Рассмотрена задача модернизации многокамерной трубчатой печи установки гидроочистки прямогонного бензина с целью снижения вероятности прогара труб змеевиков из-за перегрева и коксообразования. Предварительный поиск наиболее вероятных зон перегрева был осуществлен ранее путем проведения численного эксперимента с использованием программного комплекса Flow Vision. Для снижения коксообразования и, соответственно, повышения надежности работы печи необходимо обеспечить равномерность полей температур, скоростей и интенсивностей перемешивания в межтрубном пространстве радиационных камер печи. С целью устранения застойных зон рекомендуется изменить конфигурацию газового канала радиантных камер, создав в зоне горелок участок расширения газохода, а в зоне выхода – участок сужения. Подобную конфигурацию можно обеспечить, например, заложив огнеупорным кирпичом углы радиантных камер. Крайние (наиболее удаленные от горелок) 3–4 витка змеевиков при этом необходимо выполнить более компактными, расположив вертикальные ветви труб ближе друг к другу. Кроме того, для выравнивания полей скоростей в камере рекомендуется установить отбойную перегородку напротив горелок. Место установки отбойной перегородки – в конце участка расширения, ее длина – 0,3–0,4 от ширины камеры. Результаты численного моделирования радиантной камеры с измененной геометрией газового канала показали существенное выравнивание полей скоростей и температур по объему, значительное снижение максимальных значений температуры на крайних змеевиках, что существенно снижает вероятность отказа печи из-за прогара труб.

The problem of modernization of a multi-chamber tube furnace of a straight-run gasoline hydrotreating unit is considered in order to reduce the probability of burnout of coil pipes due to overheating and coke formation. A preliminary search for the most likely overheating zones was carried out earlier by conducting a numerical experiment using the Flow Vision software package. To reduce coke formation and, consequently, increase the reliability of the furnace, it is necessary to ensure uniformity of the temperature fields, speeds and mixing intensities in the inter-tube space of the furnace’s radiation chambers. To eliminate stagnant zones it is recommended to change the configuration of the radiant cameras gas channel, creating in the zone of burners the extension portion of the duct, and in the area of the constriction. Such a configuration can be provided, for example, by laying a fire brick on the corners of the radiant chambers. The extreme (most distant from the burners) 3-4 items of coils should be made more compact, placing the vertical branches of the pipes closer to each other. In addition, to align the velocity fields in the chamber, it is recommended to install a breakout partition in front of the burners. The place of installation of the breakout partition is at the end of the extension section, its length is 0.3-0.4 of the width of the chamber. The results of numerical simulation of a radiant chamber with a modified gas channel geometry showed a significant alignment of the velocity and temperature fields by volume, a significant decrease in the maximum temperature values at the extreme coils, which significantly reduces the probability of furnace failure due to pipe burnout.