Одной из главных особенностей печей данного типа является то, что они способны обеспечить равномерный нагрев нефти в змеевиках, что предотвращает коксообразование. Данный вид нагрева достигается путем постоянной рециркуляции продуктов сгорания топлива.
Эти печи обладают следующими особенностями:
- есть возможность автоматизировать многие этапы производства с помощью использования автоматизированных систем управления основанных на микропроцессорах;
- из-за замены электрическими приводами основных запорных механизмов упрощается процесс регулирования давления в пневмо-системе;
- наличие однорядных змеевиков, что повышает КПД печи до 85%;
- грамотное распределение объема газа и воздуха позволяет обеспечить более плавное и точное изменение температуры нефти. В течении этого процесса все запасы топливного газа сгорают;
- повышение диффузии достигается путем увеличения прохождения объема потока воздуха через камеру внутреннего сгорания.
2.2. Устройство печи
Трубчатая печь ПТБ-10А, показанная ниже – это механизм, состоящих из сборных блоков, образующих собственно теплотехническую часть печи со вспомогательным оборудованием и коммуникациями, и систему автоматизации.
Процесс теплообмена между продуктами сгорания газа в качестве топлива присутствует в камере теплообмена. При движении по частям змеевика нефтепродукт нагревается за счет, продуктов сгорания топливного газа, которые сжигаются в четырех камерах сгорания, и попадают в пространство камеры теплообмена. Четыре камеры сгорания (реакторы сгорания) для сжигания газового топлива, дополнительные линии подачи топливного газа и средства их зажигания, воздуховод принудительного сгорания и отсек для обработки топлива расположены на базовой станции печи.
Отсек подготовки топлива выполнен в виде металлического изолированного корпуса, внутри которого расположены регулирующие клапаны, защитное оборудование и трубы.
Для подачи сжатого воздуха в камеры сгорания, которые являются двумя свободными установками для сжигания газа, предусмотрен блок вентиляторных установок.
Блок вентиляторного агрегата представляет собой стальную сварную раму, на виброизоляторах которого установлен вентиляторный агрегат, включающий в состав центробежный вентилятор высокого давления, электродвигатель его привода и соединяющую их клиноременную передачу. Блок вентиляторного агрегата включает также в свой состав приемный воздуховод и нагнетательный переходный воздуховод.
Модуль вентилятора представляет собой стальной сварной шов на виброизоляторах, в которых установлен вентилятор, включая центробежный вентилятор высокого давления, его приводной электродвигатель и клиноременную передачу. Вентиляционный агрегат также включает в себя воздуховод и нагнетатель воздуха.
2.3. Теплообменная камера
Сырая нефть движется по змеевикам и получает тепло от продукта сгорания топливного газа, сжигаемого в камерах сгорания и поступающего в пространство теплообменной камеры.
Количество теплообменных аппаратов на предприятиях переработки может варьироваться от 2 до 1250 аппаратов, но в основном их число зависит от двух главных факторов:
1. Количество скважин на участке добычи нефти.
2. Свойства самой нефти.
В среднем, на одном предприятии по нефтепереработке используется 406 теплообменных аппаратов. На небольших предприятиях количество теплообменников варьирует от 2 до 25 аппаратов. В средних компаниях – от 80 до 200 аппаратов и от 300 аппаратов до 700. И крупные предприятия по первичной переработки нефти могут обслуживать более 800 теплообменных аппаратов.
Существует три принципиальных способов передачи тепла от одного теплоносителя к другому:
1. Теплопередача – заключается в переносе тепловой энергии при соприкосновении колеблющихся микрочастиц.
2. Излучение – это перенос энергии в виде электромагнитных волн, которые излучают тела.
3. Конвекция – осуществляется за счет перемещения и перемешивания частиц жидкости или газа.
В различных частях теплообменных аппаратов процесс теплообмена происходит по-разному и может сочетать все или несколько приведенных видов теплопередачи. Поэтому при расчете процесс теплопередачи рассматривают как единый.
Теплообменная камера печи снабжена четырьмя дымовыми трубами для вывода из нее охлажденных продуктов сгорания топлива в атмосферу, площадкой обслуживания и стремянкой для обслуживания взрывных предохранительных клапанов, расположенных на ее боковых поверхностях.
В торцевой стене корпуса теплообменной камеры имеется штуцер для подвода пара, обвязанный в единую систему трубопроводов пожаротушения.
Система автоматизации выполнена по блочно функциональному принципу и представляет собой комплекс устройств контроля, управления и сигнализации размещаемых непосредственно на технологической части печи, а также в помещении аппаратурного блока.
Аппаратурный блок представляет из себя металлическую утепленную конструкцию, внутри которой размещаются щит контроля и управления, стойка питания, отопители и освещение.