Существуют различные конструкции трубчатых печей, отличающихся способом передачи тепла, количеством и формой топочных камер, числом секций (камер) в зоне радиации, относительным расположением осей факела и труб, способом сжигания топлива, типом облучения труб, числом потоков нагреваемого продукта, расположением конвекционной камеры относительно радиантной, длиной радиантных и конвекционных труб. Основными характеристиками трубчатых печей являются производительность печи, полезная тепловая нагрузка, теплонапряженность поверхности нагрева и коэффициент полезного действия печи.

Главными и естественными по степени существенности основаниями для классификации печей в логической последовательности являются следующие признаки (рисунок 2.1).

Рисунок 2.1  – Классификация печей

Технологические признаки.

По технологическому назначению различают печи нагревательные и реакционно - нагревательные.

Нагревательные печи предназначены для нагревания и частичного либо полного испарения сырья. К ним относятся печи установок перегонки нефти и мазута, стабилизации нефти, каталитического крекинга, риформинга, коксования, каталитического дегидрирования и полимеризации (при выносных реакционных камерах) и другие.

Нагревательно-реакционные печи предназначены для нагрева сырья и сообщения ему тепла, необходимого для проведения эндотермических реакций. К ним относятся печи установок термического крекинга, пиролиза, трубчатые реакторы дегидрирования;

По способу сжигания топлива трубчатые печи подразделяются на три основных типа:

– с факельным сжиганием топлива;

– с излучающими стенами топки;

– с настильным пламенем.

Теплотехнические признаки

По способу передачи теплоты от продуктов сгорания топлива к потоку перерабатываемого сырья трубчатые печи разделяют на

- конвективные;

- радиантные;

- радиантно-конвективные.

В конвективных печах до 80 % общего количества теплоты передается за счет конвекции, а остальное количество теплоты передается радиацией. В печах такого типа обеспечиваются более мягкие условия теплообмена (меньшая разность температур между стенкой трубы и перерабатываемым продуктом). В печах радиантно-конвективного типа 40…60 % количества теплоты передается радиацией, а остальное – конвекцией. В радиантных печах основное количество теплоты передается радиацией. Камера конвекции здесь имеет вспомогательное значение.

Конструктивные признаки.

По форме каркаса:

• коробчатые ширококамерные, узкокамерные (с плоским или наклонным сводом) (рисунок 2.2);
• цилиндрические);
• кольцевые;
• секционные.

Конфигурация печи и взаимное расположение камер предопределяют размещение трубных экранов в радиантной камере печи.

Трубами экранируют свод, боковые, фронтальные и перевальные стены, а также под печи. Различают однорядные и двухрядные экраны. На рисунке показана печь с коробчатой формой каркаса.

Рисунок 2.2 – Коробчатая форма каркаса

По числу камер радиации:

• однокамерные;
• двухкамерные;
• многокамерные.

По расположению трубного змеевика (рисунок 2.3):

• горизонтальное;
• вертикальное.

а) горизонтальное расположение трубного змеевика	б) вертикальное расположение трубного змеевика

Рисунок 2.3 – Расположение трубного змеевика

 

По расположению горелок:

а)   боковое;

б)  подовое.

По топливной системе:

а)   на жидком топливе (Ж);

б)  на газообразном топливе (Г);

в)   на жидком и газообразном топливе (Ж+Г).

По способу сжигания топлива:

а)   факельное;

б)  беспламенное сжигание.

По расположению дымовой трубы:

а) вне трубчатой печи;

б) над камерой конвекции (рисунок 2.4).

Рисунок 2.4 – Расположение дымовой трубы над камерой конвекции.

 

По направлению движения дымовых газов:

а)   с восходящим потоком газов;

б)  с нисходящим потоком газов;

в)   с горизонтальным потоком газов.

При нисходящем потоке дымовых газов уменьшается вероятность застойных зон, поэтому обеспечивается более высокая эффективность теплопередачи.