НЕФТЕПЕРЕРАБОТКА

Показатели работы печей

Ключевыми показателями, которые характеризуют работу трубчатой печи, являются:

• производительность;
• полезная тепловая нагрузка;
• теплонапряженность поверхности нагрева и топочного пространства;
• коэффициент полезного действия печи.

Производительность трубчатой печи - это количественное выражение сырьевого потока, который подвергается нагреву в трубных змеевиках в единицу времени (обычно в т/сутки).

Производительность определяет пропускную способность печи, т. е. объём (массу) нагреваемого продукта, прокачиваемый через трубные змеевики при заданных рабочих параметрах (температуре потока на входе/выходе печи, характеристиках сырья и т. д.).

То есть, для каждой отдельно взятой печи производительность наиболее полно её характеризует.

Самая важная характеристика трубчатой печи - полезная тепловая нагрузка или количество тепла, которое воспринимает сырьевой поток в печи. Единицы измерения тепловой нагрузки печи - [кВт] или [кДж/ч]. На некоторых действующих НПЗ функционируют трубчатые печи, имеющие полезную тепловую нагрузку от 10 до 20 МВт. На установках с высокой производительностью тепловая мощность трубчатых печей достигает 50 - 80 МВт.

Значимый показатель, который характеризует функционирование трубчатой печи - теплонапряженность поверхности нагрева, иначе - плотность теплового потока, т. е. количество тепла, которое передается через 1 м² поверхности нагрева за единицу времени (Вт/м²).

Различается:

• средняя теплонапряженность трубных экранов всей печи;
• средняя теплонапряженность трубных экранов в радиантных и конвекционных секциях;
• теплонапряженность локальных участков труб (местная теплонапряженность).

Величина тепловой напряженности поверхности нагрева показывает, насколько результативно происходит передача тепла через поверхность нагрева всей печи или локальных ее частей. Чем выше значение средней теплонапряженности поверхности нагрева для всей печи, тем меньшими будут размеры печи, которая обеспечит передачу требуемого количества тепла, а значит, тем меньше стоимость строительства печи.

Однако избыточно высокое значение теплонапряженности поверхности нагрева способно нарушить нормальную эксплуатацию печи и стать причиной прогара змеевика.

Тепловая напряженность топочного пространства характеризует количество тепла, которое выделяется при сжигании топлива в единицу времени в едининичном объеме камеры сгорания (Вт/м³). Этот показатель в некотором роде свидетельствует об эффективности использования топочного объема. Геометрические размеры топочного пространства трубчатых печей во большинстве случаев определяются не значением допустимого удельного тепловыделения, а от специфики конструкции печи и допустимой величины теплонапряженности поверхности нагрева радиационных труб. Стандартная теплонапряженность топочного пространства в трубчатых печах составляет 40 - 80 кВт/м³, тогда как в паровых котлах, где объем пространства топки в основном предопределен условием 100% сгорания топлива, это значение значительно больше (600 - 2000 кВт/м³).

Коэффициент полезного действия трубчатой печи есть величина, которая характеризует часть тепла, выделившегося при сжигании топлива и использованного с пользой. При 100% сгорании топлива значение этого показателя определяется преимущественно:

• коэффициентом избытка воздуха;
• температурой продуктов сгорания топлива, на их выходе из печи;
• степени тепловой изоляции (отсутствием теплопотерь) трубчатой печи.

Снижение коэффициента избытка воздуха равно, как и снижение температуры уходящих продуктов сгорания, благоприятствуют росту коэффициента полезного действия всей печи. При наличии подсоса воздуха сквозь зазоры в кладке коэффициент избытка воздуха увеличивается, вследствие чего снижается коэффициент полезного действия печи. Для трубчатых печей показатель коэффициента полезного действия находится в интервале от 0,65 до 0,85.