Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2444678C1 - Installation for burning fuel heating processing media - Google Patents

Installation for burning fuel heating processing media Download PDF

Info

Publication number
RU2444678C1
RU2444678C1 RU2011109388/04A RU2011109388A RU2444678C1 RU 2444678 C1 RU2444678 C1 RU 2444678C1 RU 2011109388/04 A RU2011109388/04 A RU 2011109388/04A RU 2011109388 A RU2011109388 A RU 2011109388A RU 2444678 C1 RU2444678 C1 RU 2444678C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heater
flue gas
air heater
flue
product
Prior art date
Application number
RU2011109388/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Львович Астановский (RU)
Дмитрий Львович Астановский
Лев Залманович Астановский (RU)
Лев Залманович Астановский
Павел Васильевич Вертелецкий (RU)
Павел Васильевич Вертелецкий
Original Assignee
Дмитрий Львович Астановский
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дмитрий Львович Астановский filed Critical Дмитрий Львович Астановский
Priority to RU2011109388/04A priority Critical patent/RU2444678C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2444678C1 publication Critical patent/RU2444678C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]

Landscapes

  • Air Supply (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: invention relates to installation for burning fuel and heating processing media that comprises burner, heater to heat product by combustion gas, blower, air heater, flue gas pump, flue and working medium feed and discharge lines. Note here that product heater and air heater are connected along flows of combustion gas flowing from the burner. They are made up of vertical cylindrical recuperative heat exchangers, each accommodating, at least, one radial heat exchanger. Branch pie to discharge flue gases form air heater is communicated with flue gas pump. Flue gas pump pressure line is divided into two flows. Note here that one flow communicated with flue while another flow communicates with air line upstream of blower.
EFFECT: lower costs and smaller production area, reduced consumption of fuel, higher reliability and reliability.
7 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к нефтехимическому машиностроению и может быть использовано в нефтяной, газовой, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и других отраслях промышленности для крекинга мазута, а также для нагрева технологических сред (например, нефти, нефтяной эмульсии, газа, их смесей) и для других технологических процессов, требующих интенсивного подвода тепла.The invention relates to petrochemical engineering and can be used in the oil, gas, oil refining, petrochemical and other industries for cracking fuel oil, as well as for heating process media (for example, oil, oil emulsion, gas, mixtures thereof) and for other technological processes, requiring intense heat input.

Для нагрева и разложения нефти и вторичных продуктов ее переработки (в том числе при некаталитическом крекинге мазута) широко используются трубчатые печи, являющиеся в настоящее время по существу единственным типом применяемого для этих целей оборудования (Справочник нефтепеработчика. Л.: Химия, 1986, с.302; Агабеков, В.Е., Косяков В.К., Ложкин В.М. Нефть и газ. Добыча, комплексная переработка и использование. Минск, БГТУ, 2003, с.333). В таких печах дымовые газы, образующиеся при сжигании топлива, отдают тепло подогреваемой среде, которая перемещается в теплообменных трубах, скомпонованных в пучки (пакеты) различной конфигурации, или размещенных по стенам топочного пространства.For heating and decomposition of oil and secondary products of its processing (including non-catalytic cracking of fuel oil), tube furnaces are widely used, which are currently essentially the only type of equipment used for these purposes (Oil Refinery Handbook. L .: Chemistry, 1986, p. 302; Agabekov, V.E., Kosyakov V.K., Lozhkin V.M. Oil and gas. Extraction, complex processing and use. Minsk, BSTU, 2003, p.333). In such furnaces, the flue gases generated during the combustion of fuel give off heat to a heated medium, which moves in heat exchange tubes arranged in bundles (packets) of various configurations, or placed along the walls of the furnace space.

Для трубчатых печей характерны существенные недостатки, основные среди которых:Tubular furnaces are characterized by significant disadvantages, the main ones of which are:

- неравномерный нагрев поверхности труб и сложность регулирования температурного режима печи, приводящие к интенсивному закоксовыванию трубного пространства и, как следствие, к прогарам труб, к выводу печи из эксплуатации и к большим расходам на ее ремонт;- uneven heating of the surface of the pipes and the difficulty of regulating the temperature of the furnace, leading to intense coking of the pipe space and, as a result, burnout of the pipes, to the decommissioning of the furnace and the high cost of repairing it;

- сжигание топлива при высокой адиабатической температуре, что сопровождается интенсивным образованием вредных компонентов (СО и NOx) и выбросом их в окружающую среду;- combustion of fuel at a high adiabatic temperature, which is accompanied by intensive formation of harmful components (CO and NO x ) and their release into the environment;

- необходимость использования в конструкции печи большого количества дорогостоящих жаропрочных сталей и сплавов, а также огнеупорных материалов;- the need to use in the design of the furnace a large number of expensive heat-resistant steels and alloys, as well as refractory materials;

- значительные потери тепла и повышенный расход топлива вследствие сброса дымовых газов с высокой температурой (200÷250°С);- significant heat loss and increased fuel consumption due to the discharge of flue gases with high temperature (200 ÷ 250 ° C);

- громоздкость конструкции, требующей больших площадей для размещения;- the bulkiness of the structure, requiring large areas for placement;

- высокая стоимость.- high price.

Ниже рассмотрены примеры известных вариантов выполнения трубчатых печей для нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.Below are examples of known embodiments of tubular furnaces for the refining and petrochemical industries.

Известна трубчатая печь, содержащая футерованный корпус, в котором с зазором установлены трубчатые экраны, образующие камеру сгорания, снабженную в нижней части факельной горелкой, причем в зазоре между корпусом и экранами установлены вентиляторы, с помощью которых часть охлажденных дымовых газов возвращаются в камеру сгорания, благодаря чему понижается температура горения в факеле и тем самым снижается концентрация NOx в продуктах сгорания (Авторское свидетельство СССР №779381, М.кл. C10G 9/20, опубл. 1980, бюл. №42).A tube furnace is known, comprising a lined housing, in which tubular shields are installed with a gap, forming a combustion chamber provided with a torch burner in the lower part, and fans are installed in the gap between the housing and the shields by which part of the cooled flue gases is returned to the combustion chamber, thanks to which decreases the combustion temperature in the flare and thereby reduces the concentration of NO x in the combustion products (USSR Author's Certificate No. 779381, M. Cl. C10G 9/20, publ. 1980, bull. No. 42).

Основными недостатками этого технического решения являются следующие:The main disadvantages of this technical solution are the following:

- экранные трубы со стороны, обращенной к камере сгорания, подогреваются от высокотемпературного источника за счет радиации от факела, а с тыльной стороны - охлажденными дымовыми газами, в результате чего снижается эффективность использования теплообменной поверхности, создаются большие температурные напряжения в материале труб, повышается опасность закоксовывания и прогара труб;- screen pipes from the side facing the combustion chamber are heated from a high-temperature source due to radiation from the torch, and from the back with cooled flue gases, which reduces the efficiency of using the heat exchange surface, creates high temperature stresses in the pipe material, and increases the risk of coking and burnout pipes;

- поскольку предусмотрено использование факельной горелки, количество рециркулирующих в камеру сгорания охлажденных дымовых газов ограничено допустимым минимальным пределом снижения содержания кислорода в факеле, несоблюдение которого приводит к нарушению процесса устойчивого горения в факеле; поэтому невозможно значительное понижение адиабатической температуры горения, а следовательно, и существенное уменьшение количества образующихся в процессе горения вредных компонентов (СО и NOx);- since it is intended to use a torch burner, the amount of cooled flue gases recirculated to the combustion chamber is limited by the permissible minimum limit for the reduction of oxygen content in the torch, non-observance of which leads to disruption of the sustainable combustion process in the torch; therefore, it is impossible to significantly reduce the adiabatic temperature of combustion, and consequently, a significant decrease in the amount of harmful components formed during the combustion process (CO and NO x );

- при периферийном подводе охлажденных дымовых газов в камеру сгорания не может быть обеспечено равномерное распределение их в факеле; поэтому в последнем сохраняются зоны с повышенными температурами, что также приводит к образованию и выбросу в окружающую среду вредных примесей.- with the peripheral supply of cooled flue gases into the combustion chamber, their uniform distribution in the flare cannot be ensured; therefore, the latter retains zones with elevated temperatures, which also leads to the formation and release of harmful impurities into the environment.

Известна также трубчатая печь, содержащая радиантную камеру с факельными горелками, в которой размещены трубчатые змеевики, и две параллельных конвективных камеры с трубчатыми змеевиками, причем нагреваемый продукт прокачивается вначале через змеевики радиантной камеры, а затем через змеевики конвективных камер; дымовые газы также контактируют сначала со змеевиками радиантной камеры, а затем со змеевиками конвективной камеры, после чего сбрасываются в дымовую трубу (патент RU №2202591, М.кл. C10G 9/20, опубл. 20.04.2003, бюл. №11).Also known is a tube furnace containing a radiant chamber with torch burners, in which tubular coils are placed, and two parallel convective chambers with tubular coils, the heated product being pumped first through the coils of the radiant chamber, and then through the coils of convection chambers; flue gases also come into contact first with the coils of the radiant chamber, and then with the coils of the convection chamber, and then are discharged into the chimney (patent RU No. 2202591, M.cl. C10G 9/20, publ. 04/20/2003, bull. No. 11).

Основные недостатки этого технического решения:The main disadvantages of this technical solution:

- перед сбросом в дымовую трубу дымовые газы отдают часть содержащегося в них тепла продукту, ранее уже частично нагретому в радиантной камере; поэтому не может быть достигнуто достаточно глубокое охлаждение дымовых газов перед сбросом, а следовательно, и эффективная рекуперация тепла, что приводит к повышенному расходу топлива;- before discharge into the chimney, flue gases give part of the heat contained in them to a product that has previously been partially heated in a radiant chamber; therefore, a sufficiently deep cooling of the flue gases before discharge cannot be achieved, and consequently, efficient heat recovery, which leads to increased fuel consumption;

- использование факельных горелок и связанное с этим проведение процесса горения при высокой адиабатической температуре приводит к высокому уровню содержания вредных примесей (СО и NOx) в дымовых газах, сбрасываемых в окружающую среду.- the use of torch burners and the associated combustion process at high adiabatic temperature leads to a high level of harmful impurities (CO and NO x ) in the flue gases discharged into the environment.

Известна также трубчатая печь по патенту RU №2385896, М.кл. C10G 9/20, опубл. 10.04.2010, бюл. №10. Трубчатая печь содержит корпус с радиантной и отдельно расположенной конвективной камерами, в которых установлены радиантный и конвективный змеевики, горелочные устройства, дымовую трубу, соединенную с конвективной камерой, и обмуровку, причем печь дополнительно содержит лучеотражательную обечайку, расположенную между обмуровкой радиантной камеры и трубами радиантного змеевика, а в нижней части конвективной камеры дополнительно установлен змеевик.Also known is a tube furnace according to patent RU No. 2385896, M.cl. C10G 9/20, publ. 04/10/2010, bull. No. 10. The tube furnace contains a housing with a radiant and separately located convective chambers, in which a radiant and convective coils, burners, a chimney connected to the convective chamber, and a lining are installed, and the furnace further comprises a reflective shell located between the lining of the radiant chamber and the tubes of the radiant coil , and in the lower part of the convection chamber an additional coil is installed.

Основные недостатки этой трубчатой печи:The main disadvantages of this tube furnace are:

- сжигание топлива при высокой адиабатической температуре, что сопровождается интенсивным образованием вредных компонентов (NOx и СО) и выбросом их в окружающую среду;- fuel combustion at high adiabatic temperature, which is accompanied by the intensive formation of harmful components (NO x and CO) and their release into the environment;

- различные условия теплопередачи к поверхности труб радиантного змеевика, обращенной к потоку горячих дымовых газов и к лучеотражательной обечайке, что приводит к возникновению больших температурных напряжений, а также повышает вероятность закоксовывания и прожогов труб и, как следствие, - к выводу печи из эксплуатации и к большим расходам на ее ремонт;- various conditions of heat transfer to the surface of the pipes of the radiant coil facing the flow of hot flue gases and to the reflective shell, which leads to the appearance of high temperature stresses, and also increases the likelihood of coking and burn-through of the pipes and, as a result, to the decommissioning of the furnace and high expenses for its repair;

- необходимость использования в конструкции печи большого количества дорогостоящих жаропрочных сталей и сплавов, в первую очередь для радиантного змеевика и лучеотражательной обечайки;- the need to use in the design of the furnace a large number of expensive heat-resistant steels and alloys, primarily for radiant coil and reflective shell;

- большая общая материалоемкость;- large total material consumption;

- отсутствие эффективной рекуперации тепла дымовых газов (не предусмотрен подогрев воздуха перед горелкой), значительные тепловые потери и повышенный расход топлива вследствие сброса дымовых газов с высокой температурой (200÷250°С);- lack of effective heat recovery of flue gases (air heating in front of the burner is not provided), significant heat losses and increased fuel consumption due to the discharge of flue gases with high temperature (200 ÷ 250 ° C);

- большие габариты и занимаемая площадь;- large dimensions and footprint;

- высокая стоимость.- high price.

Наиболее близким аналогом по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ сжигания топлива по патенту RU №2347977 С1, М.кл. F23C 9/00 (2006.1), опубл 27.02.2009, Бюл. №6.The closest analogue in technical essence and the achieved result to the proposed invention is a method of burning fuel according to patent RU No. 2347977 C1, M.cl. F23C 9/00 (2006.1), publ. 02/27/2009, Bull. No. 6.

Данный способ предусматривает стабилизацию адиабатической температуры горения путем подмешивания части дымовых газов к воздуху, подаваемому на горелку беспламенного или каталитического типа, и рекуперацию тепла дымовых газов, выходящих из теплоприемника, за счет передачи его в теплообменном аппарате радиально-спирального типа подаваемым на горелку воздуху и топливу.This method provides stabilization of the adiabatic combustion temperature by mixing part of the flue gas to the air supplied to the flameless or catalytic type burner, and recovering the heat of the flue gases leaving the heat receiver by transferring it in the radial-spiral type heat exchanger to the air and fuel supplied to the burner .

К недостаткам этого технического решения относятся следующие:The disadvantages of this technical solution include the following:

- не определен оптимальный тип теплоприемника, который обеспечивал бы наиболее эффективную передачу тепла от продуктов сгорания к нагреваемым технологическим средам;- the optimal type of heat sink has not been determined, which would ensure the most efficient heat transfer from combustion products to heated process fluids;

- предусмотрено выполнение теплоприемника и теплообменного аппарата-рекуператора тепла дымовых газов только в виде раздельных аппаратов.- it is envisaged that a heat receiver and a heat exchanger-recuperator of flue gas heat be implemented only in the form of separate devices.

Задачей настоящего изобретения является создание высокоэффективной установки для сжигания топлива и нагрева технологических сред, предназначенной для использования при реализации технологических процессов, требующих интенсивного подвода тепла, в том числе вместо печей огневого нагрева, повышение эффективности теплопередачи от дымовых газов к нагреваемым средам, исключение или минимизация закоксовывания теплообменной поверхности, снижение потерь тепла в окружающую среду с соответствующим уменьшением расхода топлива, минимизация вредных выбросов, в том числе NOx и СО, снижение материалоемкости и стоимости (в первую очередь за счет уменьшения расхода дорогостоящих жаропрочных сталей и сплавов), уменьшение занимаемой площади.The objective of the present invention is to provide a highly efficient installation for burning fuel and heating process media, intended for use in the implementation of technological processes requiring intensive heat supply, including instead of fire heating furnaces, increasing the efficiency of heat transfer from flue gases to heated media, eliminating or minimizing coking heat exchange surface, reducing heat loss to the environment with a corresponding reduction in fuel consumption, minimizing harmful emissions, including NO x and СО, a decrease in material consumption and cost (primarily due to a decrease in the consumption of expensive heat-resistant steels and alloys), a decrease in the occupied area.

Для решения поставленной задачи разработана установка для сжигания топлива и нагрева технологических сред, которая содержит горелку, нагреватель продукта дымовыми газами, вентилятор, воздухоподогреватель для подогрева воздуха, подаваемого на горелку, дымосос, дымовую трубу и линии подвода и отвода рабочих сред; при этом:To solve this problem, an installation has been developed for burning fuel and heating process fluids, which contains a burner, a product heater with flue gases, a fan, an air heater for heating the air supplied to the burner, a smoke exhauster, a chimney and supply and exhaust lines for working fluids; wherein:

нагреватель продукта и воздухоподогреватель последовательно соединены по потоку поступающих из горелки дымовых газов и выполнены в виде вертикальных цилиндрических рекуперативных теплообменных аппаратов, в каждом из которых установлен по крайней мере один теплообменный блок радиально-спирального типа;the product heater and the air heater are connected in series through the flow of flue gases coming from the burner and are made in the form of vertical cylindrical recuperative heat exchangers, each of which has at least one radial-spiral type heat exchange unit;

патрубок отвода дымовых газов из воздухоподогревателя присоединен к всасывающему патрубку дымососа, напорная линия дымососа разделена на два потока, причем один поток дымовых газов соединен с дымовой трубой и выбрасывается в окружающую среду, а второй поток дымовых газов подсоединен к воздушной линии перед вентилятором, напорный патрубок которого соединен с входом в воздухоподогреватель;the flue gas exhaust pipe from the heater is connected to the suction pipe of the exhaust fan, the exhaust line of the exhaust fan is divided into two streams, one flue gas stream is connected to the chimney and released into the environment, and the second flue gas stream is connected to the air line in front of the fan, the discharge pipe of which connected to the inlet to the air heater;

для сжигания топлива применена горелка беспламенного типа;a flameless type burner was used to burn fuel;

на линии, соединяющей патрубок отвода дымовых газов из воздухоподогревателя и всасывающий патрубок дымососа, дополнительно установлены охладитель дымовых газов хладоносителем от внешнего источника, снижающий их температуру до 40-50°С, и сепаратор осушки охлажденных дымовых газов с патрубком отвода выделенного конденсата для последующего использования;on the line connecting the flue gas outlet pipe from the air heater and the suction pipe of the exhaust fan, an additional flue gas cooler is installed with a coolant from an external source, which reduces their temperature to 40-50 ° C, and a chilled flue gas drying separator with a dedicated condensate drain pipe for subsequent use;

на тракте дымовых газов между горелкой и нагревателем продукта, и/или между нагревателем продукта и воздухоподогревателем, и/или за воздухоподогревателем дополнительно могут быть установлены теплообменники для подогрева других рабочих сред, используемых при проведении технологического процесса;on the flue gas path between the burner and the product heater, and / or between the product heater and the air heater, and / or behind the air heater, heat exchangers can additionally be installed to heat other working media used in the process;

нагреватель продукта и воздухоподогреватель могут быть объединены в вертикальный моноблочный теплообменный аппарат с единым корпусом и объединены по потоку дымовых газов, причем патрубок подвода горячих дымовых газов от горелки размещен в нижней части аппарата, патрубок отвода охлажденных дымовых газов размещен в верхней части аппарата, секция теплообменных блоков воздухоподогревателя размещена над секцией теплообменных блоков нагревателя продукта, а по нагреваемым средам секция воздухоподогревателя и секция нагревателя продукта разделены герметичными перегородками;the product heater and the air heater can be combined into a vertical monoblock heat exchanger with a single casing and combined along the flue gas stream, with the hot flue gas supply pipe from the burner located at the bottom of the device, the chilled flue gas pipe, located at the top of the device, section of the heat exchange units the air heater is located above the section of the heat exchange blocks of the product heater, and for the heated media, the section of the air heater and the section of the product heater separated by sealed partitions;

охладитель дымовых газов хладоносителем от внешнего источника и дополнительные теплообменники, установленные на тракте дымовых газов, выполнены преимущественно в виде теплообменных аппаратов радиально-спирального типа.a flue gas cooler with a coolant from an external source and additional heat exchangers installed on the flue gas path are made primarily in the form of radial-spiral heat exchangers.

Ниже сущность предлагаемого изобретения поясняется конкретными примерами его выполнения и прилагаемыми чертежами, на которых:Below the essence of the invention is illustrated by specific examples of its implementation and the accompanying drawings, in which:

фиг.1 изображает принципиальную схему установки для сжигания топлива и нагрева технологических сред;figure 1 depicts a schematic diagram of an installation for burning fuel and heating process media;

фиг.2 - общий вид моноблочного теплообменного аппарата с совмещенными в одном корпусе нагревателем продукта и воздухоподогревателем, продольный разрез.figure 2 is a General view of a monoblock heat exchanger with combined in one housing product heater and air heater, a longitudinal section.

Установка содержит горелку 1, нагреватель 2 продукта дымовыми газами, вентилятор 3, воздухоподогреватель 4 для подогрева воздуха, подаваемого на горелку 1, дымосос 5, дымовую трубу 6 и линии подвода и отвода рабочих сред 29-38. Нагреватель 2 продукта выполнен в виде вертикального цилиндрического аппарата, содержащего корпус 7 с патрубками 8 и 9 соответственно подвода и отвода нагреваемого продукта и патрубками 10 и 11 соответственно подвода и отвода дымовых газов. В корпусе 7 установлен по крайней мере один теплообменный блок 12 радиально-спирального типа; в данном примере показаны два теплообменных блока 12, последовательно соединенных между собой как по потоку дымовых газов, так и по потоку нагреваемого продукта. Воздухоподогреватель 4 выполнен в виде вертикального цилиндрического аппарата, содержащего корпус 13 с патрубками 14 и 15 соответственно подвода и отвода нагреваемого воздуха и патрубками 16 и 17 соответственно подвода и отвода дымовых газов. В корпусе 13 установлен по крайней мере один теплообменный блок 18 радиально-спирального типа; в данном примере показаны два теплообменных блока 18, последовательно соединенных между собой как по потоку нагреваемого воздуха, так и по потоку дымовых газов. Патрубок 11 нагревателя 2 и патрубок 16 воздухоподогревателя 4 соединены линией 29.The installation comprises a burner 1, a product heater 2 with flue gases, a fan 3, an air heater 4 for heating the air supplied to the burner 1, a smoke exhauster 5, a chimney 6 and supply and exhaust lines 29-38. The heater 2 of the product is made in the form of a vertical cylindrical apparatus containing a housing 7 with nozzles 8 and 9, respectively, of the inlet and outlet of the heated product and nozzles 10 and 11, respectively, of the inlet and outlet of flue gases. In the housing 7, at least one radial-spiral type heat exchange unit 12 is installed; In this example, two heat-exchange units 12 are shown connected in series with each other both in the flue gas stream and in the stream of the heated product. The air heater 4 is made in the form of a vertical cylindrical apparatus containing a housing 13 with nozzles 14 and 15, respectively, for supplying and discharging heated air and pipes 16 and 17, respectively, for supplying and discharging flue gases. In the housing 13, at least one radial-spiral type heat exchange unit 18 is installed; In this example, two heat-exchange units 18 are shown, connected in series with each other both by the flow of heated air and by the flow of flue gases. The pipe 11 of the heater 2 and the pipe 16 of the air heater 4 are connected by a line 29.

На линии 30 отвода дымовых газов из патрубка 17 воздухоподогревателя 4 последовательно установлены охладитель дымовых газов 19 с хладоносителем от внешнего источника и сепаратор 20 осушки охлажденных дымовых газов, снабженный патрубком 21 для слива отделенного конденсата и патрубком 22 для подвода осушенных дымовых газов к дымососу 5. Напорная линия 31 дымососа 5 соединена линией 32 с дымовой трубой 6, а линией 33 - с линией 34 подвода воздуха к вентилятору 3. Напорный патрубок вентилятора 3 соединен линией 35 с патрубком 14 воздухоподогревателя 4, а патрубок 15 воздухоподогревателя 4 - линией 36 с горелкой 1. Горячие дымовые газы подводятся к патрубку 10 нагревателя 2 по линии 37. Топливный газ подводится к горелке 1 по линии 38. На линии 37 подвода горячих дымовых газов от горелки 1 к нагревателю 2 установлен дополнительный теплообменник 23 для подогрева другой рабочей среды, используемой при проведении технологического процесса. При необходимости дополнительные теплообменники могут быть установлены и/или на линиях 29 и 30.On the flue gas exhaust line 30 from the nozzle 17 of the air heater 4, a flue gas cooler 19 is installed in series with a coolant from an external source and a separator 20 for drying the cooled flue gases, equipped with a nozzle 21 for draining the separated condensate and a nozzle 22 for supplying the dried flue gases to the smoke exhauster 5. Pressure line 31 of the exhaust fan 5 is connected by line 32 to the chimney 6, and line 33 is connected to line 34 of the air supply to the fan 3. The discharge pipe of the fan 3 is connected by line 35 to the pipe 14 of the air heater 4, and pat side 15 of the air heater 4 - line 36 with burner 1. Hot flue gases are supplied to the pipe 10 of the heater 2 on line 37. Fuel gas is supplied to the burner 1 on line 38. An additional heat exchanger is installed on line 37 for supplying hot flue gases from burner 1 to heater 2 23 for heating another working environment used in the process. If necessary, additional heat exchangers can be installed and / or on lines 29 and 30.

Как вариант нагреватель продукта и воздухоподогреватель могут быть объединены в один вертикальный моноблочный теплообменный аппарат с единым корпусом.Alternatively, the product heater and the air heater can be combined into one vertical monoblock heat exchanger with a single housing.

На фиг.2 показан общий вид такого аппарата, продольный разрез. Аппарат содержит единый корпус 24 с патрубками подвода и отвода нагреваемого продукта, воздуха и дымовых газов и разделен на две секции - секцию 25 нагрева продукта и размещенную над ней секцию 26 подогрева воздуха. Каждая секция содержит по одному или более (в данном случае по два) теплообменных блоков соответственно 12 и 18, патрубок 10 подвода горячих дымовых газов от горелки размещен в нижней части аппарата, патрубок 17 отвода охлажденных дымовых газов размещен в верхней части аппарата. Секции 25 и 26 объединены по потоку дымовых газов, а по нагреваемым средам разделены герметичными перегородками 27 и 28.Figure 2 shows a General view of such an apparatus, a longitudinal section. The apparatus contains a single housing 24 with nozzles for supplying and discharging the heated product, air and flue gases and is divided into two sections - the product heating section 25 and the air heating section 26 located above it. Each section contains one or more (in this case, two) heat exchange units 12 and 18, respectively, a pipe 10 for supplying hot flue gases from the burner is located in the lower part of the device, a pipe 17 for discharging cooled flue gases is located in the upper part of the device. Sections 25 and 26 are combined by the flue gas flow, and by heated media are separated by sealed partitions 27 and 28.

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

Топливный газ и смесь воздуха и дымовых газов, нагретая в воздухоподогревателе 4, подводятся к горелке 1 беспламенного типа по линиям соответственно 38 и 36. Горячие дымовые газы, образующиеся в горелке 1 при сжигании топливного газа, по линии 37 через патрубок 10 поступают в нагреватель 2 и, поднимаясь по аксиальным щелевым каналам теплообменных блоков 12, отдают тепло нагреваемому продукту, поступающему через патрубок 8 и противотоком опускающемуся по радиально-спиральным каналам теплообменных блоков 12. Горячий продукт отводится из нагревателя 2 через патрубок 9 для дальнейшей обработки, а частично охлажденные дымовые газы по линии 29 подаются через патрубок 16 в воздухоподогреватель 4 и поднимаются по аксиальным щелевым каналам теплообменных блоков 18, отдавая тепло смеси воздуха и охлажденных рециркулирующих дымовых газов, подаваемой вентилятором 3 по линии 35 через патрубок 14 к радиально-спиральным каналам теплообменных блоков 18 воздухоподогревателя 4. Нагретая смесь воздуха и рециркулирующих дымовых газов выводится из воздухоподогревателя 4 через патрубок 15 и по линии 36 подается к горелке 1, а дымовые газы выводятся через патрубок 17 и подаются по линии 30 в охладитель дымовых газов 19, где охлаждаются хладоносителем от внешнего источника до температуры 40-50°С. Из охладителя 19 дымовые газы поступают в сепаратор 20, в котором образовавшийся конденсат отделяется и выводится через патрубок 21 для дальнейшего использования, а осушенные дымовые газы через патрубок 22 откачиваются дымососом 5 и направляются в напорную линию 31, после чего разделяются на два потока, один из которых сбрасывается по линии 32 в дымовую трубу, а второй поток по линии 33 сбрасывается в линию 34 перед вентилятором 3 и подмешивается к воздуху, после чего образовавшаяся смесь воздуха и холодных дымовых газов направляется вентилятором 3 по линии 35 в воздухоподогреватель 4.The fuel gas and the mixture of air and flue gases heated in the air heater 4 are supplied to the flameless type burner 1 along lines 38 and 36, respectively. Hot flue gases generated in the burner 1 during fuel gas combustion pass through the pipe 10 through the pipe 10 to the heater 2 and, rising along the axial slotted channels of the heat exchange units 12, give off heat to the heated product entering through the pipe 8 and counter-flowing down the radial-spiral channels of the heat exchange units 12. The hot product is removed from the heater I 2 through the pipe 9 for further processing, and partially cooled flue gases through line 29 are fed through the pipe 16 to the air heater 4 and rise through the axial slotted channels of the heat exchange units 18, giving off heat to the mixture of air and cooled recirculating flue gases supplied by the fan 3 via line 35 through the pipe 14 to the radial-spiral channels of the heat exchange units 18 of the air heater 4. The heated mixture of air and recirculating flue gases is discharged from the air heater 4 through the pipe 15 and along the line 36 tsya to the burner 1 and the flue gases are vented through conduit 17 and fed via line 30 into the flue gas cooler 19 where the cooled coolant from an external source to a temperature of 40-50 ° C. From the cooler 19, the flue gases enter the separator 20, in which the condensate formed is separated and discharged through the pipe 21 for further use, and the dried flue gases through the pipe 22 are pumped out by the exhaust fan 5 and sent to the pressure line 31, after which they are divided into two streams, one of which is discharged through line 32 into the chimney, and the second stream through line 33 is discharged into line 34 in front of fan 3 and mixed with air, after which the resulting mixture of air and cold flue gases is directed by the fan 3 through line 35 to the air heater 4.

Если на линии 37 (и/или на линиях 29 и 30) установлены дополнительные теплообменники 23, то обеспечивается подогрев других рабочих сред, используемых в технологическом процессе.If additional heat exchangers 23 are installed on line 37 (and / or on lines 29 and 30), then other working media used in the process are heated.

Показанный на фиг.2 вариант установки с нагревателем продукта и воздухоподогревателем, объединенными в один вертикальный моноблочный теплообменный аппарат, работает аналогичным образом. При этом горячие дымовые газы, поступающие из горелки 1 в аппарат по линии 37, пройдя вертикальные щелевые каналы теплообменных блоков 12 секции 25 нагрева продукта, попадают непосредственно в вертикальные щелевые каналы теплообменных блоков 18 секции 26 подогрева воздуха, пройдя которые выводятся через патрубок 17 в линию 30.The installation option shown in FIG. 2 with a product heater and an air heater combined into one vertical monoblock heat exchanger operates in a similar way. In this case, the hot flue gases entering the apparatus 1 through line 37, passing through the vertical slotted channels of the heat exchange units 12 of the product heating section 25, go directly into the vertical slotted channels of the heat exchange units 18 of the air heating section 26, passing through which are output through the pipe 17 to the line thirty.

Предлагаемая установка имеет ряд существенных преимуществ по сравнению с известными техническими решениями, в том числе с огневыми печами:The proposed installation has a number of significant advantages compared to well-known technical solutions, including with fire furnaces:

- вместо дорогостоящих толстостенных теплообменных труб, используемых в трубчатых печах, в предлагаемой установке применены теплообменные поверхности радиально-спирального типа, которые формируются из тонкого листа толщ. 0,8-1,2 мм, что позволяет существенно снизить металлоемкость и стоимость установки;- instead of expensive thick-walled heat-exchange tubes used in tube furnaces, the proposed installation uses radial-spiral type heat-exchange surfaces that are formed from a thin sheet of thicknesses. 0.8-1.2 mm, which can significantly reduce the metal consumption and installation cost;

- при использовании радиально-спиральных теплообменных поверхностей повышается эффективность теплопередачи от дымовых газов к нагреваемым средам, обеспечивается равномерное распределение тепловых потоков и исключается возможность местных перегревов, а также исключаются или сводятся к минимуму закоксовывание и прожоги, благодаря чему достигается повышение надежности и ресурса, увеличение межремонтных периодов и соответствующее снижение затрат на ремонт;- when using radial-spiral heat exchange surfaces, the heat transfer efficiency from flue gases to heated media is increased, the heat flows are evenly distributed and local overheating is eliminated, and coking and burns are eliminated or minimized, thereby increasing reliability and service life, increasing the overhaul periods and a corresponding reduction in repair costs;

- благодаря подмешиванию к дутьевому воздуху охлажденных дымовых газов снижается адиабатическая температура горения, в результате чего исключается или минимизируется образование и сброс в окружающую среду вредных примесей, в том числе NOx и СО;- due to the addition of chilled flue gases to the blast air, the adiabatic combustion temperature is reduced, as a result of which the formation and discharge of harmful impurities into the environment is eliminated or minimized, including NO x and CO;

- снижение адиабатической температуры горения позволяет использовать для изготовления теплообменных поверхностей менее дорогостоящие конструкционные материалы;- reducing the adiabatic combustion temperature allows the use of less expensive structural materials for the manufacture of heat transfer surfaces;

- использование горелки беспламенного типа обеспечивает устойчивый процесс горения, несмотря на пониженное содержание кислорода в подаваемой на горелку газовой смеси вследствие разбавления воздуха рециркулирующими дымовыми газами;- the use of a flameless type burner provides a stable combustion process, despite the low oxygen content in the gas mixture supplied to the burner due to dilution of air with recirculating flue gases;

- благодаря глубокому охлаждению дымового газа существенно снижаются потери тепла, а следовательно, уменьшаются расход топлива и энергозатраты;- due to the deep cooling of the flue gas, heat losses are significantly reduced, and therefore, fuel consumption and energy consumption are reduced;

- дымосос работает при температурах, не превышающих 60°С, что благоприятно сказывается на условиях его работы и, как следствие, на показателях ресурса и надежности;- the smoke exhauster operates at temperatures not exceeding 60 ° C, which favorably affects the conditions of its operation and, as a result, the resource and reliability indicators;

- выполнение охладителя дымового газа и дополнительных теплообменников по радиально-спиральному типу позволяет снизить металлоемкость и стоимость этих аппаратов;- the implementation of the flue gas cooler and additional heat exchangers according to the radial-spiral type allows to reduce the metal consumption and the cost of these devices;

- выполнение нагревателя продукта и воздухоподогревателя в виде единого моноблочного аппарата позволяет исключить из состава печи дымоход, соединяющий эти аппараты при раздельном их исполнении, уменьшить теплопотери, снизить металлоемкость, стоимость и занимаемые производственные площади.- the implementation of the product heater and the air heater in the form of a single monoblock device allows you to exclude from the furnace, the chimney connecting these devices when they are separately executed, reduce heat loss, reduce metal consumption, cost and occupied floor space.

Claims (7)

1. Установка для сжигания топлива и нагрева технологических сред, содержащая горелку, нагреватель продукта дымовыми газами, вентилятор, воздухоподогреватель, дымосос, дымовую трубу и линии подвода и отвода рабочих сред, отличающаяся тем, что нагреватель продукта и воздухоподогреватель последовательно соединены по потоку поступающих из горелки дымовых газов, выполнены в виде вертикальных цилиндрических рекуперативных теплообменных аппаратов, в каждом из которых установлен, по крайней мере, один теплообменный блок радиально-спирального типа, патрубок отвода дымовых газов из воздухоподогревателя присоединен к всасывающему патрубку дымососа, напорная линия дымососа разделена на два потока, причем один поток дымовых газов соединен с дымовой трубой, а второй поток дымовых газов подсоединен к воздушной линии перед вентилятором.1. Installation for burning fuel and heating process media, comprising a burner, a product flue gas heater, a fan, an air heater, a smoke exhauster, a chimney and supply and exhaust lines for the working media, characterized in that the product heater and the air heater are connected in series with the flow coming from the burner flue gases are made in the form of vertical cylindrical recuperative heat exchangers, each of which has at least one radial-spiral heat exchange unit type flue pipe of the air heater is connected to the suction pipe exhauster, exhauster pressure line is divided into two streams, one stream of flue gases is connected to a chimney, and the second flue gas stream is connected to the air line before the fan. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что для сжигания топлива применена горелка беспламенного типа.2. Installation according to claim 1, characterized in that a flameless type burner is used for fuel combustion. 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что на линии, соединяющей патрубок отвода дымовых газов из воздухоподогревателя с всасывающим патрубком дымососа, дополнительно установлены охладитель дымовых газов хладоносителем от внешнего источника, снижающий их температуру до 40-50°С, и сепаратор осушки охлажденных дымовых газов с линией отвода выделенного конденсата для последующего использования.3. Installation according to claim 1, characterized in that on the line connecting the flue gas outlet pipe from the air heater with the suction pipe of the exhaust fan, the flue gas cooler is additionally equipped with a coolant from an external source, reducing their temperature to 40-50 ° C, and a drying separator cooled flue gases with a condensate discharge line for subsequent use. 4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что на тракте дымовых газов между горелкой и нагревателем продукта, и/или между нагревателем продукта и воздухоподогревателем, и/или за воздухоподогревателем установлены дополнительные теплообменники для подогрева других рабочих сред, используемых при проведении технологического процесса.4. Installation according to claim 1, characterized in that on the flue gas path between the burner and the product heater, and / or between the product heater and the air heater, and / or behind the air heater, additional heat exchangers are installed to heat other working media used in the process . 5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что нагреватель продукта и воздухоподогреватель объединены в вертикальный моноблочный теплообменный аппарат с единым корпусом и объединены по потоку дымовых газов, причем патрубок подвода горячих дымовых газов от горелки размещен в нижней части аппарата, патрубок отвода охлажденных дымовых газов размещен в верхней части аппарата, секция теплообменных блоков воздухоподогревателя размещена над секцией теплообменных блоков нагревателя продукта, а по нагреваемым средам секция воздухоподогревателя и секция нагревателя продукта разделены герметичными перегородками.5. Installation according to claim 1, characterized in that the product heater and the air heater are combined into a vertical monoblock heat exchanger with a single housing and are combined along the flue gas stream, the hot flue gas inlet pipe from the burner located at the bottom of the apparatus, the cooled flue exhaust pipe gases is located in the upper part of the apparatus, a section of heat-exchange blocks of an air heater is placed above a section of heat-exchange blocks of a heater of a product, and for heated media a section of an air heater and The heater section of the product is separated by sealed partitions. 6. Установка по п.3, отличающаяся тем, что охладитель дымовых газов хладоносителем от внешнего источника выполнен преимущественно в виде теплообменного аппарата радиально-спирального типа.6. Installation according to claim 3, characterized in that the flue gas cooler with a coolant from an external source is made mainly in the form of a radial-spiral heat exchanger. 7. Установка по п.4, отличающаяся тем, что дополнительные теплообменники, установленные на тракте дымовых газов, выполнены преимущественно в виде теплообменных аппаратов радиально-спирального типа. 7. Installation according to claim 4, characterized in that the additional heat exchangers installed on the flue gas path are made primarily in the form of radial-spiral type heat exchangers.
RU2011109388/04A 2011-03-14 2011-03-14 Installation for burning fuel heating processing media RU2444678C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011109388/04A RU2444678C1 (en) 2011-03-14 2011-03-14 Installation for burning fuel heating processing media

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011109388/04A RU2444678C1 (en) 2011-03-14 2011-03-14 Installation for burning fuel heating processing media

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2444678C1 true RU2444678C1 (en) 2012-03-10

Family

ID=46029114

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011109388/04A RU2444678C1 (en) 2011-03-14 2011-03-14 Installation for burning fuel heating processing media

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2444678C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014007679A1 (en) * 2012-07-03 2014-01-09 Kurochkin Andrei Vladislavovich Method and regulating the heating of air and device for implementing same
RU2506495C1 (en) * 2012-11-22 2014-02-10 Андрей Владиславович Курочкин Device for combustion of fuels and heating of process media, and fuel combustion method
RU2544692C1 (en) * 2014-03-03 2015-03-20 Андрей Владиславович Курочкин Method of fuels combustion and heating of process mediums and device for their implementation
CN115076694A (en) * 2022-06-04 2022-09-20 昆明理工大学 Embedded self-heating medical waste pyrolysis gasification combustion method and device
RU2809827C1 (en) * 2023-08-18 2023-12-19 Общество с ограниченной ответственностью "ФАСТ ИНЖИНИРИНГ" Apparatus for heating oil and refined products

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2140434C1 (en) * 1998-04-06 1999-10-27 Федоренко Валентин Валентинович Tubular furnace for fire heating of oil products
US6247917B1 (en) * 1998-08-21 2001-06-19 Texaco Inc. Flue gas recirculation system
RU2347977C1 (en) * 2007-07-09 2009-02-27 Дмитрий Львович Астановский Method of burning fuel
EP2133634A1 (en) * 2008-06-11 2009-12-16 Aic S.A. Fire heat exchanger for liquid heaters
RU2385896C1 (en) * 2008-07-17 2010-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "Термакат" Tube kiln
RU2411411C1 (en) * 2009-08-11 2011-02-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет Fuel combustion method

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2140434C1 (en) * 1998-04-06 1999-10-27 Федоренко Валентин Валентинович Tubular furnace for fire heating of oil products
US6247917B1 (en) * 1998-08-21 2001-06-19 Texaco Inc. Flue gas recirculation system
RU2347977C1 (en) * 2007-07-09 2009-02-27 Дмитрий Львович Астановский Method of burning fuel
EP2133634A1 (en) * 2008-06-11 2009-12-16 Aic S.A. Fire heat exchanger for liquid heaters
RU2385896C1 (en) * 2008-07-17 2010-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "Термакат" Tube kiln
RU2411411C1 (en) * 2009-08-11 2011-02-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет Fuel combustion method

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014007679A1 (en) * 2012-07-03 2014-01-09 Kurochkin Andrei Vladislavovich Method and regulating the heating of air and device for implementing same
RU2506495C1 (en) * 2012-11-22 2014-02-10 Андрей Владиславович Курочкин Device for combustion of fuels and heating of process media, and fuel combustion method
RU2544692C1 (en) * 2014-03-03 2015-03-20 Андрей Владиславович Курочкин Method of fuels combustion and heating of process mediums and device for their implementation
CN115076694A (en) * 2022-06-04 2022-09-20 昆明理工大学 Embedded self-heating medical waste pyrolysis gasification combustion method and device
RU2809827C1 (en) * 2023-08-18 2023-12-19 Общество с ограниченной ответственностью "ФАСТ ИНЖИНИРИНГ" Apparatus for heating oil and refined products

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA020232B1 (en) Method of melting in glass melting furnace
RU2010153610A (en) METHOD FOR PRODUCING A CEMENT CLINKER AND INSTALLATION FOR ITS PRODUCTION
RU2013152436A (en) METHOD AND DEVICE FOR THERMAL BURNING OF HYDROCARBON-CONTAINING GASES
RU2444678C1 (en) Installation for burning fuel heating processing media
EA018516B1 (en) Glass melting furnace
EA018553B1 (en) Process for making glass in glass melting furnace
CN104561515B (en) Continuous way bar plate heating stove and heating means thereof
CN201242266Y (en) Tube type heating stove
RU2657561C2 (en) Method for combustion of low-grade fuel
UA81952C2 (en) Method for burning lumps of material, in particular limestone
US2344203A (en) Combination burner
RU2686357C1 (en) Gaseous medium heater
CN216408927U (en) Horizontal internal combustion steam boiler with porous ceramic medium combustion
RU2455340C1 (en) Tube furnace
CN210861032U (en) Novel low-nitrogen energy-saving steam generator
CN105036077B (en) Method and system for recovering waste heat of syngas obtained by partial oxidation of natural gas
RU2809827C1 (en) Apparatus for heating oil and refined products
RU2090810C1 (en) Oil heating furnace
EP0042215B1 (en) Heater
CN208398375U (en) A kind of oil shell and tube hot air heating apparatus
RU2825792C1 (en) Air heating device, method and system
JP4901054B2 (en) Overpressure combustor for burning lean concentration of combustible gas
RU177784U1 (en) TUBULAR FURNACE FURNACE FURNACE WITH FORCED FUEL GAS RECIRCULATION
CN111394562A (en) Medium-low temperature heat treatment furnace
CN106152500B (en) A kind of the flameless combustion burner hearth and its control method of heat exchange type

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190315

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20200406