Радиационные печи применяются при нагреве веществ до низких температур (приблизительно до 300 °С), при небольшом их количестве, при необходимости использования малоценных дешевых топлив и в тех случаях, когда особое значение придается низким затратам на сооружение печи.

В радиационной печи все трубы, через которые проходит нагреваемое вещество, помещены на стенах камеры сгорания. Поэтому у радиационных печей камера сгорания значительно больше, чем у конвективных.

Все трубы подвергаются прямому воздействию газообразной среды, которая имеет высокую температуру. Этим достигается:

- уменьшение общей площади теплоотдачи печи, так как количество тепла, отданного единице площади труб, путем радиации при одинаковой температуре среды (особенно при высоких температурах этой среды), значительно больше, чем количество тепла, которое можно передать путем конвекции;

- хорошая сохранность футеровки за трубчатыми змеевиками благодаря тому, что снижается ее температура, во-первых, за счет прямого закрытия части ее трубами, во-вторых, за счет отдачи тепла излучением футеровкой более холодным трубам.

Обычно нецелесообразно закрывать все стены и свод трубами, так как этим ограничивается теплоизлучение открытых поверхностей, а в результате уменьшается общее количество тепла, отдаваемого единицей площади труб. Например, у современных типов кубовых печей отношение эффективной открытой поверхности к общей внутренней поверхности печи колеблется в пределах 0,2–0,5. Чисто радиационные печи из-за простоты конструкции и большой тепловой нагрузки труб имеют самые низкие капитальные затраты на единицу переданного тепла.

Однако они не дают возможности использовать тепло продуктов сгорания, как это имеет место y радиационно-конвективных печей. Поэтому радиационные печи работают с меньшей тепловой эффективностью.

Принципиальные схемы печей радиационного типа приведены на рисунке 2.41. Общий недостаток этих печей – низкий коэффициент полезного действия в связи с отсутствием конвективного пучка труб, что приводит к большим потерям тепла с уходящими газами (высокие температуры покидающих печь дымовых газов). Несколько более высокий КПД в печах этого типа получается при нагреве продуктов до невысоких температур и при низких теплонапряжениях поверхности нагрева труб или при утилизации тепла дымовых газов после печи.

1 – форсунка; 2 – трубный змеевик; 3 – теплоизлучающий металлический конус

Рисунок 2.41 – Трубчатые печи радиационного типа (продольные разрезы).

 Печи с вертикальным расположением труб (рисунок 2.41 (а, б)) приспособлены для работы на газообразном топливе. Они занимают меньше площади, чем печи других типов. Для этих печей не требуется площадки для смены труб, так как трубы вытаскиваются вверх при помощи электрокошки, установленной в верхней части дымовой трубы. Под потолком печи, изображенной на рисунке 2.41 (а), установлен металлический конус 3, передающий тепло излучением верхним частям труб, что интенсифицирует теплоотдачу радиацией и увеличивает степень равномерности нагрева по длине труб.

Параллельное расположение осей форсунок и труб при отсутствии теплоизлучающего конуса (рисунок 2.41 (б)) приводит к значительной неравномерности нагрева труб по длине. Преимущество печи (рисунок 2.41 (б)) перед (рисунок 2.41(а)) – это возможность утилизации тепла отходящих дымовых газов.

Достоинством радиантной печи с горизонтальным расположением труб (рисунок 3.81,в) является возможность легко и доступно производить ее монтаж и ремонт.