Sekcja konwekcji w grzejnikach opalanych: projektowanie, wydajność i konserwacja

Po trzech latach pracy instalacji opóźnionego koksowania temperatury spalin na wylocie z kawałka opalanego węglem odprowadzanego ze 180°C do 246°C. Palniki są wyregulowane, a lampy promiennikowe są stałe, a mimo to wyłączają paliwo gazowego wzrosło o prawie cztery procent. Problem został znaleziony tam, gdzie operatorzy często patrzą na koniec: sekcja konwekcyjna. Rury żebrowane pokryto twardą warstwę soli i popiołu, a uszkodzona wykładzina za wiązką pozwala na gorące odprowadzanie spalin całkowicie ominąć rury.

Sekcja konwekcyjna zwykle zapewnia 25 do 35 procent określonych elementów procesowych grzejnika opalanego. Kiedy jego efekt spada, efekt spada, koszty paliwa rosnące, a kolejna naprawa staje się pilniejsza. W tym artykule wyjaśniono, do czego służy sekcja konwekcyjna, jak jest uruchamiana, dlaczego sterowanie grzejnikiem i co należy sprawdzić przed wprowadzeniem nowego pakietu.

Co robi sekcja konwekcyjna w grzejniku opalanym drewnem

W grzejniku cylindrycznym sekcja konwekcyjna znajduje się bezpośrednio nad sekcją promiennikową. W grzejniku kabinowym znajduje się na jednym końcu skrzynki promiennikowej. poza układy odprowadzającymi gorące spaliny przez poziome szeregowe rury, płynny procesowy wewnątrz tych rur odprowadzany przez ciepło ściankę rur. Temperatura gazów spalinowych wchodzących w skład sekcji konwekcyjnej jest już ograniczona temperaturą płomieni, która polega na tym, że tryb wymiany ciepła zmienia się z częstotliwością wymuszoną.

Rozszerzone powierzchnie są zwykle używane w celu kompensacji, łącznie z przenikaniem ciepła po stronie gazu. Poniższa tabela zawiera warunki pracy w dwóch sekcjach typowego kawałka rafineryjnego.

Porównanie typowych warunków pracy w sekcjach promiennikowej i konwekcyjnej grzejników rafineryjnego.
Parametr	Sekcja promienista	Sekcja konwekcyjna
Temperatura spalin	950–1100 °C w płomieniach	650–800 °C na wlocie; Wylot 150–250°C
Dominujący tryb wymiany ciepła	Promieniowanie cieplne	Konwekcja z przenośnym
Typowa powierzchnia rur	Goła, gładka wieś	Z żebrami, nabijanymi ćwiekami lub gołymi
Udział w całości cła	60–70 proc	25–35 proc
Główne ryzyko operacyjne	Przegrzanie i pełzanie	Zanieczyszczanie i korozja na zimno

Jak sekcja konwekcyjna odzyskuje ciepło

Współczynnik przenikania ciepła po stronie gazowej dla gołych rur w części konwekcyjnej jest niski, około 15 do 30 W/(m²·K), podczas gdy współczynnik przenikania ciepła po stronie procesowej jest zwykle kilka razy podwójny, ogólnie gdy płyn wrze. Con opór ograniczający wyłączenie prawie zawsze po stronie rury ze spalinami.

Rury żebrowane i kolcowane rozwiązują dziesięć problemów poprzez zwielokrotnienie powierzchni zewnętrznej. Ząbkowane żebra o długości od 4 do 5 żeberek na cal, czyli około 157 do 197 żeberek na metr, zewnętrzne zewnętrzne od pięciu do dziesięciu razy w ogóle z gołą rurą o tej samej ograniczonej. Wykres przedstawia profil graficzny gazów cieplarnianych w trójciągowej sekcji konwekcyjnej.

Rysunek 1. Typowe wyniki spalin w trójciągowym systemie konwekcyjnym.

Najgorętszy przebieg, który obejmuje czynniki promieniujące, sterowanie procesem odprowadzania ciepła. Przepusty chłodnice odzyskują ciepło na potrzeby urządzeń niskotemperaturowych, takie jak wytwarzanie pary, przegrzewanie pary podgrzewanej i wstępne podgrzewanie wstępne. Dziesięć układów przeciwprądowych uruchamianych w każdej temperaturze.

Projekt sekcji konwekcyjnej: spadek ciśnienia, prędkość i materiały

API 560 zapewnia ramy projektowe stosowane w grzejnikach opalanych w rafineriach i petrochemii. Sekcja konwekcyjna nie może być podzielona na: osobno wiązkę, geometrię, która jest wymagana, aby uwzględnić, że jest to spowodowane jednym wpływem na pozostałe.

Krytyczne sterowaniemi są wylot gazów spalinowych, prędkość gazu, temperatura metalu w rurach i materiałach żeberek. Typowy grzejnik spadku w sekcji konwekcyjnej od 3 do 10 mbar, czyli od 30 do 100 mm H₂O. Głębszy pakiet pozwala na odprowadzanie więcej ciepła, ale wymaga większej wydajności komina lub wentylatora z ciągiem zasilającym. wyciek przy 20 m/s, aby zapobiec osiadaniu popiołu, poniżej 15 do 20 m/s, aby zapobiec erozji i wibracji wywołanych przepływem. W przypadku wystąpienia temperatury metalu rury na końcu muszą znajdować się powyżej punktu różowego zawartego w siarkowym; w razie wypadku dolne rzędy i obudowy szybko korodują. Materiał żeberek dopasowuje się do krytycznej temperatury: żebra ze stopu na gorącem końcu, żebra ze stali węglowej na zimnym ostatecznie, a czasami gołe rury, gdzie krytyczna jest erozja lub dostęp do jasnego.

Praktyczna lista kontrolna inżynierii wygląda na propozycje:

Potwierdzić przepływ masowy spalin, skład i zawartość siarki.
Wybierz układ rurek i skok dla docelowej prędkości i spadku ciśnienia.
Obliczenie wydajności lameli i wybierz typ lameli, gęstość i przepływ materiału.
Sprawdź temperaturę metalu w odniesieniu do punktu różowego i granicznego utlenienia.
dostarczaj źródła zasilania, porty zdmuchujące sadzę i usuwane panele inspekcyjne.

Dlaczego sekcja konwekcyjna kontroluje grzejnika

Praktyczne zasady przy stosowaniu grzejników opalanych to, że wyniki emisji spalin na wylocie o 22°C są zwiększone o około jeden punkt procentowy. Obniżenie temperatury na wyjściu z 250°C do 170°C jest zatem warte około 3,5 procent. Na grzejniku o mocy 100 MW, czyli 3,5 MW paliwa, wyraźna decyzja w ciągu roku przyszłej pracy.

Rozszerzenie jednej powierzchni, rozwiązanie, które obejmuje kontrolę temperatury wylotowej bez konieczności stosowania ogromnej obudowy, jak wykrywanie wykresu słupkowego.

Rysunek 2. Typowy obszar zewnętrzny rur o średnicy 114 mm z gołymi, kolcowanymi i ząbkowanymi powierzchniami żebrowanymi.

Rury żebrowane przez pasażera, ale także wydłużają drogę ucieczki i opuszczania pojazdu. Wybór między rurami gołymi, z kolcami i rurami żebrowanymi w każdym przypadku, gdy jest to efektywne rozwiązanie między powierzchnią, ciągiem, narzędziem do czyszczenia i naddatkiem na urządzeniu.

Zanieczyszczanie, czyszczenie i korozja na zimno

Zanieczyszczanie jest najczęstszym następstwem infekcji konwekcyjnej. Osady pełnią zasilania izolacyjnego, to temperatura spalin na wyjściu z urządzenia, a do procesu docierającego mniej ciepła. Atmosferyczny osad, który następuje po ujawnieniu i zwiększaniu strat drogowych. W urządzeniu chłodniczym niebędącym produktem końcowym.

Poniżej głównego źródła zanieczyszczania sekcji konwekcyjnych. Jakość paliwa, generator i przebieg procesu mają wpływ, a dystrybucja różni się w zależności od jednostek.

Osady soli/popiołu (35%)
Złoża koksu/węgla (30%)
Produkty korozji (25%)
Pozostały depozyt (10%)

Rysunek 3. Typowy rozkład pozostałości w sekcjach konwekcyjnych.

Kontrola rozpoczynająca się od regulacji uruchamiania i zarządzania paliwem, ale nadal wymagana jest uruchomienie. Na podstawie tabeli podsumowującej znajdują się metody często stosowane w obliczeniach.

Typowe metody delikatnych sekcji konwekcyjnych i ich zastosowania.
Metoda prawidłowa	Najlepiej nadaje się do	Typowa zasługa
Zdmuchiwanie sadzy online	Lekkie osady popiołu lub soli	Co tydzień do miesiąca
Zdmuchiwanie sadzy powietrzem pod wysokim ciśnieniem	Sadza z paliw płynnych i stałych	Cykl dzienny lub ciągły
Hydroblasting w trybie offline	Twarde, grube osady	Każdy zwrot
Czyszczenie chemiczne	Złoża specjalistyczne takie jak sole czy koks	W razie potrzeby

Sekcja konwekcyjna w zastosowaniach rafineryjnych i petrochemicznych

Każdy grzejnik opalany w rafinerii lub za zakład petrochemiczny ma sekcję konwekcyjną, ale każda usługa narzuca inny projekt. W podgrzewaczu do destylacji napędowej i próżniowej sekcji konwekcyjnej podgrzewacz ropę naftową i czasami podnosi parę. W kawałku do krakingu etylenu znajduje się on automatycznie wężownicę do wstępnego podgrzewania wstępnego węglaodorowego, wężownice do przegrzewania pary rozcieńczającej i zespół pary pod ciśnieniem. W reformatorach wodnych i DRI sekcja konwekcyjna, która określa uszkodzenie energii przez odzysk ciepła do wstępnego podgrzania pary i pożaru.

W przypadku obsługi jednostek surowych, inżynieryjny zdominował wybór typu, żeber i decyzja o zastosowaniu wężownic parowych. Doświadczenie w takich odpowiednich przypadkach może spowodować ryzyko projektu i wynik końcowy.

Fired Heater for Atmospheric and Vacuum Distillation

Ogrzewacz opalany do destylacji specyficznej i próżniowej Nagrzewnica ta stanowi rozwiązanie w zakresie typu żebrowego i wężownicy parowej w przypadku usług surowych, pojedyncze wielostrefowe ogrzewanie i wydajność cieplną, aby szczegółowo regulować stabilną funkcję ADU/VDU przy niższym obciążeniu urządzeń. Zobacz produkt →

Grzejniki petrochemiczne dodają urządzenie odpowiedzialne za złożoności, ponieważ kilka wężownic musi być przypisanych do tego samego źródła sygnału spalinowego. Zasady, które są dopuszczalne za dobór grzejników opalanych i zastosowań inżynieryjnych w przemyśle petrochemicznym w jaki sposób operatorzy równoważą temperaturę wężownic, wymagania na parę i elementy w tych usługach.

Najwięcej awarii są kawałki do krakingu etylenu. Ich sekcje konwekcyjne obsługują gaz krakowany, para rozcieńczającą i wężownice tworzące parę w jednym urządzeniu, a dobór stopu zależy od kontrolowanej temperatury pracy.

Piec do krakingu etylenu do pirolizy Uwzględniając pod uwagę surowe wymagania dotyczące stopów w sekcji konwekcji etylenu, precyzyjna kontrola temperatury tego elementu i całej konstrukcji promiennika/konwekcji określonych przez pęknięcie i działanie przy stosowanej pracy w wysokiej temperaturze. Zobacz produkt →

Co sprawdź kupującego sekcję konwekcyjną

Oprogramowanie od tego, czy wymieniasz pakiet pakietów, czy zwiększasz wydajność wydajności pary, aktualizacje te same kontrole.

Potwierdź, że nowy pakiet odpowiada masowemu przepływomierzowi spalinowemu i dostępnemu ciągowi zasilającemu przełączniki promiennika.
Przegląd podstawy projektu koduowego: API 560 dla grzejnika, ASME B31.3 dla urządzeńów po stronie rur oraz specyfikacja lokalizacji klienta.
Plan jakościowy, który obejmuje połączenie żebra z rurą i podłączenie rur z kolektorem, ponieważ są one dostępne w najczęstszych miejscach.
Sprawdź izolację i system odprowadzający pod kątem oczekiwanej temperatury na wlocie gazu, w tym zabezpieczenia przed erozją w miejscu, w którym gaz wchodzi do promieniowania.
Potwierdzenie możliwości dostawcy: procedura instalacji, badania hydrostatyczne, kontrola wydajnościowa i dostęp do strony.

Sekcje konwekcyjne są dostarczane w postaci wytwarzanych w warsztacie, rurach zasilających, kolektorach, izolacji i działaniu. Takie rozwiązanie skraca czas montażu na miejscu i zapewnia jakość, ponieważ prace montażowe są w kontrolowanych warunkach. Po podniesieniu modułu na miejsce podłączenia z sekcją promiennikową i kominem odłączgo grzejnika konieczne jest zapewnienie kompensacji rozszerzalności cieplnej i wyłączenia gazoszczelnego.

Shop-Fabricated Convection Section Module

Moduł dystrybucji konwekcyjnej w sklepie Ta modułowa sekcja konwekcyjna została stworzona z myślą o kontrolowanej produkcji w warsztacie i łatwym do wykorzystania na miejscu, ze stałymi stopami i konfigurowalną konstrukcją, aby zwiększyć rozszerzalność cieplną i zastosować gazoszczelne połączenie podczas instalacji. Zobacz produkt →

Logistyka jest równie ważna. Duży moduł sekcji konwekcyjnej do ładunku lekkiego o dużej szerokości, dlatego trasa transportu, metoda i plan obsługi na miejscu, wymaga samej analizy, jak termin projektowy. Producent, który może być realizowany, jak i transportem, powoduje ryzyko opóźnień w harmonogramie. W przypadku wyceny lub ofert dostępnych w ramach projektu możesz zgłosić to do sądu sterownik z inżynierów Tuopu z arkuszem danych grzejnika.

Często zadawane pytania dotyczące sekcji konwekcyjnych

Dlaczego rury o przepisach konwekcyjnych mają żebra?

Żebra zwielokrotniają zewnętrzną wymianę ciepła od pięciu razy, co kompensuje niski współczynnik przenikania ciepła po stronie spalin. Bez żeberka sekcja konwekcyjna może być kilka razy większa, aby zapewnić synonim dostępu do Internetu.

Jaka jest normalna temperatura spalin w sekcji konwekcyjnej?

W przypadku przechowywania, dobrze utrzymanego grzejnika temperatura na wylocie wynosi zwykle od 150 do 200°C. Gdy paliwo zawiera dużo siarki, wylot znajduje się powyżej kwaśnego punktu rosy, często około 250–300°C, lub zimny koniec jest wykonany z materiału wymaganego na zasilaczu.

Jak duża jest utrata wydajności, gdy sekcja konwekcyjna jest zanieczyszczona?

Zanieczyszczenie podnosi temperaturę wylotową spalin. Każde 22°C wzrost temperatury około jednego punktu procentowego wydajności, wzrost o 50°C spadek wydajności o około 2,3 procent, co bezpośrednio objawia się, gdy dochodzi do spalania.

Czy można zastosować część konwekcyjną bez dotykania części promiennikowej?

Tak. Pierwsze grzejniki opalane często podłączane do nowego modułu sekcji konwekcyjnej, podłączonec jednocześnie skrzynkę promiennikową, palniki i komin. Jest to powszechna metoda dostarczania, pod warunkiem, że konstrukcja i fundamenty są dostępne, a spadek ciśnienia w innym dostępnym miejscu jest dostępnym wypływaniu.