Выбор конструкции печи, размеров труб и ретурбендов
Конструкцию печи выбирают согласно расчетному значению полезной тепловой мощности печи и разработкам Гидронефтемаша на тепловые печи (приложение Б). Выбранный диаметр труб должен соответствовать размерам ретурбендов или двойников, соединяющих трубы в непрерывный змеевик. Наибольшее распространение получили трубы с наружным диаметром 0,060; 0,089; 0,102; 0,127; 0,152 м и полной длиной (lполн) 9.1; 12,1; 15,1 м.Толщина стенки зависит от давления. При условном давлении до 2,5 МПа толщина стенки 0,006 - 0,008 м, до d МПа - 0,008 -0.012 м.
Диаметр конвективных труб и число потоков выбираются исходя из допустимой скорости сырья на входе в змеевик. С увеличением скорости сырья повышаются потери напора в трубном змеевике и соответственно увеличиваются затраты энергии на привод загрузочного насоса, но в то же время с повышением скорости сырья возрастает коэффициент теплоотдачи от стенок труб к нагреваемому сырью, что способствует снижению температуры стенок , снижению разложения сырья и отложению кокса и загрязнений на внутренней поверхности труб.
Значение допустимой скорости на входе сырья в печь рекомендуется в пределах 0,5 … 3,0 м/с [6, с.8] (оптимальная скорость – 0,8…1,0 м/с [6, с.166]) и проверяется по уравнению
, (12.23)
где dВ - внутренний диаметр конвективных труб., м;
rс - плотность сырья при Тн, кг/м (определяется по рисунку А1.2
приложения А);
N - число потоков ввода сырья.
В радиантной секции печи происходит испарение сырья, что приводит к увеличению объема продукта, повышению скорости продукта в трубах и соответственно потери напора в змеевике возрастают. Поэтому радиантные трубы желательно выбирать большего диаметра, чем конвективные.
При выборе размеров двойников следует руководствоваться таблицей 12.2.
Таблица 12.2 – Размеры двойников
Условное давление , МПа | Условный диаметр, м | Расстояние между осями труб, м |
До 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 6,5 6,5 10,0 | 0,060 0,089 0,102 0,127 0,152 0,102 0,127 0,102 | 0,120 0,150 0,172 0,215 0,275 0,203 0,250 0,203 |
Для экранов двухстороннего облучения желательно иметь большее расстояние между трубами, что обеспечивает лучшее облучение труб второго экрана.
В соответствии с выбранным типом трубчатой печи определяется общее число радиантных труб исходя из известной поверхности радиантных труб и их размеров. Решается вопрос о размещении общего числа труб в экране двухстороннего облучения, подовом и потолочном экранах. Общее число радиантных труб
, (12.24)
где НР - поверхность радиантных труб, м2
F - поверхность одной трубы, м 2
, (12.25)
где dH – наружный диаметр трубы , м;
l – полезная длина трубы, м.
. (12.26)
При проектировании печи общее число радиантных труб рассчитывается.