Устройство и принцип работы печи

Теплообменная камера представляет собой объемную металлическую конструкцию, состоящую из сварного профильного проката, наружных и внутренних ограждающих обшивок, пространство между которыми заполнено теплоизоляционным материалом. Для повышения экономичности печи внутри теплообменной камеры размещены восемь секций змеевика, изготовленные из стальных бесшовных труб со спиральным оребрением. Змеевики расположены симметрично, слева и справа от продольной оси камеры.
Принцип работы теплообменной камеры: дымовые газы из камер сгорания через сопла­конфузоры в виде плоских струй поступают во внутреннее пространство печи. Скорость струи у устьев сопел­конфузоров составляет 100–120 м/с, температура 1600–1700°С. Струи, имеющие высокую кинетическую энергию, инжектируют уже охлажденные дымовые газы из нижних боковых зон теплообменной камеры, создавая интенсивную рециркуляцию продуктов сгорания. Данный процесс при этом сопровождается развитым радиационно­конвективным теплообменом между рециркулирующими дымовыми газами и центральными секциями продуктового змеевика.

Применение принципа рециркуляции позволяет за счет снижения температуры в центральной части печи до 800…900°С обеспечить выравнивание теплонапряжений по поверхности нагрева, применить оребренные трубы и тем самым повысить среднее теплонапряжение поверхностей нагрева до 80 кВт/м2.

Далее частично охлажденные продукты сгорания направляются в конвективную секцию, образованную продольными перегородками и внутренней стенкой теплообменной камеры, где, омывая однорядные змеевики, охлаждаются и выводятся в атмосферу.
Одновременно с целью обеспечения возможности работы установки на резервном жидком топливе первые от оси ряды труб (слева и справа) выполнены без оребрения.
Блок основания печи предназначен для установки на нем теплообменной камеры, монтажа камер сгорания, сборочных единиц воздуховода, трубопроводов и арматуры подачи топливного газа к камерам сгорания и запальным горелкам.

Из центробежных вентиляторных агрегатов высокого давления воздух, необходимый для горения, по воздуховоду подается во ввод камеры сгорания и поступает в пространство, образованное внутренней поверхностью корпуса и внешней поверхностью жаровой трубы. По этому пространству воздух спиралеобразно движется вниз к днищу камеры и смешивается с топливным газом, поступающим в камеру сгорания через перфорированный колпак.
Вращение потока воздуха с большой скоростью обеспечивает его движение с высокой турбулентностью в нижней части камеры сгорания в зоне ввода топливного газа. В результате этого происходит интенсивное смешение воздуха с газом и обеспечивается высокая степень полноты сгорания топливной смеси.
Блоки жидкотопливных горелок размещаются со стороны торцевых стен теплообменной камеры

• Печь снабжена двумя вентиляторными агрегатами, смонтированными для совместной работы в параллельном режиме при помощи воздуховодов и мягких вставок. Вентиляторный агрегат дооборудован кожухом воздухозаборным, виброизолятором и рамой для установки на бетонные фундаменты.

Система автоматизации

Установка снабжена микропроцессорной системой автоматизации на базе ПЛК «DirectLogic», обеспечивающей следующие основные функции:

• автоматический розжиг на основном и резервном видах топлива (с предварительной продувкой газовой линии и вентиляцией топочного пространства);

• автоматический вывод на рабочий режим;

• автоматическое поддержание заданной температуры продукта на выходе;

• диагностики состояния змеевиков (по температуре потоков нефти на выходе из змеевика);

• защита, сигнализация и блокировка работы печи при аварийных отклонениях основных параметров технологического процесса;

• контроль загазованности в застойных зонах, привязка к существующей системе пожаротушения;

• регулирование подачи воздуха на горение инвертором (частотно­регулируемым приводом) при работе на основном топливе – за дополнительную плату по требованию заказчика.
Система автоматизации Н на нижнем уровне построена на датчиках с унифицированным токовым выходом 4…20 мА, которые осуществляют контроль и регистрацию следующих параметров:

• температуры и давления в коллекторах входа и выхода нагреваемого продукта соответственно в установку и из нее;

• температуры потоков нефти на выходе из змеевика;

• давления топливного газа (жидкого топлива);

• расхода нагреваемого продукта и топлива;

• температуры уходящих дымовых газов;

• наличие пламени в камерах сгорания и горелках;

• контроль загазованности в теплообменной камере и коллекторе вентилятора перед розжигом установки.

Промышленный контроллер обрабатывает сигналы от датчиков и выдает команды на открытие или закрытие исполнительных механизмов оборудования.

Регулирующий контур, осуществляющий управление режимом горения топлива, включает в себя затвор поворотный дисковый на трубопроводе подачи газа, клапан на трубопроводе подачи жидкого топлива, задатчик температуры (термопреобразователь ТСМУ) на выходе нагретого продукта и воздушную дроссельную заслонку с электроприводом на воздуховоде (или частотно­регулируемый электропривод).