Вакуумная трубчатая печь: устройство, принцип действия, разновидности, производители, применение

Вакуумная трубчатая печь представляет собой термотехнологическое устройство с высокими температурами внутри рабочей камеры.

Содержание:

1. Устройство трубчатой вакуумной печи
2. Принцип действия вакуумных трубчатых печей
3. Разновидности трубчатых вакуумных печей
4. Производители трубчатого оборудования
5. Применение

Печи предназначаются для нагревания исходного сырья и проведения химических реакций с использованием тепла, выделяющегося во время сжигания топлива.

Устройство трубчатой вакуумной печи

Устройство трубчатой вакуумной печи

Все трубчатые вакуумные печи имеют сходную конструкцию. Выделяют следующие элементы печей:

• Две камеры – радиации и конвекции. В радиационном отсеке образуется первичное тепло. Оно передается высокотемпературным излучением. Является основным тепловым источником. Тепло поглощается в секции радиации, за счет чего образуется поверхность поглощения. В камере конвекции нагретые воздушные потоки распространяются по всему объему. Температура в ней составляет порядка 900 градусов Цельсия.
• Трубчатые змеевики. Находятся в обеих камерах. Чаще всего радиантные трубы расположены горизонтально в несколько рядов. В конвективных печах применяются вертикальные трубы.
• Футеровка, обязательно выполненная из огнеупорного материала. Она образует отражающую поверхность, благодаря которой тепло направляется прямо на змеевик.
• Горелка – используется для сжигания газа.
• Дымоход и дымовая труба. Нужны для обеспечения тяги внутри топки и отвода вредных примесей газов.

Все детали должны соответствовать требованиям по ГОСТу. Печи обязательно оснащаются автоматической системой управления и контроля.

Принцип действия вакуумных трубчатых печей

Трубчатая вакуумная печь применяется для нагревания исходных продуктов при высоких температурах. Работает на газообразном топливе. Принцип действия основывается на сжигании топливного сырья специальной горелкой, находящейся на стенках камеры, высвобождении тепла и нагревании с его помощью исходного продукта.

Принцип действия вакуумных трубчатых печей

Горючий газ выходит из сопла горелки и инжектирует воздух, смешиваясь с ним. Полученная смесь поступает на пористую панель, которая изготавливается из керамики.

Ее поверхность раскаляется и испускает мощный радиационный поток. Высокотемпературные топочные газы поступают в первую радиантную часть печи. Здесь теплота к нагреваемой поверхности змеевика передается в основном за счет радиации.

Далее несколько охлажденные газы поступают в конвективную секцию печи, где теплота распространяется в основном за счет конвекции. На завершающем этапе газы удаляются из печи через дымовую трубу.

Целевой продукт получается за счет воздействия на исходное сырье высокой температуры.

Разновидности трубчатых вакуумных печей

Трубчатые печи могут быть классифицированы по нескольким критериям. По технологическим признакам выделяют реакционно-нагревательные и нагревательные. Первые работают в условиях интенсивного коксообразования на трубной поверхности, что обусловлено длительным пребыванием сырья в реакционной зоне змеевика. Нагревательные печи предназначены только для нагрева материала до определенной температуры.

Разновидности трубчатых вакуумных печей

По способу перемещения тепла выделяют несколько основных разновидностей трубчатого оборудования:

• Конвективные печи. Такое оборудование состоит из двух важных частей – камера сгорания и трубный змеевик. Между ними имеется перегородка, за счет чего трубы не поддаются непосредственному воздействию огня, а тепло передается посредством конвекции.
• Радиационные. Трубы, по которым распространяется нагреваемое сырье, находятся на стенках камеры сгорания, объем которой больше, чем у конвективных печей. Высокотемпературная газообразная среда действует прямо на трубы, что влечет за собой снижение общей теплоотдачи печи и отличную сохранность футеровки. Такое оборудование применяется для нагревания исходного сырья до температур не более 300 градусов по Цельсию.
• Радиационно-конвективные печи. Они оборудованы двумя раздельными секциями – радиации и конвекции. Больше всего тепла (до 80%) отдается в камере радиации, остальное – в отсеке конвекции. Теплонагрузка труб в конвективном отсеке ниже, чем в радиационном, за счет сниженного показателя теплоотдачи газов. Такие печи получили наиболее широкое применение.

Также оборудование может отличаться по форме каркаса (кольцевой, коробчатый и другие), по количеству камер радиации (одно-, двух-, многокамерное), по положению труб змеевика (горизонтально, вертикально) и так далее.

Производители трубчатого оборудования

Производители трубчатого оборудования

Ниже представлены производители трубчатых печей, чья продукция продается на территории РФ:

• Czylok. Польский завод, предлагающий широкий ассортимент трубчатых печей с различной длиной и диаметром труб. Продукция изготовлена из стали, имеет гарантию 18 месяцев. Печи оснащены микропроцессорным регулятором, что облегчает их эксплуатацию. Нагревательные элементы расположены по кругу, благодаря чему печь прогревается достаточно быстро – за 30-40 минут. Czylok выпускает в основном лабораторное оборудование, предназначенное для определения температуры плавления, проведения термообработки и прочего.
• LabProfit. Выпускает трубчатые печи с температурой нагрева до 1100 градусов по Цельсию. Используются кварцевые трубы различного диаметра (5-28 см) и длины. Нагревание осуществляется при помощи раскаленной спирали, также могут устанавливаться керамические или кварцевые нагреватели.
• Nabertherm. Немецкая компания, которая выпускает трубчатые печи с компактными размерами и небольшим весом. Максимальная температура нагрева может составлять 1100-1300 градусов Цельсия. Оборудование изготавливается из высококачественных материалов, работает практически бесшумно, оснащено системой автоматического управления. Компания выпускает печи нескольких серий.

Производством вакуумных трубчатых печей занимаются и другие компании - Agilent technologies, Alarge, Linn High Therm и другие.

Применение

Трубчатые печи применяются для нагрева углеводородной среды до значений, превышающих те, что достигаются при помощи пара (выше 230 градусов Цельсия). Если печь спроектирована корректно, стоимость получаемого ею тепла ниже, чем с применением других способов. Топливом для оборудования являются различные отходы, что решает вопрос их утилизации.

Применение

Трубчатые печи широко применяются в нефтехимической и химической промышленностях. Их эксплуатируют для повышения температуры начального сырья до высоких значений.

Устройство готово к применению, если закончены все строительно-монтажные работы, проверены трубопроводы и змеевики. Прежде чем начать эксплуатацию печи, нужно убедиться, что внутри нее не остались предметы после ремонта.