Вакуумная трубчатая печь: конструктивные особенности, принцип действия, классификация, ведущие производители, применение

Трубчатые вакуумные печи предназначены для нагревания исходного сырья до нужных значений за счет воздействия тепла, выделенного в процессе сжигания топлива. Тепло может перемещаться посредством радиации или конвекции.

Содержание:

1. Вакуумная трубчатая печь – особенности конструкции
2. Принцип действия трубчатой печи
3. Трубчатые вакуумные печи – разновидности
4. Ведущие производители
5. Область применения

Такие печи используются в основном в нефтедобывающей промышленности. Применяются для нагревания углеводородных продуктов и проведения с ними различных химических реакций.

Вакуумная трубчатая печь – особенности конструкции

Вакуумная трубчатая печь – особенности конструкции

Трубчатые вакуумные печи разных типов имеют похожее устройство. Оснащены такими конструктивными элементами:

• Рабочая камера, состоящая из двух отсеков – радиации и конвекции. В первом отсеке образуется первичное тепло, передающееся посредством высокотемпературного излучения. В конвекционной камере тепло перемещается за счет конвекции – равномерного распределения нагретых потоков по всему объему. Также встречаются разновидности трубчатых печей, включающих только одну рабочую камеру (только конвекции или только радиации).
• Трубчатый змеевик. Его изготавливают из дорогостоящих бесшовных печных труб. Змеевики есть в обеих секциях рабочей камеры.
• Огнеупорная футеровка. Не поглощает тепло, а образует отражающую поверхность. За счет этого тепло в полной мере направляется на змеевик.
• Горелка, при помощи которой сжигается используемое топливо.
• Дымоход. Благодаря нему создается нормальная тяга внутри печи.
• Дымовая труба. Через этот печной элемент выводятся вредные газовые примеси.

Для повышения чистоты атмосферы в рабочей камере рекомендуется использовать дополнительное оборудование для подачи защитного инертного газа. В качестве них могут выступать: продолговатая керамическая трубка, 2 устойчивых к вакууму фланца и другие элементы.

Вакуумный пакет включает следующие детали: манометр, вакуумный насос (ручное управление), шаровой кран и другие.

Принцип действия трубчатой печи

Принцип действия трубчатой печи

Трубчатая вакуумная печь работает на газообразном топливе. Принцип ее действия основан на нагревании исходного сырья посредством тепла, выделяемого при сжигании газа.

Процесс работы оборудования можно описать следующим образом:

• Газ сжигается горелками, которые находятся внутри радиационного отсека.
• Газы сгорания перемещаются сначала в камеру радиации, после – в отсек конвекции, затем – в дымоход, и через дымоходную трубу попадают в атмосферу.
• Исходное вещество движется по трубам конвективного отсека, затем перемещается в трубы радиационной секции. В процессе этого вещество нагревается до нужной температуры. За счет противоточного движения сырья тепло используется в полном объеме.
• Нагретое вещество выходит из печи.

При оснащении устройства различными пакетами подачи газа нагревание сырья может осуществляться в газовой или вакуумной среде.

Трубчатые вакуумные печи – разновидности

Существуют трубчатые печи двух основных типов – нагревательные и реакционно-нагревательные. Первые используются непосредственно для нагревания исходного сырья за счет воздействия высокотемпературного тепла, выделяемого при сжигании газа.

Трубчатые вакуумные печи – разновидности

Реакционно-нагревательные печи применяются для нагревания материала и последующего проведения химических реакций на основе теплоты, выделяемой в процессе сгорания топлива. Такое оборудование работает в условиях интенсивного коксообразования на поверхности труб, что связано с продолжительным пребыванием сырья в зоне змеевика.

По типу рабочей камеры выделяют несколько разновидностей печей:

1. Конвективные. Рабочая секция состоит из камеры сгорания и трубного змеевика. Между ними расположена перегородка. Тепло в таких печах передается только при помощи конвекции.
2. Радиационные. Рабочая камера объемнее, чем у конвективных печей. Трубы расположены на стенках камеры. Теплопередача осуществляется при помощи радиационного излучения.
3. Радиационно-конвективные. Это наиболее распространенный тип печей, рабочая камера которых состоит из двух отсеков – конвективного и радиационного. 80% тепла исходное сырье получает в камере радиации, а остальные 20% - в конвекционной.

Печи трубчатые могут быть классифицированы по разнообразным критериям. По форме каркаса отличают кольцевые, коробчатые, цилиндрические печи. По количеству камер бывают одно-, двух- или многокамерные устройства.

Ведущие производители

Ведущие производители

Большинство производителей вакуумной техники изготавливают трубчатые вакуумные печи для промышленного или лабораторного использования. Рассмотрим ведущих изготовителей такого оборудования:

• Alarge. Шанхайская компания, выпускающая компактное оборудование в основном для лабораторного применения. Оборудование изготавливается из нержавеющей стали, оснащается манометром и игольчатыми клапанами, что позволяет нагревать исходный материал в условиях вакуума или в газовой среде. Печи оснащаются автоматизированной системой контроля температуры.
• Linn High Therm. Немецкая компания, производящая промышленное оборудование для термообработки, в том числе и вакуумные трубчатые печи. Оборудование изготавливается из качественных материалов, используются детали, соответствующие мировым стандартам. Перед продажей печей они проходят испытания для проверки их работы.
• Czylok. Польская компания, которая производит широкий ассортимент трубчатых печей с трубами различного диаметра и длины (клиент может заказать собственные размеры). Корпус оборудования изготавливается из нержавеющей стали, производитель дает гарантию на полтора года.
• Nabertherm. Немецкая компания, выпускающая печи небольшого размера, которые подходят в основном для лабораторного использования. Максимальная температура внутри рабочей камеры может достигать 1100-1300 градусов Цельсия.

Вакуумные трубчатые печи изготавливают и другие фирмы – LabProfit, Agilent technologies и прочие.

Область применения

Область применения

Область применения печей зависит от их разновидности:

• В радиационных печах нагревают малые объемы сырья. Максимально достигаемая температура – 300 градусов Цельсия. В качестве топлива используется дешевое сырье.
• В конвекционных печах выполняют нагрев средств, чувствительных к высоким температурам.
• Радиационно-конвекционные печи активно применяются в нефтегазоперерабатывающей, нефтехимической и химической промышленностях.

Начинать эксплуатацию печей можно только после завершения всех монтажно-строительных работ, проведения гидравлических испытаний змеевика, проверки систем автоматизации и блокировки.