В радиантной и конвекционной камерах размещены теплообменные трубы, по которым движется нагреваемый продукт.

Трубопроводы, размещенные в радиантной камере, называются радиантными секциями или экранами (например, потолочный экран, боковые экраны). Обогрев этих трубопроводов происходит главным образом за счет излучения, т. е. радиации факелов пламени, раскаленных продуктов сгорания. А в печах «беспламенного горения» - самой поверхности стенки, которая раскалена до солнечного света и активно излучает тепло.

Трубопроводы, расположенные в конвекционной камере, называются конвекционными трубами. В обогреве этих труб существенную роль играет теплопередача от дымовых продуктов конвекцией (отсюда и название камеры).

Основную, тепловую нагрузку в трубчатых печах воспринимают радиантные секции. Конвекционные же трубы воспринимают значительно меньше тепла. Для увеличения количества тепла, воспринимаемого конвекционными трубами, их располагают очень близко друг к другу и заполняют ими весь объем камеры. Это повышает скорость движения и турбулентность дымовых продуктов.

Все трубы конвекционной и радиантной секций последовательно соединяются в один непрерывный змеевик. Диаметры применяемых труб колеблются в пределах от 76 до 159 мм, а общая длина змеевика в некоторых типах печей, например «ПТБ-10» доходит до 200-250метров. Трубы секций соединены последовательно фасонными отливками - так называемыми двойниками (или ретурбентами), вынесенными в специальные короба или за пределы зоны активного нагрева. Двойники позволяют не только соединять концы двух соседних труб, но и производить очистку их внутренних поверхностей, а также заменять поврежденные трубы новыми, не нарушая соседних соединений. Двойники могут иметь различное устройство. Корпус двойника имеет четыре отверстия. В два нижних отверстия ввальцовываются концы труб змеевика. Два противоположных отверстия конической формы плотно закрываются пробками и прижимаются болтом и распорной гайкой.

Жидкое и газообразное топливо, подводимое к форсункам, сгорает в камере радиации, выделяя большое количество тепла. Из радиантной камеры дымовые продукты поступают в конвекционную камеру, а затем в боров и дымовую трубу. В зависимости от назначения печи, температура в зоне сгорания топлива может доходить до 750-1400° С. Температура дымовых продуктов при выходе из радиантной камеры колеблется около 800—900° С, а при выходе из конвекционной камеры в боров она примерно на 150—200° выше температуры поступающего в печь сырья.

Очень часто тепло отходящих дымовых продуктов используют для подогрева воздуха, подаваемого в печь. Жидкость, подлежащая нагреву, специальными насосами подается в трубы конвекционной камеры и, проходя последовательно все трубы, нагревается до заданной температуры.

Температурные режимы нагрева продукта и его давление в змеевиках зависят исключительно от назначения печи и меняются в весьма широких пределах:

• при подогреве нефти в печах типа «ПТБ-10» на УПН температура продукта при выходе из печи достигает 60- 70°С, а давление в трубах (на входе)— 5-16 атм;

• при прямой гонке нефтей температура продукта при выходе из печи достигает 330—370°С, а давление в трубах (на входе)— 15 атм;

• при крекинг-процессах температура подогрева продукта может быть более 500° С, а давление – 50- 70 атм;

• при гидрогенизации сланцевой смолы температура сырья повышается до 460° С, а давление достигает 310 атм;

Работа трубчатых печей характеризуется постоянной циркуляцией по змеевикам значительного количества горючей жидкости, нагреваемой до высокой температуры (очень часто выше температуры самовоспламенения нефти, которая находится в пределах от 250 до 320°С) и находящейся под большим внутренним давлением, а также наличием в топочном пространстве источников открытого огня.

Одновременно в змеевиках трубчатой печи (в зависимости от ее типа) может находиться до 3- 15т горючей жидкости. Так как продукт в трубах находится под большим давлением и при высокой температуре, каждая его утечка может привести к серьезному пожару, получению ожогов обслуживающим персоналом.

При выходе наружу из печи продукт сразу же воспламенится, если его температура превышает температуру самовоспламенения. В противном случае продукт может интенсивно испаряться и воспламенится после того, как пары его будут затянуты в топочное пространство. Растекаясь по площадке и попадая в траншеи и канализацию, горящий продукт приводит к распространению огня на соседние аппараты и даже на соседние установки.

Попадая из змеевиков внутрь печи, продукт вызывает интенсивное горение, которое может привести к деформации труб змеевика, обрушению стен и свода, повреждению дымовых каналов и дымовой трубы. В этом случае огонь и дым будут выбиваться из всех отверстий наружу и перегревать каркас, вызывая его деформацию. Убытки от повреждения при пожаре могут быть большими, так как сама печь является достаточно дорогостоящим сооружением.

При эксплуатации трубчатых печей, так же как и всех других печей, возможны: взрывы в топочном пространстве; пожары в топочном пространстве; пожары вне печи, поэтому всегда есть проектная система защиты (пена, пар, азот).

На «старом ЦТП», на УПН – 12, в печи ПТБ -10, при тестировании системы автоматического розжига и грубых технологических ошибках произошел взрыв смеси топливного газа с воздухом. Теплообменную камеру печи разорвало, как гранату!

2. Эксплуатация сосудов, работающих под давлением + Т. О. (см. б№3/2).

Предприятие заказывает Проект, в зависимости от своих «запросов». Завод изготавливает «Изделие», а транспортная организация – привозит. На проектный фундамент – устанавливаем. Потом – технологически обвязываем. Обеспечиваем приборами и системами контроля, регулировки и защиты (давление, температура, уровень, расход). Устанавливаем необходимое наружное оборудование (лестницы, площадки обслуживания, заземление и др.).

Внутреннюю начинку, без согласия завода – изготовителя менять нельзя. В заводскомПаспорте обозначены условия, при исполнении которых ГАРАНТИРУЕТСЯ безопасность при эксплуатации этого оборудования. И дается заводской гарантийный срок.

На основании заводского Паспорта и местной технологии для каждого объекта составляется «Инструкция по безопасной эксплуатации» всех емкостей (сепараторы, отстойники, буферные и др.). В них обозначены характеристики аппарата и последовательность ваших действий при запуске, остановке. При нормальной эксплуатации и подготовке к ремонту.

Условия эксплуатации это: допустимое давление, температурный и скоростной режим, состав жидкости, количество газа и примесей. Чем сложнее внутренняя начинка, тем труднее качественный внутренний осмотр и ремонт. А «Правила безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением» обязывают «Хозяина» каждые два года вскрывать любой «Сосуд». Зачастую, это сопровождается, как минимум, нарушением защитного внутреннего покрытия аппарата. Зарубежные поставщики часто ограничивают «доступ» внутрь. Но внутренний осмотр, конечно, необходим для той же безопасности. Без «вскрытия» диагноз болезни аппарата определить, конечно, можно, только нужны дорогие технологии и инструменты.

Все сосуды проектируются и изготавливаются специальными организациями (заводами) имеющими лицензию (разрешение). Конструкция (Проект) учитывает режим эксплуатации в течение расчетного срока. + Возможность проведения техосмотра, очистки, промывки, полного опорожнения, продувки, ремонта, эксплуатации контроля металла и соединений. А все что внутри мешает внутреннему осмотру (мешалки, перегородки, «тарелки», «рубашки», змеевики и др.), как правило, должны быть съемными. Обязательно должен быть предусмотрен вентиль или кран для подсоединения манометра. Дренажное устройство должно обеспечить полное освобождение аппарата от жидкости. Все сосуды рассчитываются на прочность. Испытываются на заводе и после монтажа «на месте». Емкости не должны самоопрокидываться.

Заземление – соответствовать Проекту. Люки - лазы обязательны (хотя, конечно, бывают «исключения»). Если внутренний диаметр сосуда больше 800 мм, то люки – обязательны. Крышки люков – съемные. Отверстие для люков вне сварных швов. Все уплотнено.