6– форсункаб) – схема потоков: 1 и 2 – вход и выход нагреваемого продукта, 3 – дымовые газы; в) – общий вид печи.

Под радиационной теплопередачей понимают поглощение лучистого тепла, под конвективной – теплопередачу путем омывания поверхностей труб дымовыми газами.

Классификация печей – это упорядоченное разделение их в логической последовательности и соподчинении на основе признаков содержания на классы, виды, типы и фиксирование закономерных связей между ними с целью определения точного места в классификационной системе, которое указывает на их свойства.

По технологическому назначению различают печи Нагревательные и Реакционно-нагревательные.

По способу передачи тепла нагреваемому продукту печи подразделяются на:

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;

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.

Коробчатые ширококамерные (рисунок 2.68а), узкокамерные (рисунок 2.68б) (с плоским или наклонным сводом);

Конфигурация печи и взаимное расположение камер предопределяют размещение трубных экранов в радиантной камере печи.

При нисходящем потоке дымовых газов уменьшается вероятность застойных зон, поэтому обеспечивается более высокая эффективность теплопередачи.

Конструктивные элементы трубчатых печей отличаются большим разнообразием типов и размеров. Они постоянно совершенствуются в связи с освоением печей новых конструкций. Общими для всех печей конструктивными элементами являются: фундаменты, металлические каркасы, стены и своды, трубные змеевики, гарнитура, топливное оборудование, система топливо – воздухо – и пароснабжения, лестницы и площадки для обслуживания и ремонта, дымоходы и дымовые трубы, пароперегреватели и рекуператоры.

14 – кровля; 16 – взрывное окно; 18 – подвески труб потолочного экрана;

Крепление колонн к фундаменту в двух первых случаях выполняется как защемление, целые фермы закрепляют на неподвижных шарнирах, при этом считается, что температурные перемещения поглощаются вследствие упругой деформации рамы или фермы. На рисунках 2.68, 2.75, 2.76 показаны каркасы двухскатной и вертикальной печи.

Опорные стойки каждой фермы или рамы при помощи шарнирных узлов и плит крепятся к фундаменту анкерными болтами. Узлы рам крупных печей с большими пролетами ферм имеют шарнирные соединения для компенсации линейного удлинения балок, возникающего при нагреве. В малых печах шарнирные узлы рам отсутствуют, а удлинения балок компенсируются их упругой деформацией.

Благодаря отсутствию раствора каждый блок-кирпич легко воспринимает тепловые деформации и компенсирует их в пределах зазоров в замках. Этому же способствует разгруженность кладки от собственного веса. Нагрузку от кладки почти целиком воспринимает металлический каркас печи.

Http://topuch. ru/i-r-kuzeev-r-b-tukaeva/index11.html

Предприятия нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности оснащены различными трубчатыми печами, предназначенными для огневого нагрева, испарения и перегрева жидких и газообразных сред, а также для проведения высокотемпературных термотехнологических и химических процессов. В трубчатых печах тепло сжигаемого топлива передается прокачиваемой через трубный змеевик жидкости или парожидкостной смеси [2,6,12,13].

Трубчатые печи используются при необходимости нагрева среды (обычно углеводородов) до температур более высоких, чем те, которых можно достичь с помощью пара, т. е. примерно свыше 230 °С. Несмотря на сравнительно большие первоначальные затраты, стоимость тепла, отданного среде при правильно спроектированной печи, дешевле, чем при всех других способах нагрева до высоких температур. 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.

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.

Трубчатая печь относится к аппаратам непрерывного действия с наружным огневым обогревом.

Впервые трубчатые печи предложены русскими инженерами В. Г. Шуховым и С. П. Гавриловым.

Трубчатые печи отличаются друг от друга по конструктивным и технологическим признакам.

Не смотря на большое разнообразие конструкций печей принцип работы их во многом однотипен. Рассмотрим его на примере однокамерной односкатной трубчатой печи (рисунок 2.64). Обычно внутренний объем печи разделен полуперегородкой – перевальной стеной на две части, называемые радиантной и конвекционной камерами. В этих камерах размещены трубные змеевики, через поверхности которых осуществляется теплопередача.

А) – устройство печи: 1 – камера радиации, 2 – камера конвекции; 3 – дымоход (боров); 4 – трубный змеевик радиантной камеры, 5 – футеровка; 6– форсункаб) – схема потоков: 1 и 2 – вход и выход нагреваемого продукта, 3 – дымовые газы; в) – общий вид печи.

Под радиационной теплопередачей понимают поглощение лучистого тепла, под конвективной – теплопередачу путем омывания поверхностей труб дымовыми газами.

В радиантной камере основное количество тепла передается радиацией и лишь незначительное – конвекцией, а в конвекционной камере – наоборот.

Мазут или газ сжигается с помощью горелок, расположенных на стенах или поду камеры радиации. При этом образуется светящийся факел, представляющий собой раскаленные частицы горячего топлива, которые нагревшись до 1300–1600 °С, излучают тепло. Тепловые лучи падают на наружные поверхности труб радиационной секции и поглощаются, создавая так называемую поглощающую поверхность. Также тепловые лучи попадают и на внутренние поверхности стен радиантной камеры печи. Нагретые поверхности стен, в свою очередь, излучают тепло, которое также поглощается поверхностями радиантных труб.

При этом поверхность футеровки радиационной секции создает так называемою отражающую поверхность, которая (теоретически) не поглощает тепла, переданного ей газовой средой печи, а только излучением передает его на трубчатый змеевик. Если не учитывать потери через кладку стен, то при нормальной установившейся работе печи внутренние поверхности стен печи излучают столько тепла, сколько поглощают.

Продукты сгорания топлива являются первичным и главным источником тепла, поглощаемого в радиационной секции трубчатых печей – 60–80% всего используемого тепла в печи передается в камере радиации, остальное – в конвективной секции.

Трехатомные газы, содержащиеся в дымовых газах (водяной пар, двуокись углерода и сернистый ангидрид), также поглощают и излучают лучистую энергию в определенных интервалах длин волн.

Количество лучистого тепла, поглощаемого в радиантной камере, зависит от поверхности факела, его конфигурации и степени экранирования топки. Большая поверхность факелов способствует повышению эффективности прямой передачи тепла поверхностям труб. Увеличение поверхности кладки также способствует возрастанию эффективности передачи тепла в радиантной камере.

Температура газов, выходящих из радиационной секции, обычно достаточно высока, и тепло этих газов можно использовать далее в конвективной части печи.

Газы сгорания из камеры радиации, переваливаясь через перевальную стену, поступают в камеру конвекции. Камера конвекции служит для использования физического тепла продуктов сгорания, выходящих из радиационной секции обычно с температурой 700–900 °С. В камере конвекции тепло к сырью передается в основном конвекцией и частично излучением трехатомных компонентов дымовых газов. Далее дымовые газы направляются в дымоход и по дымовой трубе уходят в атмосферу.

Продукт, который необходимо нагреть, одним или несколькими потоками поступает в трубы конвективного змеевика, проходит трубы экранов камеры радиации и нагретый до необходимой температуры, выходит из печи.

Величина конвективной секции, как правило, подбирается с таким расчетом, чтобы температура продуктов сгорания, выходящих в боров, была почти на 150 °С выше, чем температура нагреваемых веществ при входе в печь. Поэтому тепловая нагрузка труб в конвективной секции меньше, чем в радиационной, что обусловлено низким коэффициентом теплоотдачи со стороны дымовых газов.

Эффективность передачи тепла конвекцией обусловлена, прежде всего, скоростью движения дымовых газов в конвекционной камере. Стремление к большим скоростям, однако, сдерживается допустимыми величинами сопротивления движению газов.

Для более тесного обтекания труб дымовыми газами и большей турбулизации потока дымовых газов трубы в конвекционных камерах размещают, как правило, в шахматном порядке. В печах некоторых конструкций применяют оребренные конвекционные трубы с сильно развитой поверхностью.

Почти все печи, эксплуатируемые в настоящее время на нефтеперерабатывающих заводах, являются радиантно-конвекционными, т. е. трубные змеевики размещены и в конвекционной и в радиантной камерах. При таком противоточном движении сырья и продуктов сгорания топлива наиболее полно используется тепло, полученное при его сжигании.

Http://studfiles. net/preview/2180739/page:19/

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 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.

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.

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. 2) 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.

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 3) . Обычно радиантная поверхность воспринимает большую часть тепла, выделяемого в печи при сгорании топлива. 4) 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.

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.

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:

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.

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.

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.

Радиационно-конвективная печь имеет две отделенные друг от друга секции: радиационную и конвективную.

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:

А — коробчатой ширококамерной печи; б — коробчатой узкокамерной печи; в — цилиндрической печи

Http://wiki. unitechbase. com/doku. php/courses:refining:%D1%82%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B5_%D0%BF%D0%B5%D1%87%D0%B8_%D0%BD%D0%BF%D0%B7

Наступившее столетие ставит перед человечеством исключительно серьезную глобальную проблему, связанную с истощением извлекаемых запасов нефтяного сырья. Компания Квадраинжиниринг производит трубчатые печи всех типов по ГОСТу. В настоящее время в мире ежегодно добывается и перерабатывается более 3 млрд т нефти и 2,5 трлн м3 природного газа при их оставшихся запасах около 140 млрд т и 155 трлн м3 соответственно. Одновременно во всем мире ужесточаются экологические требования к качеству выпускаемых нефтегазопродуктов.

Поэтому должны расширяться производства высооктановых автобензинов с ограниченным содержанием ароматических углеводородов, дизельных топлив со сверхнизким содержанием серы, высокойндексных смазочных масел и др. В этой связи нефтепереработка должна переориентироваться на более эффективную, экологически и технологически безопасную, энергосберегающую и глубокую переработку нефтяного сырья и рациональное использование нефтепродуктов, прежде всего высококачественных моторных топлив.

России после распада СССР досталось 26 морально и физически устаревших Нефтеперерабатывающих заводов с отсталой технологией, низкой глубиной переработки нефти, слабой оснащенностью вторичными, прежде всего каталитическими, процессами и сильно изношенным оборудованием. Задачи, стоящие перед отечественной нефтегазоперерабатывающей отраслью в области углубления переработки углеводородного сырья, повышения качества выпускаемых нефтепродуктов и обеспечения надежности оборудования и безопасности технологических процессов, требуют от спецналистов-нефтегазопереработчиков глубоких знаний теории, передовой технологии и оборудования процессов Нефтеперерабатывающих заводов.

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. Несмотря на сравнительно большие первоначальные затраты, стоимость тепла, отданного среде при правильно спроектированной печи, дешевле, чем при всех других способах нагрева до высоких температур. 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.

Сначала печи использовались на промыслах для деэмульгирования нефтей.

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.

Несмотря на большое многообразие типов и конструкций трубчатых печей, общими и основными элементами для них являются рабочая камера (радиация, конвекция), рубчатый змеевик, огнеупорная футеровка, оборудование для сжигания топлива (горелки), дымоход, дымовая труба.

Печь работает следующим образом, мазут или газ сжигается с помощью горелок, расположенных на стенах или поду камеры радиации. Газы сгорания из камеры радиации поступают в камеру конвекции, направляются в дымоход и по дымовой трубе уходят в атмосферу.

Продукт одним или несколькими потоками поступает в трубы конвективного змеевика, проходит трубы экранов камеры радиации и нагретый до необходимой температуры, выходит из печи.

Тепловое воздействие на исходные материалы в рабочей камере печи, является одним из основных технологических приемов, ведущих к получению заданных целевых продуктов.

Главной частью трубчатой печи является радиационная секция, которая одновременно является и камерой сгорания.

Передача тепла в радиационной секции осуществляется преимущественно излучением, вследствие высоких температур газов в этой части печи.

Тепло, переданное в этой секции конвекцией, является только небольшой частью от общего количества переданного тепла, т. к. скорость газов, движущихся вокруг труб, большей частью определяется только местной разностью удельных весов газов, и передача тепла естественной конвекцией не значительна.

Продукты сгорания топлива являются первичными и главным источником тепла, поглощаемого в радиационной секции трубчатых печей. Тепло выделившееся при горении, поглощается трубами радиационной секции, создающими так называемую поглощающую поверхность. 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, (рис. 2.71) 60. 80% всего используемого тепла в печи передается в камере радиации, остальное — в конвективной секции.

Температура газов, выходящих из радиационной секции, обычно достаточно высока, и тепло этих газов можно использовать далее в конвективной части печи.

Камера конвекции служит для использования физического тепла продуктов сгорания, выходящих из радиационной секции обычно с температурой 700. 900 оС. В камере конвекции тепло к сырью передается в основном конвекцией и частично излучением трехатомных компонентов дымовых газов.

Величина конвективной секции, как правило, подбирается с таким расчетом, чтобы температура продуктов сгорания, выходящих в боров, была почти на 150 °С выше, чем температура нагреваемых веществ при входе в печь. Поэтому тепловая нагрузка труб в конвективной секции меньше, чем в радиационной, что обусловлено низким коэффициентом теплоотдачи со стороны дымовых газов. С внешней стороны иногда эти трубы снабжаются добавочной поверхностью – поперечными или продольными ребрами, шипами и т. п.

Нагреваемое углеводородное сырье проходит последовательно сначала по змеевикам камеры конвекции, а затем направляется в змеевики камеры радиации. При таком противоточном движении сырья и продуктов сгорания топлива наиболее полно используется тепло, полученное при его сжигании.

Классификация печей – это упорядоченное разделение их в логической последовательности и соподчинении на основе признаков содержания на классы, виды, типы и фиксирование закономерных связей между ними с целью определения точного места в классификационш системе, которое указывает на их свойства.

Она служит средством кодирования, хранения и поиска информации, содержащейся в ней, дает возможность распространения обощенного опыта, полученного теорией и промышленной практике эксплуатации печей, в виде готовых блоков, комплексных типов решений и рекомендаций для разработки оптимальных конструкт печей и условий осуществления в них термотехнологических и теплотехнических процессов.

Главными и естественными по степени существенности основаниями для классификации печей в логической последовательности являются следующие признаки:

Но 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 AT, 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.).

2.2. По конструктивному оформлению трубчатые печи классифицируются

Рисунок 1. – Форма каркаса печи: а – коробчатой ширококамерной печи; б – коробчатой узкокамерной печи; в – цилиндрической печи

Рисунок 2. – Расположение трубного змеевика: а – горизонтальное; б – вертикальное

Рисунок 3. – Расположение дымовой трубы: а – вне трубчатой печи; б – над камерой конвекции

По способу передачи тепла нагреваемому продукту печи подразделяются:

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 рециркуляции остывших дымовых газов, отводимых из трубчатого пространства и нагнетаемых воздуходувкой снова в камеру сгорания. Одна из конструкций конвективной печи показана на рис. 4. 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.

Рисунок 4. – Конвективная печь: 1 – тарелки; 2 – камера сгорания; 3 – канал для отвода дымовых газов; 4 – камера конвекции

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 прямою 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.

Например, у современных типов кубовых печей отношение эффективной открытой поверхности к обшей внутренней поверхности печи колеблется в пределах 0,2. 0,5.

Часто 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 у радиационно-конвективных печей. Поэтому радиационные печи работают с меньшей тепловой эффективностью.

Радиационные печи применяются при нагреве веществ до низких температур (приблизительно до 300 оС), при небольшом их количестве, при необходимости использования малоценных дешевых топлив и в тех случаях, когда особое значение придается низким затратам на сооружение печи.

Радиационно-конвективная печь (рис. 5) имеет две отделенные друг от друга секции: радиационную и конвективную.

Большая часть используемого тепла передается в радиационной секции (обычно 60. 80% всего использованного тепла), остальное – в конвективной секции.

Конвективная секции служит для использовании физического тепла продуктов сгорания, выходящих из радиационной секции обычно с температурой 700. 900 оС, при экономически приемлемой температуре нагрева 350. 500 оС (соответственно температуре перегонки).

Рисунок 5. – Радиационно-конвективная печь: 1 – камера радиации; 2 – камера конвекции; 3 – дымоход; 4 – змеевик; 5 – футеровка; 6 – горелочные устройства

Величина конвективной секции, как правило, подбирается с таким расчетом, чтобы температура продуктов сгорания, выходящих в боров, была почти на 150 оС выше, чем температура нагреваемых веществ при входе в печь. Поэтому тепловая нагрузка труб в конвективной секции меньше, чем в радиационной, что обусловлено низким коэффициентом теплоотдачи со стороны дымовых газов.

С внешней стороны иногда эти трубы снабжаются добавочной поверхностью – поперечными или продольными ребрами, шипами и т. п.

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.

Каждая трубчатая печь характеризуется тремя основными показателями:

Производительность печи выражается количеством сырья, нагреваемого в трубных змеевиках в единицу времени (обычно в т/сутки).

Она определяет пропускную способность печи, т. е. количество нагреваемого сырья, которое прокачивается через змеевики при установленных параметрах работы (температуре сырья на входе в печь и на выходе из нее, свойствах сырья и т. д.).

Таким образом, для каждой печи производительность является наиболее полной ее характеристикой.

Полезная тепловая нагрузка это количество тепла, переданного в печи сырью (МВт, Гкал/ч). Она зависит от тепловой мощности и размеров печи. Тепловая нагрузка большинства эксплуатируемых печей 8. 16 МВт. Перспективными являются более мощные печи с тепловой нагрузкой 40.. 100 МВт и более.

Коэффициент полезного действия печи характеризует экономичность ее эксплуатации и выражается отношением количества полезно используемого тепла Qпол к общему количеству тепла Qобщ, которое выделяется при полном сгорании топлива.

Полезно использованным считается тепло, воспринятое всеми нагреваемыми продуктами (потоками): сырьем, перегреваемым в печи паром и в некоторых случаях воздухом, нагреваемым в рекуператорах (воздухоподогревателях).

Значение коэффициента полезного действия зависит от полноты сгорания топлива, а также от потерь тепла через обмуровку печи и с уходящими в дымовую трубу газами.

Трубчатые печи, эксплуатируемые в настоящее время на нефтеперерабатывающих заводах, имеют КПД в пределах 0.65. 0.87.

Повышение коэффициента полезного действия печи за счет более полного использования тепла дымовых газов возможно до значения, определяемого их минимальной температурой. Как правило, температура дымовых газов, покидающих конвекционную камеру, должна быть выше начальной температуры нагреваемого сырья не менее чем на120. 180’С.

Эксплуатационные свойства каждой печи наряду с перечисленными показателями характеризуются:

— гидравлическим режимом в трубном змеевике при установившейся работе.

От комплекса этих показателей зависят эффективность работы трубчатых печей и срок их службы.

Нефть относится к группе горных осадочных пород вместе с песками, глинами, известняками, каменной солью и др. Она обладает одним важным свойством – способностью гореть и выделять тепловую энергию. Среди других горючих ископаемых она имеет наивысшую теплотворную способность.

В химическом отношении нефть – сложная смесь углеводородов и углеродистых соединений. Она состоит из следующих основных элементов: углерод (84-87%), водород (12-14%), кислород, азот, сера (1-2%). Содержание серы может доходить до 3-5%. В нефтях выделяют следующие части: углеводородную, асвальто-смолистую, порфирины, серу и зольную. В каждой нефти имеется растворенный газ, который выделяется, когда она выходит на земную поверхность.

Главную часть нефтей составляют углеводороды различные по своему составу, строению и свойствам, которые могут находиться в газообразном, жидком и твердом состоянии. В зависимости от строения молекул они подразделяются на три класса – парафиновые, нафтеновые и ароматические. Но значительную часть нефти составляют углеводороды смешанного строения, содержащие структурные элементы всех трех упомянутых классов. Строение молекул определяет их химические и физические свойства.

Парафиновые углеводороды, или как их еще называют, метановые углеводороды (алкановые, или алканы). Сюда относят метан СН4, этан С2Н6, пропан С3Н8 , бутан и изобутан, имеющие формулу С4Н10.

Для углерода характерна способность образовывать цепочки и разветвление, в которых его атомы соединены последовательно друг с другом. Остальными связями к углероду присоединены атомы водорода. Количество атомов углерода в молекулах парафиновых углеводородах превышает количество атомов водорода в 2 раза, с некоторым постоянным во всех молекулах избытком, равным 2. Иначе говоря, общая формула углеводородов этого класса СnН2n+2. Парафиновые углеводороды химически наиболее устойчивы и относятся к предельным углеводородам.

В зависимости от количества атомов углерода в молекуле углеводороды могут принимать одно из трех агрегатных состояний. Таким образом, парафиновые углеводороды в нефти могут быть представлены газами, жидкостями и твердыми кристаллическими веществами. Они по-разному влияют на свойства нефти: газы понижают вязкость и повышают упругость паров; жидкие парафины хорошо растворяются в нефти только при повышенных температурах, образуя гомогенный раствор; твердые парафины также хорошо растворяются в нефти образуя истинные молекулярные растворы. Парафиновые углеводороды (за исключением церезинов) легко кристаллизуются в виде пластинок и пластинчатых лент.

Нафтеновые (циклановые, или алициклические) углеводороды имеют циклическое строение (С/СnН2n), а именно состоят из нескольких групп – СН2, соединенных между собой в кольчатую систему. В нефти содержатся преимущественно нафтены, состоящие из пяти или шести групп СН2:

Все связи углерода и водорода здесь насыщены, поэтому нафтеновые нефти обладают устойчивыми свойствами. По сравнению с парафинами, нафтены имеют более высокую плотность и меньшую упругость паров и имеют лучшую растворяющую способность.

Ароматические углеводороды (арены) представлены формулой СnНn, наиболее бедны водородом. Молекула имеет вид кольца с ненасыщенными связями углерода. Простейшим представителем данного класса углеводородов является бензол С6Н6, состоящий из шести групп СН.

Для ароматических углеводородов характерны большая растворяемость, более высокая плотность и температура кипения.

Асфальто-смолистая часть нефтей представляет собой вещество темного окраса, которое частично растворяется в бензине. Растворившееся часть – асфальтены. Они обладают способностью набухать в растворителях, а затем переходить в раствор. Растворимость асфальтенов в смолисто-углеродных системах возрастает с уменьшением концентрации легких УВ и увеличением концентрации ароматических углеводородов. Смола не растворяется в бензине и являются полярными веществами с относительной молекулярной массой 500-1200. В них содержатся основное количество кислородных, сернистых и азотистых соединений нефти. Асфальто-смолистые вещества и другие полярные компоненты являются поверхностно-активными соединениями нефти и природными стабилизаторами водонефтяных эмульсий.

Порфиринами называют особые азотистые соединения органического происхождения. Предполагают, что они образовались из гемоглобина животных и хлорофилла растений. Эти соединения разрушаются при температуре 200-250оC.

Сера широко распространена в нефтях и углеводородном газе и содержится как в свободном состоянии, так и в виде соединений (сероводород, меркаптаны).

Зольная часть представляет собой остаток, образующийся при сжигании нефти. Это различные минеральные соединения, чаще всего железо, никель, ванадий, иногда соли натрия.

Нефти разных месторождений отличаются друг от друга по физическим и химическим свойствам. Поскольку именно свойства нефти определяют направление и условия ее переработки, влияют на качество получаемых нефтепродуктов; целесообразно разработаны классификации нефтей, которые отражают их химическую природу и определяют возможные направления переработки на качество получаемых нефтепродуктов; оказалось целесообразным разработать классификацию нефтей, которая отражала бы их химическую природу и определяла бы возможные направления переработки.

Существуют различные научные классификации. В СССР с I января 1981 г. действует технологическая классификация нефтей по ОСТ 38.01197— 0 (табл. 1). Нефти подразделяют на классы по содержанию серы в нефти, бензине, реактивном и дизельном топливе; типы по выходу фракций до 350 оС; группы по потенциальному содержанию базовых масел; подгруппы по индексу вязкости базовых масел; виды по содержанию твердых алканов — парафинов в нефти. ; Малосернистая нефть содержит не более 0,5% серы, при этом в бензиновой и реактивно-топливной фракциях — не более 0,1%; в дизельной — не более 0,2%. Для отнесения нефти к малосернистой должны быть выполнены все упомянутые требования. Соответствующие требовании установлены дли сернистой и высокосернистой нефтей.

По выходу светлых фракций, перегоняющихся до 350 оС, нефти делятся на три типа, а по суммарному содержанию дистилятных и остаточных базовых масел – на четыре группы. В зависимости от значения индекса вязкости базовых масел различают четыре подгруппы.

К малопарафинистым относятся те нефти, в которых содержится не более 1,5% парафинов и из которых можно получить без депарафинизации реактивное топливо, зимнее дизельное топливо с пределами перегонки 240 – 350 оС и температурой застывания не выше – 45 оС, индустриальные базовые масла. Если в нефти содержится 1,5 – 6,0 % парафинов и из нее можно без деперафинизации получить реактивное топливо и летнее дизельное топливо с пределами кипения 240 – 350 оС и температурой застывания ни ниже – 10 оС, то нефть относят к парафинистым. Высокопарафинистые нефти содержат более 6 % парафинов. Из них даже летнее дизельное топливо можно получить только после депарафинизации.

Http://kvadra-group. com/index. php/blog/121-pechi-trubchatye-vidy-i-kharakteristiki

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.

Http://www. bibliotekar. ru/spravochnik-175-pechi-truby/161.htm

Поделиться ссылкой:

Добавить комментарий