Money.plTechnologie dla biznesuPrzemysłPatentyEP 2133644 T3
Wyszukiwarka patentów
  • od
  • do
Patent EP 2133644 T3


EP 2133644 T3

RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego: 28.03.2008 08715068.6 (19) PL (11) PL/EP (13) (51) 2133644 T3 Int.Cl. F28F 13/12 (2006.01) C10G 9/20 (2006.01) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (54) (97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono: 07.08.2019 Europejski Biuletyn Patentowy 2019/32 EP 2133644 B1 F28F 1/40 (2006.01) F28F 19/00 (2006.01) F28D 21/00 (2006.01) Tytuł wynalazku: PIEC TYPU RUROWEGO DO KRAKOWANIA (30) Pierwszeństwo: 28.03.2007 CN 200710064886 (43) Zgłoszenie ogłoszono: 16.12.2009 w Europejskim Biuletynie Patentowym nr 2009/51 (45) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono: 28.02.2020 Wiadomości Urzędu Patentowego 2020/02 (73) Uprawniony z patentu: China Petroleum & Chemical Corporation, Beijing, CN Beijing Research Institute of Chemical Industry, China Petroleum &Chemical Corporation, Beijing, CN PL/EP 2133644 T3 (72) Twórca(y) wynalazku: GUOQING WANG, Beijing, CN LIJUN ZHANG, Beijing, CN ZHIGUO DU, Beijing, CN SHUO CHEN, Beijing, CN ZHAOBIN ZHANG, Beijing, CN CONG ZHOU, Beijing, CN XIANFENG ZHOU, Beijing, CN (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Mariola Ratuszyńska SULIMA GRABOWSKA SIERZPUTOWSKA BIURO PATENTÓW I ZNAKÓW TOWAROWYCH SP.K. Skr. poczt. 6 00-956 Warszawa 10 Uwaga: W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich). SGS-17447/VAL EP 2 133 644 B1 Opis 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Dziedzina wynalazku [0001] Niniejszy wynalazek dotyczy pieca rurowego do krakowania, a w szczególności, choć nie wyłącznie, sposobu rozmieszczania członów intensyfikujących wymianę ciepła w piecu do krakowania etylenu oraz pieca rurowego do krakowania z użyciem tego sposobu. Tło wynalazku [0002] Pirolizę węglowodorów na skalę przemysłową prowadzi się w piecu rurowym do krakowania. Jak wiadomo, od strony teoretycznej reakcja chemiczna pirolizy węglowodorów jest reakcją silnie endotermiczną, obejmującą reakcję pierwotną i reakcję wtórną. Ogólnie ujmując, określenie ?reakcja pierwotna? dotyczy reakcji, w których duże cząsteczki węglowodorów stają się mniejszymi cząsteczkami, tzn. węglowodory liniowe zostają odwodornione, a ich łańcuchy zostają rozerwane, natomiast nafteny i areny (albo inaczej węglowodory aromatyczne) zostają odwodornione, a ich pierścienie zostają rozerwane, a tym samym w reakcji pierwotnej powstaje etylen, propylen i podobne związki. Określenie ?reakcja wtórna? dotyczy reakcji, w których produkty reakcji pierwotnej, a mianowicie olefiny i alkiny, są poddawane polimeryzacji, kondensacji z odwodornieniem, jak również nafteny i węglowodory aromatyczne są poddawane kondensacji z odwodornieniem, oraz cyklizacji skondensowanej z odwodornieniem itd. Reakcja wtórna nie tylko będzie znacznie zmniejszać uzysk produktów docelowych, ale także będzie wytwarzać znaczne ilości koksu. Koks będzie osadzać się na wewnętrznej ściance rury promieniującej. Powstawanie koksu na wewnętrznej ściance rury promieniującej jest bardzo niekorzystne z punktu widzenia regularnej pracy pieca do krakowania. Koks przylegający do wewnętrznej ścianki rury promieniującej będzie zwiększać opór przewodzenia ciepła i opór przepływu strumienia płynów reaktywnych w całym systemie reaktywnym. Zwiększenie zarówno oporu przewodzenia ciepła, jak i oporu przepływu strumienia będzie przeciwdziałać reakcji pierwotnej. [0003] W przemyśle, usuwanie osadu węglowego z pieca do krakowania należy wykonywać okresowo ze względu na koksowanie na piecu do krakowania. Odstęp czasu między zabiegami usuwania osadu węglowego nazywany jest ?długością procesową?. Zwykle na końcu każdej ?długości procesowej?", ze względu na warstwę koksu, temperatura metalu rury (w skrócie TMT, ang. Tube Metal Temperature) zwykle przewyższa maksymalną (zwykle 1125?) wymaganą temperaturę materiału rury. [0004] A zatem, jeśli tworzenie się koksu w piecu do krakowania zostanie ograniczone, pomoże to wydłużyć ?długość procesowa? i zwiększyć obciążenie pieca do krakowania przy przetwarzaniu. Aby ograniczyć koksowanie, konieczne jest możliwie jak największe ograniczenie reakcji wtórnej przy jednoczesnym zachowaniu reakcji pierwotnej krakowania w rurze promieniującej. Dlatego należy unikać niepotrzebnego ogrzewania produktu reakcji pierwotnej powyżej najwyższej temperatury w zakresie temperatur krakowania i zachowywania nadmiernego czasu reakcji w rurze promieniującej. Oprócz tego, przeciwstawnym czynnikiem ograniczającym jest to, że niższe ciśnienie jest pomocne w odniesieniu do reakcji pierwotnej, ponieważ piroliza jest reakcją powodującą zwiększanie się objętości. [0005] W chińskim patencie CN1133862C ujawniono rurę ze skręconą taśmą (proszę, patrz załączone figury 4 i 5), przy czym wspomniana rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w rurze promieniującej w regularnych odstępach. Zasadę działania ?rury ze skręconą taśmą? można krótko opisać, jak następuje: jak wiadomo, proces wymiany ciepła w sekcji promieniującej w piecu do krakowania etylenu może obejmować następujące etapy. Najpierw gaz wewnątrz trzonu przekazuje ciepło do zewnętrznej ścianki rury promieniującej przez promieniowanie i konwekcję, a następnie zewnętrzna ścianka przekazuje ciepło do wewnętrznej ścianki i prawdopodobnie istniejącej warstwy koksu przez przewodzenie ciepła przez 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 ściankę, a ostatecznie ciepło jest przekazywane do wewnętrznego płynu ze ścianki wewnętrznej przez konwekcję. Zgodnie z teorią warstwy granicznej Prandtla, gdy płyny przepływają wzdłuż stałej powierzchni ścianki, cienka warstwa płynu blisko powierzchni ścianki będzie przylegać do powierzchni ścianki rury bez poślizgu, tworząc w ten sposób płynącą warstwę graniczną. Ponieważ warstwa graniczna przekazuje ciepło przez przewodzenie, jej opór cieplny jest bardzo wysoki, chociaż warstwa graniczna jest bardzo cienka. Następnie ciepło jest przekazywane do środka przepływu turbulentnego przez warstwę graniczną poprzez konwekcję. Zgodnie z powyższą analizą, największy opór przy wymianie ciepła przez rurę występuje na warstwie granicznej oraz na warstwie koksu przylegającej do powierzchni wewnętrznej ścianki rury. Jeżeli można by było zmniejszyć opór cieplny warstwy granicznej, sprawność wymiany ciepła uległaby znacznemu zwiększeniu. Rura ze skręconą taśmą w CN1133862C została opracowana w oparciu o taką zasadę. Rura ze skręconą taśmą umieszczona w rurze promieniującej wymusi zmianę przepływu płynu z przepływu tłokowego na przepływ turbulentny. W ten sposób płyny będą wywierać silne oddziaływanie przepłukiwania skrośnego na ścianki rury, a tym samym warstwa graniczna ulegnie zniszczeniu i stanie się cieńsza. W rezultacie zmniejszy się opór wymiany ciepła w pobliżu płynącej warstwy granicznej i zwiększy się sprawność wymiany ciepła. [0006] W tym zastosowaniu ?rura ze skręconą taśmą? i powiązane z nią człony nazywane są ogólną nazwą ?członu intensyfikującego wymianę ciepła?, przy czym określenie ten odnosi się do wszystkich członów umieszczonych w rurze promieniującej, które są w stanie wymusić zmianę przepływu płynów z przepływu tłokowego na przepływ turbulentny, a tym samym niszczyć i pocieniać warstwę graniczną. Nie ogranicza się to wyłącznie do ?rury ze skręconą taśmą?. [0007] Mimo iż wymiana ciepła między rurą promieniującą a płynami wewnętrznymi mogłaby zostać nasilona poprzez umieszczenie rury ze skręconą taśmą i podobnego członu, niekoniecznie oznacza to, że im więcej tym lepiej. Powodem jest to, że gdy człony są umieszczone w rurze promieniującej, zwiększa to odpowiednio spadek ciśnienia w rurze. Jak wspomniano wcześniej, zwiększenie spadku ciśnienia jest niekorzystne z punktu widzenia prowadzenia reakcji krakowania. [0008] A zatem, biorąc pod uwagę spadek ciśnienia w rurze, nie można umieścić tylu rur ze skręconą taśmą, jak to tylko możliwe. Niniejszy wynalazek ma na celu rozwiązanie tego problemu, tj. umieszczenie pewnej liczby rur ze skręconą taśmą, aby zmaksymalizować wymianę ciepła i jak najbardziej ograniczyć koksowanie, a tym samym znacznie zwiększyć obciążenie przetwórcze i zwiększyć długość procesową przed operacją usuwania osadu węglowego. Streszczenie wynalazku [0009] Według niniejszego wynalazku zapewniono piec rurowy do krakowania, przykładowo piec do krakowania etylenu, mający sekcję konwekcyjną i sekcję promieniującą albo podwójne sekcje promieniujące, co najmniej jedną rurę promieniującą jednoprzejściową z metalu, umieszczoną w wspomnianej sekcji promieniującej, mającą co najmniej jeden człon do nasilania wymiany ciepła przez ściankę tej co najmniej jednej rury promieniującej z płynem przepływającym przez tę rurę w kierunku przepływu płynu, przez zmianę przepływu tłokowego płynu w tej co najmniej jednej rurze promieniującej na przepływ turbulentny, przy czym wspomniany co najmniej jeden człon zawiera pierwszy taki człon, który jest usytuowany w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej między 10D a 25D przed, względem kierunku przepływu płynu, skrajnym punktem wspomnianej co najmniej jednej rury promieniującej jednoprzejściowej, w którym to skrajnym punkcie temperatura metalu rury osiąga wartość maksymalną, przy czym D jest średnicą wewnętrzną wspomnianej co najmniej jednej rury promieniującej jednoprzejściowej. [0010] Korzystnie, wspomniany co najmniej jeden człon zawiera także drugi taki człon, który jest umieszczony za pierwszym takim członem, w odległości mniejszej niż Y, będącej 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 maksymalną odległością oddziaływania wspomnianego pierwszego takiego członu, określaną jako odległość na długości rury promieniującej od punktu, w którym materiały w płynie przepływają przez pierwszy taki człon do punktu, w którym prędkość styczna wspomnianych materiałów staje się ponownie zerowa, zaś wspomniana odległość mniejsza niż Y mieści się przykładowo w zakresie między 0,7Y i 1,0Y. [0011] Korzystnie, wspomniany co najmniej jeden człon grzejny zawiera trzeci taki człon, który jest umieszczony dalej za drugim takim członem, w odległości mniejszej niż Y, będącej maksymalną odległością oddziaływania wspomnianego drugiego członu intensyfikującego wymianę ciepła, określaną jako odległość na długości rury promieniującej od punktu, w którym materiały w płynie przepływają przez drugi taki człon do punktu, w którym prędkość styczna wspomnianych materiałów staje się ponownie zerowa, zaś wspomniana odległość mniejsza niż Y mieści się przykładowo w zakresie między 0,7Y a 1,0Y. [0012] Korzystnie, wspomniany co najmniej jeden człon zawiera czwarty taki człon, który jest umieszczony za trzecim takim członem, w odległości mniejszej niż Y, będącej maksymalną odległością oddziaływania wspomnianego trzeciego takiego członu, określaną jako odległość na długości rury promieniującej od punktu, w którym materiały w płynie zaczynają przepływać przez trzeci taki człon do punktu, w którym prędkość styczna wspomnianych materiałów ponownie staje się zerowa, zaś wspomniana odległość mniejsza niż Y mieści się, przykładowo, w zakresie między 0,7Y a 1,0Y. [0013] Korzystnie taki człon albo każdy taki człon stanowi rura ze skręconą taśmą. [0014] Korzystnie współczynnik skręcenia tej rury ze skręconą taśmą mieści się w zakresie między 2 a 3, a skręcona taśma ma kąt skręcenia równy180°. [0015] Korzystnie wspomniana wartość Y dla rury ze skręconą taśmą mieści się w zakresie między 50D a 60D. [0016] Korzystnie wspomniana rura promieniująca jest typu 2-1 albo typu 4-1. [0017] Korzystnie, wspomniana rura promieniująca jest typu 2-1, a wspomniane takie człony, pierwszy, drugi, trzeci i czwarty, stanowią rury ze skręconą taśmą i są umieszczone tylko w rurze drugiego przejścia. [0018] Korzystnie, wspomniana rura promieniująca jest typu 2-1, a wspomniane takie człony, pierwszy, drugi, trzeci i czwarty, są rurami ze skręconą taśmą i są umieszczone odpowiednio w rurach pierwszego przejścia i drugiego przejścia. [0019] Korzystnie, wspomniana rura promieniująca jest typu 4-1, a wspomniane takie człony, pierwszy, drugi, trzeci i czwarty stanowią rury ze skręconą taśmą i są umieszczone tylko w rurze drugiego przejścia. [0020] Korzystnie, wspomniana rura promieniująca jest typu 4-1, a wspomniane takie człony, pierwszy, drugi, trzeci i czwarty stanowią rury ze skręconą taśmą i są umieszczone w rurach, odpowiednio, pierwszego przejścia i drugiego przejścia. [0021] Postacie niniejszego wynalazku wykazują następujące zalety: 1. Postacie niniejszego wynalazku mogą osiągnąć najlepszy wynik zintensyfikowanej wymiany ciepła przy danej liczbie członów intensyfikujących wymianę ciepła, poprzez optymalizację rozmieszczenia członów intensyfikujących wymianę ciepła w rurze promieniującej. 2. Wskutek dodania do rury promieniującej członów intensyfikujących wymianę ciepła, takich jak rury ze skręconą taśmą, warstwa graniczna wymiany ciepła zostaje pocieniona, a opór cieplny zmniejszony. A zatem, sposób opisany w niniejszym dokumencie może znacznie poprawić sprawność wymiany ciepła pieca do krakowania etylenu i zminimalizować skłonność do koksowania, a tym samym obciążenie przetwórcze pieca do krakowania etylenu ulega zwiększeniu, a długość procesowa wzrasta. 3. Dzięki zastosowaniu ujawnionego tutaj pieca do krakowania etylenu i opierając się na własnej mocy klasycznych pieców, piec do krakowania etylenu może zwiększyć obciążenie przetwórcze o 5%~7% i wydłużyć długość procesową o 30%~100%. 4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Opis figur [0022] W celu lepszego zrozumienia wynalazku i pokazania, w jaki sposób może on zostać wdrożony w praktyce, należy teraz odnieść się, jako do przykładu, do załączonych rysunków, na których: Fig. 1 przedstawia schematyczny rysunek pieca do krakowania etylenu, w którym stosuje się rurę promieniującą dwuprzejściową typu 2-1 albo typu 4-1. Fig. 2 przedstawia schematyczny rysunek rur promieniujących umieszczonych w piecu do krakowania, jak pokazano na fig.1, gdzie dwa człony intensyfikujące wymianę ciepła są umieszczone w każdej rurze każdego przejścia, przy czym jako rurę promieniującą stosuje się rurę typu 2-1. Fig. 3 przedstawia schematyczny rysunek rur promieniujących umieszczonych w piecu do krakowania, jak pokazano na fig. 1, w którym 4 człony intensyfikujące wymianę ciepła są umieszczone w każdej rurze każdego przejścia, przy czym jako rurę promieniującą stosuje się rurę typu 2-1. Fig. 4 przedstawia schematyczny rysunek rur promieniujących umieszczonych w piecu do krakowania, jak pokazano na fig.1, w którym 2 człony intensyfikujące wymianę ciepła, są umieszczone w każdej rurze każdego przejścia, przy czym jako rurę promieniującą stosuje się rurę typu 4-1. Fig. 5 przedstawia w przekroju pionowym rurę ze skręconą taśmą stosowaną w opisanym tu sposobie. Fig. 6 przedstawia w przekroju poprzecznym rurę ze skręconą taśmą stosowaną w opisanym tu sposobie. Postacie dla realizacji wynalazku [0023] Jako człony intensyfikujące wymianę ciepła w niniejszym ujawnieniu można stosować ?rurę ze skręconą taśmą? w CN1133862C, jak pokazano na fig. 5 i 6. Współczynnik skręcenia (który jest współczynnikiem długości osiowej rury ze skręconą taśmą o kącie skręcenia 180° w odniesieniu do średnicy wewnętrznej) wynosi korzystnie od 2 do 3, zaś w postaciach wykonania jest równy 2,5. Człony intensyfikujące wymianę ciepła, umieszczone w rurze promieniującej, mogą kierować materiały procesowe płynące śrubowo do przodu, inaczej niż prosto do przodu, co skutkuje tym, że materiały procesowe przepływające wewnątrz rury ze skręconą taśmą silnie przepłukują stycznie powierzchnię wewnętrzną rury ze skręconą taśmą. Wskutek tego, grubość warstwy granicznej na powierzchni wewnętrznej rury ze skręconą taśmą zostaje zniszczona i staje się znacznie cieńsza, przez co opór cieplny w pobliżu płynącej warstwy granicznej jest znacznie mniejszy. W związku z tym, można zwiększyć sprawność wymiany ciepła rury ze skręconą taśmą. [0024] Zanim materiały procesowe w rurze promieniującej będą przechodzić przez powierzchnię rury ze skręconą taśmą, materiały procesowe przepływają w przepływie typu tłokowego, którego prędkość styczna jest prawie zerowa; natychmiast po tym, jak materiały procesowe przepływają przez rurę ze skręconą taśmą, typ przepływu materiałów procesowych gwałtownie się zmienia, a prędkość styczna materiałów procesowych szybko się zwiększa. Po przejściu materiałów procesowych przez rurę ze skręconą taśmą, prędkość styczna materiałów procesowych zmniejsza się i dąży do zera wzdłuż kierunku osiowego rury. Określenie ?maksymalna odległość oddziaływania? rury ze skręconą taśmą oznacza długość rury promieniującej obliczoną od punktu, w którym materiały procesowe przepływają przez rurę ze skręconą taśmą do punktu, w którym prędkość styczna materiałów procesowych staje się ponownie zerowa. W przypadku rury ze skręconą taśmą o współczynniku skręcenia wynoszącym 2-3, maksymalna odległość oddziaływania rury ze skręconą taśmą o kącie skręcenia 180° wynosi w przybliżeniu od około 50D do 60D, przy czym D określa się jako średnicę wewnętrzną rury promieniującej. W rurze ze skręconą taśmą w postaci wykonania stosuje się współczynnik skręcenia 2,5 przy kącie skręcenia 180°. 5 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 [0025] W stanie techniki, bez członów intensyfikujących wymianę ciepła rozmieszczonych w sekcji promieniującej pieca do krakowania, rura promieniująca ma zawsze określony profil temperaturowy z kilkoma punktami ekstremalnymi. Te punkty ekstremalne odnoszą się do maksymalnej temperatury metalu rury przy ściankach rury promieniującej. Ogólnie, każda rura każdego przejścia ma punkt ekstremalny, przykładowo, tak jak w przypadku rury promieniującej typu 2-1, jej rura pierwszego przejścia ma jeden punkt ekstremalny, a rura drugiego przejścia ma także jeden punkt ekstremalny, ale położenia punktów ekstremalnych w rurach dwuprzejściowych są różne. Zwykle położenia punktów ekstremalnych będą stałe po określeniu konstrukcji pieca do krakowania. Wszystkie fabryki, w których stosuje się piece do krakowania mogą przedstawić odpowiednie położenia punktów ekstremalnych pieca do krakowania. [0026] Zgodnie z ujawnionym tutaj piecem do krakowania, pierwsza rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu między 0 a 40D, korzystnie między 10 a 25D przed osiągnięciem maksymalnej temperatury metalu rury w każdej rurze promieniującej każdego przejścia; druga rura ze skręconą taśmą jest umieszczona za pierwszą rurą ze skręconą taśmą , w odległości mniejszej niż ?maksymalna odległość Y oddziaływania? pierwszej rury, korzystnie umieszczona między 0,7Y a 1,0Y; trzecia rura ze skręconą taśmą jest umieszczona za drugą rurą ze skręconą taśmą, w odległości mniejszej niż ?maksymalna odległość Y oddziaływania? drugiej rury, korzystnie umieszczona między 0,7Y a 1,0Y; układ czwartej rury jest zgodny z podobną zasadą. Ponadto, położenie ostatniej rury ze skręconą taśmą w każdym przejściu nie powinno być oddalone o mniej niż 40D od każdego końca rury przejścia, aby spełnić wymóg wytrzymałości mechanicznej. Kiedy nie można już wyposażyć końca rury promieniującej w rurę ze skręconą taśmą, a inne parametry, zwłaszcza spadek ciśnienia, mogą spełniać wymagania, rurę ze skręconą taśmą można także umieścić przed pierwszą rurą ze skręconą taśmą. Odległość między tą rurą ze skręconą taśmą a pierwszą rurą ze skręconą taśmą powinna być mniejsza niż ?maksymalna odległość Y oddziaływania? tej rury ze skręconą taśmą, korzystnie mieszcząc się między 0,7Y a Y. Jeżeli rura promieniująca ma kilka przejść, każda rura przejścia powinna być zgodna z tą samą zasadą w każdym przejściu. Jednak dokładne położenie rury ze skręconą taśmą nie musi być takie samo. Ponadto, całkowita liczba rur ze skręconą taśmą powinna ponadto być określana w funkcji innych parametrów, przykładowo w szczególności spadku ciśnienia. [0027] W niniejszym ujawnieniu, rury ze skręconą taśmą umieszcza się w najbardziej wydajnych punktach w piecu do krakowania. Nie oznacza to jednak koniecznie, że wszystkie te punkty muszą być wyposażone w rurę z taśmą skręcaną, a także nie oznacza to koniecznie, że rur z taśmą skręcaną nie można montować w innych miejscach. [0028] Niniejszy wynalazek zostanie opisany bardziej szczegółowo w charakterze przykładowym. Tym niemniej jednak, niniejszy wynalazek nie będzie ograniczony tymi przykładami. Zakres niniejszego wynalazku określono w zastrzeżeniach. Przykład 1 [0029] Piec do krakowania etylenu, w którym stosuje się rury promieniujące dwuprzejściowych typu 2-1 (patrz fig.1), który zawiera: wysokociśnieniowy bęben parowy 1, sekcję konwekcyjną 2, rury promieniujące 3, palniki 4, sekcję promieniującą 5, kocioł chłodzący 6. Wydajność wytwarzania w nim etylenu wynosi 100 kiloton rocznie. Jako materiał do krakowania stosuje się benzynę ciężką. [0030] W zależności od różnicy między spadkiem ciśnienia w rurze promieniującej na końcu długości procesowej i dopuszczalnym granicznym spadkiem ciśnienia, określa się liczbę umieszczonych rur ze skręconą taśmą. W każdej z rur promieniujących każdego przejścia umieszczono po dwa człony 7 intensyfikujące wymianę ciepła, co oznacza, że każda grupa rur promieniujących jest łącznie wyposażona w sześć członów 7 intensyfikujących wymianę ciepła (patrz fig. 2), przy czym członem intensyfikującym wymianę ciepła jest rura ze skręconą taśmą (patrz fig. 5). 6 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Konstrukcja A: w rurze promieniującej pierwszego przejścia, rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 25 krotność średnicy D rury promieniującej pierwszego przejścia przed punktem ekstremalnym temperatury metalu rury (TMT) rury promieniującej pierwszego przejścia, a mianowicie w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 25D. Kolejna rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości 30D za punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej (patrząc w kierunku przepływu, co odnosi do wszystkich położeń). W rurze drugiego przejścia, rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 25 krotność średnicy D rury promieniującej drugiego przejścia przed punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej drugiego przejścia, a mianowicie w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 25D. Inna rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości 30D za punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej. Konstrukcja B: w rurze promieniującej pierwszego przejścia, rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 45 krotność średnicy D rury promieniującej pierwszego przejścia przed punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej pierwszego przejścia. Inna rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości 10D za punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej. W rurze drugiego przejścia, rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 45 krotność średnicy D rury promieniującej drugiego przejścia przed punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej drugiego przejścia. Kolejna rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości 10D za punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej. Konstrukcja C: w rurze promieniującej pierwszego przejścia, rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 40 krotność średnicy D rury promieniującej pierwszego przejścia przed punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej pierwszego przejścia. Inna rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości 15D za punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej pierwszego przejścia. W rurze drugiego przejścia, rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 40 krotność średnicy D rury promieniującej drugiego przejścia przed punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej drugiego przejścia. Kolejna rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości 15D za punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej drugiego przejścia. Konstrukcja D: w rurze promieniującej pierwszego przejścia, rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 35 krotność średnicy D rury promieniującej pierwszego przejścia przed punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej pierwszego przejścia. Kolejna rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości 20D za punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej pierwszego przejścia. W rurze drugiego przejścia, rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 35 krotność średnicy D rury promieniującej drugiego przejścia przed punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej drugiego przejścia. Kolejna rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości 20D za punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej drugiego przejścia. Konstrukcja E: w rurze promieniującej pierwszego przejścia, rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 30 krotność średnicy D rury promieniującej pierwszego przejścia przed punktem ekstremalnym 7 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 temperatury metalu rury promieniującej pierwszego przejścia. Inna rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 25D za punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej pierwszego przejścia. W rurze drugiego przejścia, rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 30 krotność średnicy D rury promieniującej drugiego przejścia przed punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej drugiego przejścia. Kolejna rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości 25D za punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej drugiego przejścia. Konstrukcja F: w rurze promieniującej pierwszego przejścia, rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 20 krotność średnicy D rury promieniującej pierwszego przejścia przed punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej pierwszego przejścia. Inna rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 35D za punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej pierwszego przejścia. W rurze promieniującej drugiego przejścia, rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 20 krotność średnicy D rury promieniującej przed punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej drugiego przejścia. Kolejna rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości 35D za punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej drugiego przejścia Konstrukcja G: w rurze promieniującej pierwszego przejścia, rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 15 krotność średnicy D rury promieniującej pierwszego przejścia przed punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej pierwszego przejścia. Kolejna rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości 40D za punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej pierwszego przejścia. W rurze promieniującej drugiego przejścia, rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 15 krotność średnicy D rury promieniującej drugiego przejścia przed punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej drugiego przejścia. Kolejna rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości 40D za punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej drugiego przejścia. Konstrukcja H: w rurze promieniującej pierwszego przejścia, rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 10 krotność średnicy D rury promieniującej pierwszego przejścia przed punktem ekstremalnym temperatury metalu pierwszej rury promieniującej. Kolejna rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości 45D za punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej. W rurze promieniującej drugiego przejścia, rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 10 krotność średnicy D rury promieniującej drugiego przejścia przed punktem ekstremalnym temperatury metalu drugiej rury promieniującej. Kolejna rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości 45D za punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej. Konstrukcja I: w rurze promieniującej pierwszego przejścia, rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 5 krotność średnicy D rury promieniującej pierwszego przejścia przed punktem ekstremalnym temperatury metalu pierwszej rury promieniującej. Inna rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości 50D za punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej. W rurze drugiego przejścia, rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 5 krotność średnicy D rury promieniującej drugiego przejścia przed punktem 8 5 ekstremalnym temperatury metalu drugiej rury promieniującej. Kolejna rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości 50D za punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej. [0031] Powyższe konstrukcje pokazano w tabeli 1. Tabela 1 różne miejsca usytuowania rury ze skręconą taśmą w każdej konstrukcji Usytuowanie rury ze skręconą ta- Usytuowanie rury ze skręconą taśmą w pierwszym przejściu śmą w drugim przejściu przed maksy- za maksymalną przed maksy- za maksymalną malną tempera- temperaturą malną tempera- temperaturą turą TMT TMT turą TMT TMT 10 15 Konstrukcja A 25 30 25 30 Konstrukcja B 45 10 45 10 Konstrukcja C 40 15 40 15 Konstrukcja D 35 20 35 20 Konstrukcja E 30 25 30 25 Konstrukcja F 20 35 20 35 Konstrukcja G 15 40 15 40 Konstrukcja H 10 45 10 45 Konstrukcja I 50 5 50 5 [0032] Porównując parametry pracy pieca do krakowania wyposażonego w rury ze skręconą taśmą według różnych konstrukcji (patrz tabele 2, 3) w tych samych warunkach pracy stwierdza się, że wszystkie piece do krakowania w dziewięciu konstrukcjach osiągają koniec ?długości procesowej? ze względu na fakt, że temperatura ścianki rury promieniującej jest ostatecznie wyższa niż maksymalna temperatura TMT, a jednocześnie spadek ciśnienia w rurze promieniującej nie osiąga granicy działania. Działania konstrukcji A, F, G, H są znacznie lepsze niż pozostałych (A jest najlepszy), ponieważ długość procesowa pieca do krakowania jest oczywiście wydłużona. W tabelach SOR oznacza początek przebiegu pracy pieca do krakowania, EOR oznacza koniec przebiegu pracy pieca do krakowania. Tabela 2 porównanie wszystkich rodzajów konstrukcji Konstruk- Konstruk- Konstrukcja A cja B cja C SOR EOR SOR EOR SOR EOR Natężenie przepływu wsadu (T/h) stosunek pary do oleju COT (temperatura na wylocie wężownicy) (?) Wpływ na długość procesową 41,2 41,2 41,2 41,2 41,2 41,2 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 830 830 830 830 830 830 TMT TMT TMT Długość procesowa (dzień) 56 41 44 Tabela 3 porównanie wszystkich rodzajów konstrukcji Konstruk- Konstruk- Konstrukcja D cja E cja F SOR EOR SOR EOR SOR EOR Natężenie przepływu wsadu (T/h) stosunek pary do oleju 41,2 41,2 41,2 41,2 41,2 41,2 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 9 Konstruk- Konstruk- Konstrukcja D cja E cja F SOR EOR SOR EOR SOR EOR COT (temperatura na wylocie wężownicy) (?) Wpływ na długość procesową 830 830 830 830 830 830 TMT TMT TMT Długość procesowa (dzień) 46 48 54 Tabela 4 porównanie wszystkich rodzajów konstrukcji Konstruk- Konstruk- Konstrukcja G cja H cja I SOR EOR SOR EOR SOR EOR Natężenie przepływu wsadu (T/h) stosunek pary do oleju COT (temperatura na wylocie wężownicy) (?) Wpływ na długość procesową Długość procesowa (dzień) 5 10 15 20 25 30 41,2 41,2 41,2 41,2 41,2 41,2 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 830 830 830 830 830 830 TMT TMT TMT 52 49 42 Przykład 2: [0033] Piec do krakowania etylenu, w którym stosuje się rury promieniujące dwuprzejściowe typu 4-1 (patrz fig.1), który zawiera: wysokociśnieniowy bęben parowy 1, sekcję konwekcyjną 2, rury promieniujące 3, palniki 4, sekcję promieniującą 5, kocioł chłodzący 6. Jego wydajność produkcji etylenu wynosi 100 kiloton rocznie. Rurę promieniującą 3 w tym przykładzie stanowi rura promieniująca dwuprzejściowa typu 4-1. Jako materiał do krakowania stosuje się benzynę ciężką. [0034] W zależności od różnicy między spadkiem ciśnienia w rurze promieniującej na końcu długości procesowej i dopuszczalnym granicznym spadkiem ciśnienia, określa się liczbę rur ze skręconą taśmą przewidzianych do umieszczenia. W każdej z rur promieniujących każdego przejścia umieszczono po dwa człony 7 intensyfikujące wymianę ciepła, co oznacza, że każda grupa rur promieniujących jest łącznie wyposażona w dziesięć członów 7 intensyfikujących wymianę ciepła (patrz fig. 2), przy czym członem intensyfikującym wymianę ciepła jest rura ze skręconą taśmą (patrz fig. 5). Konstrukcja A: w rurze promieniującej pierwszego przejścia, rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 25 krotność średnicy D rury promieniującej pierwszego przejścia przed punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej pierwszego przejścia, a mianowicie w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 25D. Kolejna rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości 30D za punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej. W rurze drugiego przejścia, rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 25 krotność średnicy D rury promieniującej drugiego przejścia przed punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej drugiego przejścia, a mianowicie w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 25D. Inna rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości 30D za punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej. Konstrukcja B: w rurze promieniującej pierwszego przejścia, rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 45 krotność średnicy D rury promieniującej pierwszego przejścia przed punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej pierwszego przejścia. Inna rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości 10D za punktem 10 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej. W rurze drugiego przejścia, rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 45 krotność średnicy D rury promieniującej drugiego przejścia przed punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej drugiego przejścia. Kolejna rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości 10D za punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej drugiego przejścia. Konstrukcja C: w rurze promieniującej pierwszego przejścia, rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 40 krotność średnicy D rury promieniującej pierwszego przejścia przed punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej pierwszego przejścia. Inna rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 15D za punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej pierwszego przejścia. W rurze drugiego przejścia, rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 40 krotność średnicy D rury promieniującej drugiego przejścia przed punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej drugiego przejścia. Kolejna rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości 15D za punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej drugiego przejścia. Konstrukcja D: w rurze promieniującej pierwszego przejścia, rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 35 krotność średnicy D rury promieniującej pierwszego przejścia przed punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej pierwszego przejścia. Kolejna rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości 20D za punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej pierwszego przejścia. W rurze drugiego przejścia, rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 35 krotność średnicy D rury promieniującej drugiego przejścia przed punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej drugiego przejścia. Kolejna rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości 20D za punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej drugiego przejścia. Konstrukcja E: w rurze promieniującej pierwszego przejścia, rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 30 krotność średnicy D rury promieniującej pierwszego przejścia od punktu ekstremalnego temperatury metalu rury promieniującej pierwszego przejścia. Inna rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 25D za punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej pierwszego przejścia. W rurze drugiego przejścia, rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 30 krotność średnicy D rury promieniującej drugiego przejścia od punktu ekstremalnego temperatury metalu drugiej rury promieniującej. Kolejna rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości 25D za punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej drugiego przejścia. Konstrukcja F: w rurze promieniującej pierwszego przejścia, rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 20 krotność średnicy D rury promieniującej pierwszego przejścia przed punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej pierwszego przejścia. Inna rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 35D za punktem ekstremalnym temperatury metalu pierwszej rury promieniującej. W rurze promieniującej drugiego przejścia, rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 20 krotność średnicy D rury promie- 11 5 10 15 20 25 30 35 40 niującej drugiego przejścia przed punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej drugiego przejścia. Kolejna rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości 35D za punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej drugiego przejścia. Konstrukcja G: w rurze promieniującej pierwszego przejścia, rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 15 krotność średnicy D rury promieniującej pierwszego przejścia przed punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej pierwszego przejścia. Kolejna rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości 40D za punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej pierwszego przejścia. W rurze promieniującej drugiego przejścia, rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 15 krotność średnicy D rury promieniującej drugiego przejścia przed punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej drugiego przejścia. Kolejna rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości 40D za punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej drugiego przejścia. Konstrukcja H: w rurze promieniującej pierwszego przejścia, rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 10 krotność średnicy D rury promieniującej pierwszego przejścia przed punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej pierwszego przejścia. Kolejna rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości 45D za ekstremalny punktem temperatury metalu rury promieniującej pierwszego przejścia. W rurze promieniującej drugiego przejścia, rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 10 krotność średnicy D rury promieniującej drugiego przejścia przed punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej drugiego przejścia. Kolejna rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości 45D za punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej drugiego przejścia. Konstrukcja I: w rurze promieniującej pierwszego przejścia, rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 5 krotność średnicy D rury promieniującej pierwszego przejścia przed punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej pierwszego przejścia. Inna rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości 50D za punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej pierwszego przejścia. W rurze drugiego przejścia, rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 5 krotność średnicy D rury promieniującej drugiego przejścia przed punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej drugiego przejścia. Kolejna rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości 50D za punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej drugiego przejścia. [0035] Powyższe konstrukcje pokazano w tabeli 5. Tabela 5 różne miejsca usytuowania rury ze skręconą taśmą w każdej konstrukcji Usytuowanie rury ze skręconą ta- Usytuowanie rury ze skręconą taśmą w pierwszym przejściu śmą w drugim przejściu przed maksy- za maksymalną przed maksy- za maksymalną malną tempera- temperaturą malną tempera- temperaturą turą TMT TMT turą TMT TMT Konstrukcja A 25 30 25 30 Konstrukcja B 45 10 45 10 Konstrukcja C 40 15 40 15 12 Usytuowanie rury ze skręconą ta- Usytuowanie rury ze skręconą taśmą w pierwszym przejściu śmą w drugim przejściu przed maksy- za maksymalną przed maksy- za maksymalną malną tempera- temperaturą malną tempera- temperaturą turą TMT TMT turą TMT TMT 5 10 Konstrukcja D 35 20 35 20 Konstrukcja E 30 25 30 25 Konstrukcja F 20 35 20 35 Konstrukcja G 15 40 15 40 Konstrukcja H 10 45 10 45 Konstrukcja I 5 50 5 50 [0036] Porównując parametry działania pieca do krakowania wyposażonego w rury ze skręconą taśmą według różnych konstrukcji (patrz tabele 6, 7, 8), w tych samych warunkach działania stwierdza się, że działanie konstrukcji A, F, G, H jest znacznie lepsze niż w przypadku pozostałych (F jest najlepsza). Dzieje się tak dlatego, że maksymalna temperatura ścianki rury promieniującej zmniejszyła się oczywiście przy SOR. TMT przy SOR zmniejszyła się w ogromnym stopniu; wskazuje to, że jest więcej miejsca między TMT przy SOR a TMT (1125?) przy EOR, innymi słowy, długość procesowa pieca do krakowania jest większa. Tabela 6 porównanie wszystkich rodzajów konstrukcji Konstruk- Konstruk- Konstrukcja A cja B cja C SOR EOR SOR EOR SOR EOR Natężenie przepływu wsadu (T/h) 41,2 41,2 41,2 41,2 41,2 41,2 stosunek pary do oleju 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 COT (temperatura na wylocie wężownicy) (?) 830 830 830 830 830 830 maksymalna temperatura metalu rury przy SOR (?) BAZOWA +13 +10 Tabela 7 porównanie wszystkich rodzajów konstrukcji Konstruk- Konstruk- Konstrukcja D cja E cja F SOR EOR SOR EOR SOR EOR Natężenie przepływu wsadu (T/h) stosunek pary do oleju 41,2 41,2 41,2 41,2 41,2 41,2 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 COT (temperatura na wylocie wężownicy) (?) 830 830 830 830 830 830 maksymalna temperatura metalu rury przy SOR (?) +8 +2 -2 Tabela 8 porównanie wszystkich rodzajów konstrukcji Konstruk- Konstruk- Konstrukcja G cja H cja I SOR EOR SOR EOR SOR EOR Natężenie przepływu wsadu (T/h) stosunek pary do oleju COT (temperatura na wylocie wężownicy) (?) 41,2 41,2 41,2 41,2 41,2 41,2 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 830 830 830 830 830 830 13 Konstruk- Konstruk- Konstrukcja G cja H cja I SOR EOR SOR EOR SOR EOR maksymalna temperatura metalu rury przy SOR (?) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 0 +2 +8 Przykład 3: [0037] Piec do krakowania etylenu, w którym stosuje się rury promieniujące dwuprzejściowe typu 2-1 (patrz fig.1), który zawiera: wysokociśnieniowy bęben parowy 1, sekcję konwekcyjną 2, rury promieniujące 3, palniki 4, sekcję promieniującą 5, kocioł chłodzący 6. Jego wydajność produkcji etylenu wynosi 60 kiloton rocznie. Jako materiał do krakowania stosuje się benzynę ciężką. [0038] W zależności od różnicy między spadkiem ciśnienia w rurze promieniującej na końcu długości procesowej i dopuszczalnym granicznym spadkiem ciśnienia, określa się liczbę rur ze skręconą taśmą przewidzianych do umieszczenia. W każdej z rur promieniujących każdego przejścia umieszczono po dwa człony 7 intensyfikujące wymianę ciepła, co oznacza, że każda grupa rur promieniujących jest łącznie wyposażona w sześć członów 7 intensyfikujących wymianę ciepła (patrz fig. 2), przy czym członem intensyfikującym wymianę ciepła jest rura ze skręconą taśmą (patrz fig. 5). Konstrukcja A: w rurze promieniującej pierwszego przejścia, rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 25 krotność średnicy D rury promieniującej pierwszego przejścia przed punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej pierwszego przejścia, a mianowicie w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 25D. Kolejna rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości 30D za punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej pierwszego przejścia. W rurze drugiego przejścia, rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 25 krotność średnicy D rury promieniującej drugiego przejścia przed punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej drugiego przejścia, a mianowicie w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 25D. Inna rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 30D za punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej drugiego przejścia. Konstrukcja B: w rurze promieniującej pierwszego przejścia, rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 45 krotność średnicy D rury promieniującej pierwszego przejścia przed punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej pierwszego przejścia. Inna rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 60D za punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej pierwszego przejścia. W rurze drugiego przejścia, rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 45 krotność średnicy D rury promieniującej drugiego przejścia przed punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej drugiego przejścia. Kolejna rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości 60D za punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej drugiego przejścia. [0039] W porównaniu z piecami do krakowania w ramach konstrukcji A i B, okazuje się, że długość procesowa wzrosła o dużą wartość procentową pod normalnym obciążeniem przetwarzania (patrz tabela 9). [0040] Gdy obciążenie przetwórcze pieca do krakowania zwiększa się o 7% w porównaniu z piecami do krakowania etylenu wykorzystującymi dwie różne konstrukcje, okazuje się, że długość procesowa pieca do krakowania w ramach konstrukcji A niniejszego wynalazku jest większa niż w przypadku konstrukcji B w tych samych innych warunkach (patrz tabela 10). 14 5 [0041] Z tabel 9 i 10 wynika, że długość procesowa pieca do krakowania, ulepszona przez zastosowanie konstrukcji A według niniejszego wynalazku, jest dłuższa niż długość procesowa pieca do krakowania z zastosowaniem konstrukcji B przy regularnym obciążeniu przetwórczym, nawet jeśli obciążenie przetwórcze pieca do krakowania ulepszonego w wyniku zastosowania konstrukcji A zwiększa się o 7%. Tabela 9 porównanie wszystkich rodzajów konstrukcji Konstrukcja Konstrukcja B A SOR EOR SOR EOR Natężenie przepływu wsadu (T/h) stosunek pary do oleju COT (temperatura na wylocie wężownicy) (?) 25,6 25,6 25,6 25,6 0,7 0,7 0,7 0,7 830 830 830 830 Wpływ na długość procesową TMT TMT Długość procesowa (dzień) 40 60 Tabela 10 porównanie wszystkich rodzajów konstrukcji Konstrukcja Konstrukcja B A SOR EOR SOR EOR Natężenie przepływu wsadu (T/h) stosunek pary do oleju COT (temperatura na wylocie wężownicy) (?) Wpływ na długość procesową Długość procesowa (dzień) 10 15 20 25 30 27 27 27 27 0,7 0,7 0,7 0,7 830 830 830 830 TMT TMT 35 54 Przykład 4 [0042] Piec do krakowania etylenu, w którym stosuje się rury promieniujące dwuprzejściowe typu 2-1 (patrz fig.1), który zawiera wysokociśnieniowy bęben parowy 1, sekcję konwekcyjną 2, rury promieniujące 3, palniki 4, sekcję promieniującą 5, kocioł chłodzący 6, przy czym rura promieniująca zawiera 48 grup rur typu 2-1. Jego wydajność produkcji etylenu wynosi 100 kiloton rocznie. Jako materiał do krakowania stosuje się benzynę ciężką. [0043] Jak pokazano na fig. 2, cztery człony 7 intensyfikujące wymianę ciepła są umieszczone w rurze promieniującej 3 wzdłuż kierunku przepływu płynu, przy czym członem intensyfikującym wymianę ciepła jest rura ze skręconą taśmą, jak pokazano na fig. 5. [0044] W rurze pierwszego przejścia, rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 25 krotność średnicy D rury promieniującej pierwszego przejścia, przed punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej pierwszego przejścia. Kolejna rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 30D za punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej pierwszego przejścia. W rurze drugiego przejścia, rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej 25 krotność średnicy D rury promieniującej drugiego przejścia, przed punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej drugiego przejścia. Kolejna rura ze skręconą taśmą jest umieszczona w miejscu, które znajduje się w odległości 30D za punktem ekstremalnym temperatury metalu rury promieniującej drugiego przejścia. [0045] W części ?przed ulepszeniem? opisano przykład klasycznego pieca do krakowania bez członów intensyfikujących wymianę ciepła, w części ?po ulepszeniu? opisano przykład 15 5 pieca do krakowania wyposażonego w człon intensyfikujący wymianę ciepła według niniejszego sposobu. Porównując parametry dwóch pieców do krakowania w tych samych warunkach pracy okazuje się, że długość procesowa zasadniczo się zwiększa, a wskaźnik zużycia paliwa zmniejsza się nieco po wyposażeniu pieca do krakowania w rury ze skręconą taśmą. Tabela 11 porównanie pieców do krakowania przed ulepszeniem po ulepszeniu SOR EOR SOR 39ty dzień EOR 46 41,2 46,0 41,2 41,2 Stosunek pary do oleju 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 palnik denny Zużycie papalnik ścienny liwa (kg/h) SUMA 7140 7672,9 6724,4 7202,0 7178,5 1650 1687,8 1650,0 1700,0 1650 8790 9360,7 8374,4 8902 8828,5 Natężenie przepływu wsadu (kg/h) Długość procesowa (dzień) 38 56 Zastrzeżenia patentowe 1. 10 15 20 2. 25 30 35 3. Piec rurowy do krakowania, przykładowo piec do krakowania etylenu, zawierający sekcję konwekcyjną (2) oraz sekcję promieniującą (5) albo podwójne sekcje promieniujące, co najmniej rurę promieniującą (3) jednoprzejściową z metalu umieszczoną w wspomnianej sekcji promieniującej (5) mającą co najmniej jeden człon intensyfikujący wymianę ciepła przez ściankę tej co najmniej jednej rury promieniującej z płynem przepływającym przez tę rurę w kierunku przepływu płynu, przez zmianę przepływu tłokowego płynu w tej co najmniej jednej rurze promieniującej na przepływ burzliwy, przy czym wspomniany co najmniej jeden człon stanowi pierwszy taki człon, który jest umieszczony w miejscu, które znajduje się w odległości wynoszącej między 10D a 25D przed, względem kierunku przepływu płynu, punktem ekstremalnym temperatury metalu wspomnianej co najmniej rury promieniującej jednoprzejściowej, w którym to ekstremalnym punkcie temperatura metalu rury osiąga maksimum, przy czym D jest średnicą wewnętrzną wspomnianej co najmniej rury promieniującej jednoprzejściowej. Piec rurowy do krakowania według zastrzeżenia 1, w którym wspomniany co najmniej jeden człon zawiera także drugi taki człon, który jest umieszczony za pierwszym takim członem, w odległości mniejszej niż Y, będącej maksymalną odległością oddziaływania wspomnianego pierwszego takiego członu, określaną jako odległość na długości rury promieniującej od punktu, w którym materiały w płynie zaczynają przepływać przez pierwszy taki człon, do punktu, w którym prędkość styczna wspomnianych materiałów staje się ponownie zerowa, przy czym wspomniana odległość mniejsza niż Y mieści się, przykładowo, w zakresie między 0,7Y a 1,0Y. Piec rurowy do krakowania według zastrzeżenia 2, w którym wspomniany co najmniej jeden człon cieplny zawiera trzeci taki człon, który jest umieszczony za drugim takim członem, w odległości mniejszej niż Y, będącej maksymalną odległością oddziaływania wspomnianego drugiego członu intensyfikującego wymianę ciepła, określaną jako odległość na długości rury promieniującej od punktu, w którym materiały w płynie zaczynają przepływać przez drugi taki człon, do punktu, w którym prędkość styczna wspomnianych materiałów staje się ponownie zerowa, przy czym 16 4. 5 10 5. 6. 15 7. 8. 20 9. 25 10. 11. 30 12. 35 wspomniana odległość mniejsza niż Y mieści się, przykładowo, w zakresie między 0,7Y a 1,0Y. Piec rurowy do krakowania według zastrzeżenia 3, w którym wspomniany co najmniej jeden człon zawiera czwarty taki człon, który jest umieszczony za trzecim takim członem, w odległości mniejszej niż Y, będącej maksymalną odległością oddziaływania wspomnianego trzeciego takiego członu, określaną jako odległość na długości rury promieniującej od punktu, w którym materiały w płynie zaczynają przepływać przez trzeci taki człon, do punktu, w którym prędkość styczna wspomnianych materiałów staje się ponownie zerowa, przy czym wspomniana odległość mniejsza niż Y mieści się, przykładowo, w zakresie między 0,7Y a 1,0Y. Piec rurowy do krakowania według któregokolwiek z zastrzeżeń 1-4, w którym ten człon albo każdy człon stanowi rura ze skręconą taśmą. Piec rurowy do krakowania według zastrzeżenia 5, w którym współczynnik skręcenia wspomnianej rury ze skręconą taśmą mieści się w zakresie między 2 a 3, a taśma ma kąt skręcenia wynoszący 180°. Piec rurowy do krakowania według zastrzeżenia 6, w którym wspomniana wartość Y dla rury ze skręconą taśmą mieści się w zakresie między około 50D a 60D. Piec rurowy do krakowania według któregokolwiek z zastrzeżeń 1-4, którym wspomniana co najmniej rura promieniująca jednoprzejściowa jest typu 2-1 albo typu 41. Piec rurowy do krakowania według zastrzeżeń 1-4, w którym wspomniana co najmniej rura promieniująca jednoprzejściowa jest typu 2-1, a wspomniane takie człony, pierwszy, drugi, trzeci i czwarty, stanowią rury ze skręconą taśmą, oraz są umieszczone tylko w rurze promieniującej drugiego przejścia. Piec rurowy do krakowania według zastrzeżeń 1-4, w którym wspomniana rura promieniująca jest typu 2-1, a wspomniane człony, pierwszy, drugi, trzeci i czwarty, stanowią rury ze skręconą taśmą, umieszczone odpowiednio w rurach pierwszego przejścia i drugiego przejścia. Piec rurowy do krakowania według zastrzeżeń 1-4, w którym wspomniana rura promieniująca jest typu 4-1, a wspomniane takie człony, pierwszy, drugi, trzeci i czwarty, stanowią rury ze skręconą taśmą, oraz są umieszczone tylko w rurze drugiego przejścia. Piec rurowy do krakowania według zastrzeżeń 1-4, w którym wspomniana rura promieniująca jest typu 4-1, a wspomniane takie człony, pierwszy, drugi, trzeci i czwarty, stanowią rury ze skręconą taśmą, umieszczone odpowiednio w rurach pierwszego przejścia i drugiego przejścia. 17 18 19 20 21





















Grupy dyskusyjne