Химических, нефтехимических и нефтегазоперерабатывающих производств

Учебное пособие

Казань

КГТУ

2008

УДК 66.041.37.666.92

 

Технологические печи химических, нефтехимических и нефтегазоперерабатывающих производств: Учеб. пособие/ Э.Ш. Теляков, М.А. Закиров, С.А. Вилохин; Казан. гос. технол. ун-т. – Казань, 2008. – 106 с. ISBN 5-7882-0210-8

 

Учебное пособие написано в соответствии с программой дисциплины «Машины и аппараты нефтегазопереработки» для студентов специальностей 240801 – «Машины и аппараты химических производств», 130603 – «Оборудование нефтегазопереработки» и других механических специальностей.

Дано описание различных типов технологических печей, области их применения, устройство основных элементов и узлов. Изложены принципы теплотехнического и гидравлического расчета, анализируются процессы теплопередачи в радиационных и конвективных камерах трубчатых печей, пути повышения теплового КПД. Представлен обширный справочный материал по характеристикам жидкого и газообразного топлива, необходимый при курсовом и дипломном проектировании.

Подготовлено на кафедре «Машины и аппараты химических производств» КГТУ и НХТИ.

Табл.19. Илл.30. Библ.12 наим.

Печатается по решению методического совета Нижнекамского химико-технологического института (филиала) ГОУ ВПО КГТУ.

Рецензенты: зав. лабораторией Всеволжского института углеводородного сырья, канд. тех. наук. Б.Н. Матюшко; зав. кафедрой «Технология воды и топлив» КГЭУ, д-р тех. наук., проф. А.Г.Лаптев

 

ISBN 5-7882-0210-8

Казанский государственный технологический университет, 2008 г.

СОДЕРЖАНИЕ

 

	Введение	5
1.	Назначение и область применения печей	6
2.	Классификация печей	7
3.	Теплотехнические процессы, протекающие в печах	12
3.1.	Жидкое топливо	13
3.2.	Газообразное топливо	17
3.3.	Получение тепловой энергии за счет преобразования электрической энергии	24
4.	Термотехнологические (реакционные) процессы, протекающие в печах	25
4.1.	Химические превращения	26
4.2.	Физико-химические превращения	26
5.	Принципы расчета и проектирования (подбора) печей	27
5.1.	Тепловой баланс процесса	28
5.2.	Основные характеристики печей	29
5.3.	Расчет процесса горения топлива в греющей камере	30
5.4.	Расчет процесса теплопередачи от факела горения топлива или от излучающей стенки к тепловоспринимающей поверхности	35
6.	Конструкции печей	37
6.1.	Трубчатые печи	39
6.1.1.	Условные обозначения трубчатых печей	40
6.1.2.	Основные характеристики трубчатых печей	60
6.1.3.	Элементы конструкций трубчатых печей	62
6.1.3.1	Змеевики трубчатых печей	62
6.1.3.2	Гарнитура трубчатых печей	70
6.1.3.3	Каркасы трубчатых печей	74
6.1.3.4	Обмуровка трубчатых печей	75
6.1.4.	Топливно-сжигающие устройства (ТСУ) трубчатых печей	77
6.1.4.1	ТСУ для сжигания жидкого топлива	78
6.1.4.2	ТСУ для сжигания газового топлива	80
6.1.4.3	Комбинированные горелки для сжигания жидких и газообразных топлив	84
6.1.4.4	Рекомендации по выбору топливно-сжигающих устройств	87
6.1.5	Воздухоподогреватели	89
6.2.	Печи для обработки твердых материалов и расплавов	92
6.3.	Печи шахтные, многозонные	94
6.4.	Печи с кипящим слоем	98
6.5.	Печи с вращающимися барабанами	100
	Библиографический список	105

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Технологические печи очень широко используются практически во всех химических отраслях промышленности. В печах за счет сжигания топлива (газообразного, жидкого и комбинированного) реализуется процесс нагрева перерабатываемого продукта. Механизм теплопередачи достаточно сложен, поскольку в этих устройствах, в отличие, например, от теплообменников, значителен вклад в суммарный теплообмен лучистой (радиационной) составляющей. В некоторых случаях этот механизм теплопередачи является превалирующим. Организация движения образующихся дымовых газов в свою очередь существенно влияет на вклад в суммарный теплообмен конвективной составляющей. Поэтому проектирование печей предполагает учет характеристик топлива, расчет процесса горения с учетом гидродинамики движения дымовых газов, выбор конструкции печи, учет характеристик топливно-сжигающих устройств (ТСУ), прочностные расчеты всех элементов конструкции. Эти задачи предполагают использование весьма разнообразных знаний.

В настоящем учебном пособии сделана попытка изложить в простой и доступной форме прикладные основы расчета, подбора и конструирования основных типов технологических печей. Основное внимание при этом уделено трубчатым печам, как наиболее широко используемым в нефтепереработке и нефтехимии. В пособии приведены также физико-химические характеристики наиболее распространенных топлив, теплотехнические характеристики основных типов ТСУ, а также основных типов печей, что, по мнению авторов, должно облегчить использование пособия студентами в процессе обучения, а также при выполнении курсовых и дипломных проектов.