ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Радиационно-конвективные подогреватели змеевикового типа из "Производства ацетилена " Для высокотемператз/рного подогрева газовых компонентов (до 600—650° С) в производстве ацетилена широко применяются радиационно-конвективные подогреватели . В соответствии с технологической схемой окислительного пиролиза эти подогреватели входят в состав агрегатов получения ацетилена, что определяет их необходимую тепловую нагрузку, равную 0,7-10 ккал1ч. [c.279] Для этих условий нецелесообразно применять подогреватели типа трубчатых печей, оснащенных факельными или пацельными горелками, так как при указанных тепловых нагрузках они громоздки и неудобны. Например, при одинаковой лучевоспринимаю-щей поверхности в радиационной зоне (26 м ) общая боковая поверхность стен составит в змеевиковом подогревателе 30 а в трубчатой печи 65 м (с учетом площади, занятой панельными горелками). В соответствии с этим для печи с панельными горелками вес футеровки и кожуха радиационной зоны примерно в 2 раза, а площадь застройки в 1,5 раза больше, чем для змеевикового подогревателя. [c.279] На рис. УИ-1 показаны возможные тепловые схемы радиационноконвективных подогревателей. Наиболее рациональна схема а. Противоток в конвективной (верхней) зоне обеспечивает высокую среднюю температуру, что приводит к уменьшению необходимых поверхностей нагрева. Прямоточная схема греющего и нагреваемого газовых потоков в радиационной (нижней) зоне позволяет снизить температуру стенок труб. Схема б, основанная на противо-точном режиме, менее благоприятна в радиационной зоне стенки трубок сильно нагреты, так как температуры греющего и нагреваемого потоков максимальны. При схемах виг, где применяются смешанные режимы, можно получить по зонам более низкие температуры стенок, что особенно важно, если трубки изготовлены из углеродистой стали. Иногда подогреватели разделяют на секции с нагревом газа до определенной температуры в каждой из них нагретый поток выводится из аппарата и после проведения технологической операции возвращается в другую секцию. [c.279] Тепловые схемы радиационно-конвективных подогревателей (сплошная линия — нагреваемый поток, пунктир — греющий поток). [c.280] При высоких скоростях потоков достигается относительно низкая температура стенок труб (рис. УП-2), что удовлетворяет технологическим и конструктивным требованиям. Наиболее целесообразна скорость природного газа от 50 до 200 м сек, при этом обеспечиваются высокие коэффициенты теплоотдачи, снижается температура стенки и облегчаются условия работы металла. Нужно особо подчеркнуть, что высокие скорости природного газа выгодны даже с учетом расхода электроэнергии на создание дополнительного напора, поскольку при этом обеспечивается более длительная работа металла. Вообще же скорость нужно выбирать в каждом отдельном случае в зависимости от природы нагреваемого компонента, допустимого гидравлического сопротивления аппарата и свойств металла. [c.280] Удельная тепловая нагрузка топочного объема радиационной зоны. Правильным выбором этой величины определяется создание высокоэффективной и наиболее экономичной конструкции подогревателя. [c.281] На рис. УП-З показана зависимость поверхностей радиационной Рр и конвективной Ру зон от тепловой нагрузки в радиационной зоне. Видно, что наибольшее изменение претерпевает величина Р . Оптимальная нагрузка составляет от 150-10 до 550-10 ккал1 м -ч). При уменьшении тепловой нагрузки ниже 150-10 ккал1 лг -ч) резко увеличивается суммарная тепловоспринимающая поверхность Рр + Р , особенно Рр. С другой стороны, с увеличением нагрузки выше 550-10 ккал/ м -ч) суммарная тепловоспринимающая поверхность меняется мало. [c.281] Известно, что явления теплопроводности и конвекции определяются главным образом разностью температур, а лучистый теплообмен — температурным уровнем. Поэтому при низких температурах теплопроводность и конвекция играют основную роль в общей теплопередаче, а при высоких температурах основным видом теплопередачи является излучение. Как уже говорилось, в радиационно-конвективных подогревателях температурный уровень ограничен допустидюй температурой стенки змеевиков (практически металл труб, используемых в радиационно-конвективных подогревателях, позволяет держать среднюю температуру стенки примерно 650° С). [c.281] Поэтому на рис. УН-З показана также зависимость средней температуры стенки змеевиков радиационной ip и конвективной 4 зон подогревателя от тепловой нагрузки в радиационной зоне. Из графика видно, что при нижнем пределе тепловой нагрузки 150-10 ккал/[м -ч) можно иметь достаточно низкую температуру труб в радиационной и конвективной зонах. Верхний предел тепловой нагрузки в радиационной зоне в соответствии с допустимой температурой стенки змеевиков понизится и составит всего 350-10 ккал/(м -ч). Таким образом, тепловая нагрузка радиационной зоны с учетом применяемых материалов для труб должна быть от 150-10 до 350-10 ккал1(м -ч). [c.281] Распределение тепловой нагрузки по зонам подогревателя. Распределение тепла также зависит от тепловой нагрузки радиационной зоны (рис. VI1-4). Из графика видно, что тепловая нагрузка выше 350-10 ккал/ м -ч) не оказывает значительного влияния на распределение тепла между радиационной и конвективной зонами подогревателя, а ниже, например, 150-10 ккал1 м -ч) позволяет увеличить Qp — долю тепла, воспринимаемого в радиационной зоне. Однако снижение тепловой нагрузки приводит к уменьшению температурного уровня в подогревателе, что значительно влияет на теплопередачу излучением. Отсюда следует, что оптимальной по-прежнему остается тепловая нагрузка от 150 -10 до 350 - 10 к/ ауг(ж -ч). [c.281] Удельная тепловая нагрузка поверхности радиационных труб. [c.282] Вернуться к основной статье