Классификация печей

· печи нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств;

· печи производства серной кислоты;

· печи производства соляной кислоты;

· печи производства фосфорной кислоты;

· печи производства плавиковой кислоты;

· печи производства соды;

· печи производства извести;

· печи производства карбида кальция;

· печи производства минеральных солей;

· печи производства минеральных пигментов;

· печи производства извести;

· печи производства фосфора;

· печи производства сероуглерода;

· печи производства катализаторов;

· печи для сжигания отходов химических производств;

· печи других производств.

2. Печи для каждого вида производств разбиваются на группы по целевому назначению. Так среди печей нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств могут быть выделены печи нагрева жидкофазного сырья для процессов первичной переработки нефти, термического крекинга, каталитического крекинга, риформинга, печи для проведения реакционных процессов в паровой фазе (пиролиз) и т.д. Соответственно в сернокислотном производстве могут быть выделены печи обжига колчедана, печи для сжигания серы, печи для сжигания сероводорода. Аналогичным образом выделяются группы печей и в других производствах.

3. Каждая из групп подразделяется на подгруппы по технологическим особенностям проводимого процесса.

3.1. По тепловому эффекту процесса, проводимого в печи:

· Печи, в которых в обрабатываемом материале протекают экзотермические реакции, причем в некоторых случаях количество выделяющегося тепла может быть достаточным для проведения процесса, а в других случаях необходим подвод (отвод) тепла.

· Печи, в которых в обрабатываемом материале протекают эндотермические реакции. В этом случае для проведения процесса необходим подвод тепла. К этой же подгруппе относятся печи с нулевыми или незначительными экзотермическими реакциями

3.2. По способу подвода тепла (для печей с нулевыми или эндотермическими реакциями):

· Печи с внутренним подводом тепла (тепло вносится непосредственно внутрь реакционного пространства);

· Печи с внешним подводом тепла (тепло вносится через стенку).

3.3. По виду источника тепла:

· Топливные печи (газообразное, жидкое, твердое или комбинированное топливо).

· Электрические (дуговые, индукционные, плазменные печи или печи сопротивления).

В рассмотренной классификации каждая из выделенных подгрупп печей может быть выполнена по разным конструкциям. В то же время с точки зрения проектирования (выбора схемы расчета, подбора унифицированных и типовых элементов) в основе классификации должна лежать именно конструкция печи.

С точки зрения конструктивных особенностей, которые в значительной мере определяются технологическими и теплотехническими условиями работы печей, могут быть выделены следующие типы печей:

· Трубчатые печи, в которых нагревательный или реакционный объем образован трубами, расположенными в огневой и /или конвективной камерах, по которым протекает обрабатываемый продукт. Продукт находится при этом в жидком (нагрев нефти, мазута), парообразном (пиролиз легкого углеводородного сырья) или двухфазном состояниях. Трубчатые печи наиболее широко распространены в нефтяной и нефтехимической отраслях промышленности.

· Печи с вращающимся барабаном (предназначены для обработки твердых материалов). Греющая (реакционная) камера представляет собой вращающийся наклонный барабан, внутри которого под действием гравитационных сил перемещается обрабатываемый материал. Подвод и отвод материала и греющего агента (топочные газы, горячий воздух) производится с торцов барабана через специальные устройства.

· Шахтные печи (предназначены для обработки твердых материалов). Реакционная камера представляет собой вертикальную шахту, в которую сверху загружается, а снизу отводится обрабатываемый материал. Перемещение материала происходит под действием гравитационных сил.

· Ретортные печи (предназначены для обработки твердых материалов). Реакционная камера представляет собой реторту, исключающую доступ воздуха внутрь камеры. Подвод тепла к материалу осуществляется через стенку камеры.

· Камерные печи (предназначены для обработки жидких или газообразных материалов). Материал вводится внутрь камеры через форсунку.

· Полочные печи (предназначены для обработки твердых материалов). Реакционная камера представляет собой одну или несколько полок, на которых лежит обрабатываемый материал.

· Тигельные и муфельные печи (предназначены для обработки твердых материалов и расплавов). В огневой камере могут быть размещены один или несколько тиглей или муфелей.

· Карусельные печи (предназначены для обработки твердых материалов). В реакционной камере размещена вращающаяся подина, на которую помещается обрабатываемый материал.

· Туннельные печи (предназначены для обработки твердых материалов). Реакционная (огневая) камера выполнена в виде горизонтального канала большой протяженности. Обрабатываемый материал передвигается по каналу на транспортерах или в вагонетках.

· Ванные печи (предназначены для обработки расплавов). Подина реакционной камеры имеет вид ванны, в которой находится обрабатываемый материал в виде расплава.

· Печи с кипящим слоем (предназначены для обработки твердых материалов). Обрабатываемый материал взвешен потоком газа внутри реакционного объема, но не перемещается в направлении движения газа. Тепловые процессы и химические превращения могут происходить как в твердой фазе (газ выступает в этом случае как теплоноситель), так и в газовой (паровой) фазе (твердая фаза выступает в качестве теплоносителя или катализатора).

· Печи с взвешенными частицами (предназначены для обработки твердых материалов). Обрабатываемый материал взвешен потоком газа внутри реакционного объема и перемещается вместе с газом.

Существуют и другие типы печей, которые могут являться как комбинациями вышеперечисленных типов, так и самостоятельными типами, которые менее распространены в сравнении с вышерассмотренными. Так для транспортировки твердых систем (катализатор, кокс) в нефтепереработке используются топки под давлением. Они представляют собой устройства для сжигания газообразного или жидкого топлива с последующим смешением продуктов реакции с атмосферным воздухом для достижения заданной температуры транспортирующего агента. Подача воздуха на сжигание и на смешение осуществляется от высоконапорных газодувок. Работа топки под давлением естественно приводит и к появлению конструктивных особенностей.

Следует также отметить, что печи представляют собой достаточно сложные агрегаты, включающие в себя помимо собственно печей и самое разнообразное вспомогательное оборудование. К нему относятся:

· устройства для сжигания топлива (топки, горелки, форсунки и т.д.);

· устройства для превращения электрической энергии в тепловую (спирали, тепловыделяющие элементы и т.д.);

· соединительные элементы и коммуникации (дымоходы, трубопроводы, дымососы);

· средства управления процессом (шиберы, задвижки, и т.д.);

· средства КИП и А.

Можно выделить и еще целый ряд вспомогательного оборудования, характерного для той или иной конструкции печи (вентиляторы и газодувки, подогреватели воздуха и топлива, механизмы загрузки и выгрузки материала и т.д.). С точки зрения использования того или иного вспомогательного оборудования может применяться и дополнительная классификация печных агрегатов. Однако, вспомогательное оборудование, как правило, рассчитывается (подбирается) по специальным методикам и нормативам.