SY/T 0538-2012
基本信息
标准号： SY/T 0538-2012
中文名称：管式加热炉规范
标准类别：石油天然气行业标准(SY)
标准状态：现行
出版语种：简体中文
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标准分类号
关联标准
出版信息
相关单位信息
标准简介
SY/T 0538-2012 管式加热炉规范
SY/T0538-2012
标准压缩包解压密码：www.bzxz.net
标准图片预览
标准内容
ICS75.180
备案号：37471—2012
中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T0538—2012
代替SY/T0538—2004
管式加热炉规范
Specification for tubular heater2012—08-23发布
国家能源局
2012—12—01实施
规范性引用文件
术语和定义
基础资料和炉型选择
设计基本规定
炉管系统
耐火和隔热
钢结构
钢烟肉、
燃烧器
烟风道和尾部烟道
灭火系统
仪表和附件管接头
控制、仪表和安全保护系统
工厂制造和安装
检查、检测和试验
出厂文件、铭牌、涂敷和运输
附录A（资料性附录）
附录B（资料性附录）
附录C（资料性附录）
参考文献
管式加热炉工艺计算方法
设备数据表
SY/T0538—2012
SY/T0538—2012
本标准按照GB/T1.1-2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。
本标准代替SY/T05382004《管式加热炉规范》。与SY/T0538-2004相比，除编辑性修改外，主要技术变化如下：
增加了部分术语和定义（见3.1，3.2，3.11，3.13，3.24，3.25，3.29，3.36，3.37)；增加了炉管内介质流动状态限制（见5.1.7)；修改了管内介质流速（见5.1.8，2004年版的5.11)；修改了炉体表面散热损失（见5.2.4，2004年版的5.7)：删除了管壁最小厚度计算公式（1）中“钢管厚度负偏差”项（见2004年版的6.1.2)；修改了部分炉管材料和标准（见6.2.2，2004年版的6.2.1修改了炉管外径尺寸系列（见6.2.5，2004年版的6.2.3；修改了180°弯头管心距（见6.4.7，2004年版的6,4.7）；增加了集合管的技术要求（见6.5.2）：删除了砖结构，
增加了复合衬里结构（见7.4)：增加了强制通风燃烧器中心线与炉管中心线距离（见102）：增加了控制、仪表和安全保护系统（见第15章）；增加了钢结构制造一般要求（见16.2.1)；删除了钢材矫正偏差表；
增加了现场安装（见16.5）；
修改了炉管压力试验（见17.4，2004年版的15.3）；增加了报价（见附录B）：
增加了设备数据表（见附录C)，本标准由石油工程建设专业标准化技术委员会提出并归口，本标准由中国石油天然气管道工程有限公司负责解释。本标准起草单位：中国石油天然气管道工程有限公司、中油管道机械制造有限责任公司、中国石化集团管道储运公司管道技术作业分公司。本标准主要起草人：王育民、郭磊、程晖、邹峰、钱志凡、王关祥、顾春琳、贾春桦、傅伟庆、尹晔昕、王小林、陈枫，孟庆鹏、崔成山、赵振兴、董征，刁福俊、赵树炳。本标准代替了SY/T0538-2004。
SY/T0538—2004的历次版本发布情况为：SY/T0538-1994:
-SY/T0539—1994。
1范围
管式加热炉规范
本标准规定了管式加热炉设计制造、检验与验收的基本要求。SY/T0538—2012
本标准适用于油气田和油气输送管道燃油、燃气管式炉的设计、制造、检验与验收。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB150.1150.4压力容器
GB/T983不锈钢焊条
GB3087低中压锅炉用无缝钢管
固定式钢梯及平台安全要求第1部分：钢直梯GB4053.2
GR/T5117
GB/T5118
GB9948
固定式钢梯及平台安全要求第2部分：钢斜梯固定式钢梯及平台安全要求第3部分：工业防护栏杆及钢平台非合金钢及组晶粒钢焊条
低合金铂焊条
石油裂化用无缝钢管
GB/T14957熔化焊用钢丝
GB50009
GB50011
GB50017
GB50051
GB50205
建筑结构荷载规范
建筑抗囊设计规范
钢结构设计规范
烟图设计规范
钢结构工程施工质量验收规范
NB/T47014
承压设备焊接工艺评定
NB/T47015压力容器焊接规程
压力容器涂敷与运输包装
JB/T4711
JB/T4730.1~4730.6承压设备无损检测SH3085
SH3086
SH3087
石油化工管式炉碳钢和铬钼钢炉管焊接技术条件石油化工管式炉钢结构工程及部件安装技术条件石油化工管式炉耐热钢铸件技术标准SH/T3114
SH/T3115
SH/T3128
SH/T3523
SY0031
石油化工管式炉耐热铸铁件工程技术条件石油化工管式炉轻质浇注料衬里工程技术条件般炼油装置火焰加热炉陶瓷纤维衬里石油化工铬镍奥氏体钢、铁镍合金和镍合金管道焊接规程石油工业用加热炉安全规程
SY/T0510
钢制对焊管件规范
SY/T0538—2012
TSGR0004固定式压力容幕安全技术监察规程特种设备无损检测人员考核与监督管理规则国质检锅【2003]248号3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1
业主owner
拥有产权的某公司，包括其代理人及其他被授权的代表。3.2
供货商supplier
为业主提供或生产设备/材料的公司或厂家。3.3
管式加热炉tubularheater
石油工业生产中用火焰通过炉管直接加热炉管中原油，天然气，水及其混合物等介质的专用设备，简称管式炉。
额定热负荷ratedduty
管式炉在额定运行条件下所达到的热负荷。3.5
设计热负荷design duty
额定热负荷与热负荷裕量之和，3.6
设计压力design pressure
炉管强度计算时所规定的计算压力。3.7
炉管设计金属温度designmetaltemperatureof tube用于设计的炉管金属温度或管壁温度，3.8
热效率thermalefficieney
总吸热量除以总输人热量，用百分比表示。3.9
ratedflowrate
额定流量
在额定运行条件下，被加热介质通过管式炉的质量或体积流率。3.10
最小流量minimumflowrate
管式炉能可靠运行的最小流率。3.11
炉膛温度furnacetemperature
烟气离开辐射室时的湿度。
exit flue gas temperature
排烟温度
离开最后传热面的烟气温度。
烟气露点温度fluegasdewlemperature在一定的压力下，烘气在冷的换热面上开始结露时的温度3.14
低热值lowerheatingvalue（LHV）SY/T0538—2012
燃料完全燃烧后，燃烧产物中的水蒸气仍以气态存在时的反应热，也称作净热值。3.15
辐射段radiant section
主要以辐射方式将热量传遵给炉管的炉子部分。3.16
对流段convection section
主要以对流方式将热量传遵给炉管的炉子部分。3.17
转油线
crossover
加热炉任何两组炉管段之间的连接管线。3.18
挡板damper
用调节烟气或空气的体积流率来改变阻力的部件3.19
抽力draft
在炉内任何一点测得的烟气负压值（真空度）。3.20
excessair coefficient
过剩空气系数
燃料燃烧时供给的空气量与理论空气量之比。3.21
扩面extendedsurface
在光管吸热表面上，增加翅片或钉头所提供的传热表面。3.22
烟气fluegas
包括过剩空气在内的燃烧产物。3.23
集合管manifold
把多程平行流体进行集中和分配的管室，也称作管汇。3.24
浇注衬里castable lining
浇注或喷涂到壁板上，形成一定硬度和形状的耐火隔热混凝土。3.25
陶瓷纤维
ceramic fiber
主要由二氧化硅和三氧化铝构成的纤维状耐火隔热材料。3.26
单层衬里monolithie lining
只有一层耐火材料组成的炉墙。3
SY/T0538-—2012
多层衬里multi-layerlining
由两层或两层以上相间类型耐火材料组成的炉墙。3.28
复合衬里multi-component lining由两层或多层不同类型耐火材料组成的炉墙。3.29
锚固件anchor
由金属或耐火材料制成的用来固定耐火或隔热材料的部件。3.30
吹灰器sootblower
用喷射蒸汽或空气及其他方式清除对流段吸热表面上积东的装置。3,31
管架或管板tube supporf or tubesheet用于支承炉管的部件。
volumetric heat release
体积热强度
放热量与辐射段的净体积（炉管和耐火隔墙除外）之比。3.33
炉管压力降tubepressuredrop
炉管人口端和出口端压力之差，净压头的影响除外。3.34
平均热流密度averageheatfluxdensity吸热量与炉管外表面面积之比。扩面管的平均热流密度以扩面的光管面积为准。3.35
空气加热器或空气预热器
客air heater or air preheater燃烧用空气通过烟气，蒸汽或其他介质加热的传热设备。3.36
压力设计规范prcssiuredesign code由业主指定或同意的公认的压力设计标准。3.37
结构设计规范structure-designcode钢结构设计标准或出业主同意的公认的结构设计标准。4基础资料和炉型选择
4.1基础资料
4.1.1被加热介质的组成、密度、比热容或比焙、特性因数（当介质为原油及石油产品时）、黏度、热导率等。
4.1.2被加热介质的流量（包括额定流量和最小流量），气化率，出人口处的操作温度、操作压力和充许压力降。
4.1.3燃料的种类、元素组分、温度、压力、密度、黏度及燃料油雾化剂的种类、温度和压力等；混烧时，液体燃科和气体燃料的比例。SY/T0538—2012
4.1.4使用地区的海拔高度、基本风压值、地震设防烈度、场地土类别、雪荷载及环竞空气温度等。4.1.5自动控制要求，
4.1.6环境保护、职业安全卫生及其他要求。4.2炉型选择
4.2.1不宜采用纯辐射型管式炉。4.2.2被加热介质易结焦或易堵时，宜采用水平管卧式圆筒管式炉或水平管八角箱型管式炉。4.2.3被加热介质为单相流，且要求压降小时，宜采用炉管为螺旋状的圆筒管式炉。4.2.4当建设场地受到严格限制时，宜选用立式圆筒管式炉。5设计基本规定
5.1工艺设计
5.1.1管式炉工艺计算可参照附录A进行。5.1.2设计热负荷宜取额定热负荷的1.1倍。5.1.3管式炉设计应使传热量分布均匀，多管程管式炉设计应使各管程水力学对称。5.1.4管式炉的设计应使管程数尽量少，炉管直径和管程数的选择应使介质流速合理和压力降在充许范围内。
5.1.5对于气化介质，每程从人口到出口应为单一流路。5.1.6辐射管表面平均热流密度应根据设计经验确定。当被加热介质为原油、单面辑射、管心距为2倍管子公称直径的单排管时，辐射管表面平均热流密度为22kW/m*-28kW/m。5.1.7辐射段和对流段的任何炉管，管内介质的流动状态不宜出现层流区。5.1.8管内介质的质量流速宜为1290kg/（m，s）~2400kg/（m，s），在最小流量下，管内介质的质量流速不宜低于980kg/（mz：s）。5.1.9炉管内膜结垢热阻M，当被加热介质为脱水原油、温度小于260℃、流速大丁或等于1150kg（m2-s）时，可取0.000516m2+K/W。炉管外膜结垢热阻Ms，燃油时可取0.0086m2.K/W；当采取有效吹灰措施时，可取0.0043m2，K/W。5.2燃烧设计
5.2.1燃烧器热负荷规定裕量并不表示允许加热炉在高于额定热负荷下操作。5.2.2管式炉热效率宜按下列要求确定（不包括纯辐射型管式炉）：a）管式炉的设计热效率n：
1）设计热负荷小于2500kW时，n85%；2）设计热负荷大于或等于2500kW时，n290%。b）管式炉的保证热效率可比设计热效率低1%～2%注：保证热效率系指所设计的警式护在生产运行一年内，按设计条件能达到的实际热效率。5.2.3过剩空气系数a宜按下列要求确定：a）白然通风燃气式燃烧器a=1.20。b）自然通风燃油式燃烧器a=1.25。c）强制送风燃气式燃烧器a=1.15。强制送风燃油式燃烧器a=1.20。d
5.2.4管式炉炉体表面散热损失根据占总输入热量的百分率确定：无空气预热系统时，不应大于1.5%：有空气预热系统时，不应大于2.5%。5
SY/T0538-2012
5.2.5设计热负荷下的体积热强度，燃油时不应超过125kW/m，燃气时不应超过165kW/m5.2.6排烟湿度应确保尾部换热面金属表面温度高于烟气露点温度，防止加热炉尾部换热面的露点腐蚀。当燃料中的含硫量大于0.1%，且在设计参数、结构或选材上缺乏有效的防止露点腐蚀措施时，尾部换热面最低金属表面温度不应低于图1的数值。200
5.3机械设计
燃料合硫量（质量分数），%
图1燃料含硫量与最低金属表面温度的关系5.0
5.3.1应根据规定的操作条件，包括如蒸汽一空气清灰（清焦）时短期条件，考虑热膨胀间题。5.3.2对流段炉管及空气预热器管排布置时应考虑吹灰器、水洗或吹扫喷枪的安装空间。5.3.3如果采用重质然料油，对流段或空气预热器应配设吹灰器。采用轻质燃料油，除非业主另有规定，否则不配设吹灰器。
5.3.4当管式炉采用空气预热器时，应有防止烟气露点腐蚀的措施。5.3.5圆筒炉最大高径比（h/d）宜为2.75，其中为为耐火层内表面辐射段净高或净长，d为炉管节圆直径。
5.3.6除另有规定外，底烧加热炉从地面到燃烧器风箱或调风器的最小净空距离为2m。5.3.7遮蔽段至少应为2排光管，6炉管系统
6.1炉管壁厚
6.1.1炉管设计寿命应采用100000h。6.1.2管壁最小厚度应按公式（1）计算：.D.
Sa=2Tay+p
式中：
Sm管壁最小厚度，mm;
p——设计压力（不应小于1.6MPa)，MPa+D——炉管外径，mmz
[o设计温度下炉管的许用应力，MPa；C腐蚀裕量，mm。
SY/T0538—2012
6.1.3炉管腐蚀裕量应根据所选炉管材料的离蚀速率和设计寿命按公式（2）计算：如无腐蚀速率数据时，可按表1选取。
C=r·La
式中：
腐链速率，mm/年，
设计寿命，年。
表1腐蚀裕量
炉管材料
锦钼合金钢
奥氏体不锈钢
管壁设计温度应按下列公式计算：6.1.4
ta=th+to
tm=t+Atr+Ate+ Arw
Atr=gr
At = In: S( D.
Az=Im.S( D.
qn-F..FfFra.+qe
式中：
管壁设计温度，：
管壁最高温度，℃
温度裕度（不应小于15℃），℃；管内介质平均温度，C
通过流体膜的温差，C：
通过焦层或垢层的温差，℃；
通过管壁的温差，℃
炉管外表面最高热流密度，W/m，管内流体传热系数，w（m2：℃)：炉管外径，m：
管内径：m
度蚀裕量C，mm
SY/T0538-2012
焦层或垢层的厚度（对易结焦的炉子，S。可取0.003m），m:焦层或垢层的热导率，W/（m·℃)；管壁金属的热导率，W/（m·℃）；管壁平均厚度，m,
炉管周向辐射热流密度变化因数，查图2；炉管纵向辐射热流密度变化因数（对短宽炉膛取1.0，对狭长炉膛取1.5)；管壁金属温度对辐射热流密度的影响因数；炉管外表面平均辐射热流密度，W/m：辐射段炉管外表面平均对流热流密度，W/m：辐射段烟气平均温度，K；
计算点管壁金属温度，K：
辐射段管壁金属平均湿温度，K。4.0
管心距/管外径
1一双排管三角形排列，一面箱射，一面反射：2一双排管双面辐射，排心距两倍直径（管于等距离）；3一单排管，一面辐射，一面反射，4一单排管，双面辐射注：本图适用于管子中心距时火墙距离为1.5倍普径，未考虑炉管的对流传热，图2炉管周向辐射热流密度变化因数6.1.5
常用炉管许用应力按表2选用。
表2常用炉管许用应力
钢管标准
GB9948
GB9948
使用状态
在下列温度（℃）下的许用应力，MPa1001502002503003504004254504755005255505756006256506757001211510898
898275
≥16-3011711110595
1471401
108/98
≥16~301401331241111
12CrMo
15CrMc
ICr5Mo
1Cr19N9
NitiNb
钢管标准
GB9948
GB9948
GB9948
GB9948
GB9948
使用状态
正火加回火
正火加回火
>16~30
表2 (续)
SY/T0538—2012
在下列温度（C）下的许用应力，MPa10015020025030035040042545047550052555057560062565067570612111510810195888280797774501171110598918579
14013112411710810195
>16~30
1331241171111039791898
11711110810510198
868558
1530111105101989591888685826228
1141039690858279
注1：本表摘自GB150.2-2011，钢管许用应力。46
747371676252423227
注2：按GB150.2—2011的规定，许月应力值为材料各项强度（抗拉强度，屈服强度及断裂持久强度等）指标分别除以相应的安全系数，取其最小值。注3：碳钢的螺变温度约为425℃，低合金钢的端变温度约为500℃，不锈钢的蜻变温度约为590℃。6.1.6炉管最小壁厚采用值（包括腐蚀裕量）不应小于表3的规定，表3炉管最小壁厚
炉管外径bZxz.net
6.2炉管材料
碳钢、铬钼钢炉管
单位为毫米
奥氏体不锈钢炉管
6.2.1炉管材料应根据设计压力、管壁设计温度和工作介质合理选用，并考虑所选炉管端变温度的影响。
6.2.2常用炉管材料应符合GB9948或业主同意的与其相当的标准的规定。炉管材料的最高使用温度应符合表4的规定。
6.2.3当炉管中被加热炉介质为水，且炉管试验压力小于或等于10MP时，炉管材料可选用不低于GB3087中的20无缝管
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备案号：37471—2012
中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T0538—2012
代替SY/T0538—2004
管式加热炉规范
Specification for tubular heater2012—08-23发布
国家能源局
2012—12—01实施
规范性引用文件
术语和定义
基础资料和炉型选择
设计基本规定
炉管系统
耐火和隔热
钢结构
钢烟肉、
燃烧器
烟风道和尾部烟道
灭火系统
仪表和附件管接头
控制、仪表和安全保护系统
工厂制造和安装
检查、检测和试验
出厂文件、铭牌、涂敷和运输
附录A（资料性附录）
附录B（资料性附录）
附录C（资料性附录）
参考文献
管式加热炉工艺计算方法
设备数据表
SY/T0538—2012
SY/T0538—2012
本标准按照GB/T1.1-2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。
本标准代替SY/T05382004《管式加热炉规范》。与SY/T0538-2004相比，除编辑性修改外，主要技术变化如下：
增加了部分术语和定义（见3.1，3.2，3.11，3.13，3.24，3.25，3.29，3.36，3.37)；增加了炉管内介质流动状态限制（见5.1.7)；修改了管内介质流速（见5.1.8，2004年版的5.11)；修改了炉体表面散热损失（见5.2.4，2004年版的5.7)：删除了管壁最小厚度计算公式（1）中“钢管厚度负偏差”项（见2004年版的6.1.2)；修改了部分炉管材料和标准（见6.2.2，2004年版的6.2.1修改了炉管外径尺寸系列（见6.2.5，2004年版的6.2.3；修改了180°弯头管心距（见6.4.7，2004年版的6,4.7）；增加了集合管的技术要求（见6.5.2）：删除了砖结构，
增加了复合衬里结构（见7.4)：增加了强制通风燃烧器中心线与炉管中心线距离（见102）：增加了控制、仪表和安全保护系统（见第15章）；增加了钢结构制造一般要求（见16.2.1)；删除了钢材矫正偏差表；
增加了现场安装（见16.5）；
修改了炉管压力试验（见17.4，2004年版的15.3）；增加了报价（见附录B）：
增加了设备数据表（见附录C)，本标准由石油工程建设专业标准化技术委员会提出并归口，本标准由中国石油天然气管道工程有限公司负责解释。本标准起草单位：中国石油天然气管道工程有限公司、中油管道机械制造有限责任公司、中国石化集团管道储运公司管道技术作业分公司。本标准主要起草人：王育民、郭磊、程晖、邹峰、钱志凡、王关祥、顾春琳、贾春桦、傅伟庆、尹晔昕、王小林、陈枫，孟庆鹏、崔成山、赵振兴、董征，刁福俊、赵树炳。本标准代替了SY/T0538-2004。
SY/T0538—2004的历次版本发布情况为：SY/T0538-1994:
-SY/T0539—1994。
1范围
管式加热炉规范
本标准规定了管式加热炉设计制造、检验与验收的基本要求。SY/T0538—2012
本标准适用于油气田和油气输送管道燃油、燃气管式炉的设计、制造、检验与验收。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB150.1150.4压力容器
GB/T983不锈钢焊条
GB3087低中压锅炉用无缝钢管
固定式钢梯及平台安全要求第1部分：钢直梯GB4053.2
GR/T5117
GB/T5118
GB9948
固定式钢梯及平台安全要求第2部分：钢斜梯固定式钢梯及平台安全要求第3部分：工业防护栏杆及钢平台非合金钢及组晶粒钢焊条
低合金铂焊条
石油裂化用无缝钢管
GB/T14957熔化焊用钢丝
GB50009
GB50011
GB50017
GB50051
GB50205
建筑结构荷载规范
建筑抗囊设计规范
钢结构设计规范
烟图设计规范
钢结构工程施工质量验收规范
NB/T47014
承压设备焊接工艺评定
NB/T47015压力容器焊接规程
压力容器涂敷与运输包装
JB/T4711
JB/T4730.1~4730.6承压设备无损检测SH3085
SH3086
SH3087
石油化工管式炉碳钢和铬钼钢炉管焊接技术条件石油化工管式炉钢结构工程及部件安装技术条件石油化工管式炉耐热钢铸件技术标准SH/T3114
SH/T3115
SH/T3128
SH/T3523
SY0031
石油化工管式炉耐热铸铁件工程技术条件石油化工管式炉轻质浇注料衬里工程技术条件般炼油装置火焰加热炉陶瓷纤维衬里石油化工铬镍奥氏体钢、铁镍合金和镍合金管道焊接规程石油工业用加热炉安全规程
SY/T0510
钢制对焊管件规范
SY/T0538—2012
TSGR0004固定式压力容幕安全技术监察规程特种设备无损检测人员考核与监督管理规则国质检锅【2003]248号3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1
业主owner
拥有产权的某公司，包括其代理人及其他被授权的代表。3.2
供货商supplier
为业主提供或生产设备/材料的公司或厂家。3.3
管式加热炉tubularheater
石油工业生产中用火焰通过炉管直接加热炉管中原油，天然气，水及其混合物等介质的专用设备，简称管式炉。
额定热负荷ratedduty
管式炉在额定运行条件下所达到的热负荷。3.5
设计热负荷design duty
额定热负荷与热负荷裕量之和，3.6
设计压力design pressure
炉管强度计算时所规定的计算压力。3.7
炉管设计金属温度designmetaltemperatureof tube用于设计的炉管金属温度或管壁温度，3.8
热效率thermalefficieney
总吸热量除以总输人热量，用百分比表示。3.9
ratedflowrate
额定流量
在额定运行条件下，被加热介质通过管式炉的质量或体积流率。3.10
最小流量minimumflowrate
管式炉能可靠运行的最小流率。3.11
炉膛温度furnacetemperature
烟气离开辐射室时的湿度。
exit flue gas temperature
排烟温度
离开最后传热面的烟气温度。
烟气露点温度fluegasdewlemperature在一定的压力下，烘气在冷的换热面上开始结露时的温度3.14
低热值lowerheatingvalue（LHV）SY/T0538—2012
燃料完全燃烧后，燃烧产物中的水蒸气仍以气态存在时的反应热，也称作净热值。3.15
辐射段radiant section
主要以辐射方式将热量传遵给炉管的炉子部分。3.16
对流段convection section
主要以对流方式将热量传遵给炉管的炉子部分。3.17
转油线
crossover
加热炉任何两组炉管段之间的连接管线。3.18
挡板damper
用调节烟气或空气的体积流率来改变阻力的部件3.19
抽力draft
在炉内任何一点测得的烟气负压值（真空度）。3.20
excessair coefficient
过剩空气系数
燃料燃烧时供给的空气量与理论空气量之比。3.21
扩面extendedsurface
在光管吸热表面上，增加翅片或钉头所提供的传热表面。3.22
烟气fluegas
包括过剩空气在内的燃烧产物。3.23
集合管manifold
把多程平行流体进行集中和分配的管室，也称作管汇。3.24
浇注衬里castable lining
浇注或喷涂到壁板上，形成一定硬度和形状的耐火隔热混凝土。3.25
陶瓷纤维
ceramic fiber
主要由二氧化硅和三氧化铝构成的纤维状耐火隔热材料。3.26
单层衬里monolithie lining
只有一层耐火材料组成的炉墙。3
SY/T0538-—2012
多层衬里multi-layerlining
由两层或两层以上相间类型耐火材料组成的炉墙。3.28
复合衬里multi-component lining由两层或多层不同类型耐火材料组成的炉墙。3.29
锚固件anchor
由金属或耐火材料制成的用来固定耐火或隔热材料的部件。3.30
吹灰器sootblower
用喷射蒸汽或空气及其他方式清除对流段吸热表面上积东的装置。3,31
管架或管板tube supporf or tubesheet用于支承炉管的部件。
volumetric heat release
体积热强度
放热量与辐射段的净体积（炉管和耐火隔墙除外）之比。3.33
炉管压力降tubepressuredrop
炉管人口端和出口端压力之差，净压头的影响除外。3.34
平均热流密度averageheatfluxdensity吸热量与炉管外表面面积之比。扩面管的平均热流密度以扩面的光管面积为准。3.35
空气加热器或空气预热器
客air heater or air preheater燃烧用空气通过烟气，蒸汽或其他介质加热的传热设备。3.36
压力设计规范prcssiuredesign code由业主指定或同意的公认的压力设计标准。3.37
结构设计规范structure-designcode钢结构设计标准或出业主同意的公认的结构设计标准。4基础资料和炉型选择
4.1基础资料
4.1.1被加热介质的组成、密度、比热容或比焙、特性因数（当介质为原油及石油产品时）、黏度、热导率等。
4.1.2被加热介质的流量（包括额定流量和最小流量），气化率，出人口处的操作温度、操作压力和充许压力降。
4.1.3燃料的种类、元素组分、温度、压力、密度、黏度及燃料油雾化剂的种类、温度和压力等；混烧时，液体燃科和气体燃料的比例。SY/T0538—2012
4.1.4使用地区的海拔高度、基本风压值、地震设防烈度、场地土类别、雪荷载及环竞空气温度等。4.1.5自动控制要求，
4.1.6环境保护、职业安全卫生及其他要求。4.2炉型选择
4.2.1不宜采用纯辐射型管式炉。4.2.2被加热介质易结焦或易堵时，宜采用水平管卧式圆筒管式炉或水平管八角箱型管式炉。4.2.3被加热介质为单相流，且要求压降小时，宜采用炉管为螺旋状的圆筒管式炉。4.2.4当建设场地受到严格限制时，宜选用立式圆筒管式炉。5设计基本规定
5.1工艺设计
5.1.1管式炉工艺计算可参照附录A进行。5.1.2设计热负荷宜取额定热负荷的1.1倍。5.1.3管式炉设计应使传热量分布均匀，多管程管式炉设计应使各管程水力学对称。5.1.4管式炉的设计应使管程数尽量少，炉管直径和管程数的选择应使介质流速合理和压力降在充许范围内。
5.1.5对于气化介质，每程从人口到出口应为单一流路。5.1.6辐射管表面平均热流密度应根据设计经验确定。当被加热介质为原油、单面辑射、管心距为2倍管子公称直径的单排管时，辐射管表面平均热流密度为22kW/m*-28kW/m。5.1.7辐射段和对流段的任何炉管，管内介质的流动状态不宜出现层流区。5.1.8管内介质的质量流速宜为1290kg/（m，s）~2400kg/（m，s），在最小流量下，管内介质的质量流速不宜低于980kg/（mz：s）。5.1.9炉管内膜结垢热阻M，当被加热介质为脱水原油、温度小于260℃、流速大丁或等于1150kg（m2-s）时，可取0.000516m2+K/W。炉管外膜结垢热阻Ms，燃油时可取0.0086m2.K/W；当采取有效吹灰措施时，可取0.0043m2，K/W。5.2燃烧设计
5.2.1燃烧器热负荷规定裕量并不表示允许加热炉在高于额定热负荷下操作。5.2.2管式炉热效率宜按下列要求确定（不包括纯辐射型管式炉）：a）管式炉的设计热效率n：
1）设计热负荷小于2500kW时，n85%；2）设计热负荷大于或等于2500kW时，n290%。b）管式炉的保证热效率可比设计热效率低1%～2%注：保证热效率系指所设计的警式护在生产运行一年内，按设计条件能达到的实际热效率。5.2.3过剩空气系数a宜按下列要求确定：a）白然通风燃气式燃烧器a=1.20。b）自然通风燃油式燃烧器a=1.25。c）强制送风燃气式燃烧器a=1.15。强制送风燃油式燃烧器a=1.20。d
5.2.4管式炉炉体表面散热损失根据占总输入热量的百分率确定：无空气预热系统时，不应大于1.5%：有空气预热系统时，不应大于2.5%。5
SY/T0538-2012
5.2.5设计热负荷下的体积热强度，燃油时不应超过125kW/m，燃气时不应超过165kW/m5.2.6排烟湿度应确保尾部换热面金属表面温度高于烟气露点温度，防止加热炉尾部换热面的露点腐蚀。当燃料中的含硫量大于0.1%，且在设计参数、结构或选材上缺乏有效的防止露点腐蚀措施时，尾部换热面最低金属表面温度不应低于图1的数值。200
5.3机械设计
燃料合硫量（质量分数），%
图1燃料含硫量与最低金属表面温度的关系5.0
5.3.1应根据规定的操作条件，包括如蒸汽一空气清灰（清焦）时短期条件，考虑热膨胀间题。5.3.2对流段炉管及空气预热器管排布置时应考虑吹灰器、水洗或吹扫喷枪的安装空间。5.3.3如果采用重质然料油，对流段或空气预热器应配设吹灰器。采用轻质燃料油，除非业主另有规定，否则不配设吹灰器。
5.3.4当管式炉采用空气预热器时，应有防止烟气露点腐蚀的措施。5.3.5圆筒炉最大高径比（h/d）宜为2.75，其中为为耐火层内表面辐射段净高或净长，d为炉管节圆直径。
5.3.6除另有规定外，底烧加热炉从地面到燃烧器风箱或调风器的最小净空距离为2m。5.3.7遮蔽段至少应为2排光管，6炉管系统
6.1炉管壁厚
6.1.1炉管设计寿命应采用100000h。6.1.2管壁最小厚度应按公式（1）计算：.D.
Sa=2Tay+p
式中：
Sm管壁最小厚度，mm;
p——设计压力（不应小于1.6MPa)，MPa+D——炉管外径，mmz
[o设计温度下炉管的许用应力，MPa；C腐蚀裕量，mm。
SY/T0538—2012
6.1.3炉管腐蚀裕量应根据所选炉管材料的离蚀速率和设计寿命按公式（2）计算：如无腐蚀速率数据时，可按表1选取。
C=r·La
式中：
腐链速率，mm/年，
设计寿命，年。
表1腐蚀裕量
炉管材料
锦钼合金钢
奥氏体不锈钢
管壁设计温度应按下列公式计算：6.1.4
ta=th+to
tm=t+Atr+Ate+ Arw
Atr=gr
At = In: S( D.
Az=Im.S( D.
qn-F..FfFra.+qe
式中：
管壁设计温度，：
管壁最高温度，℃
温度裕度（不应小于15℃），℃；管内介质平均温度，C
通过流体膜的温差，C：
通过焦层或垢层的温差，℃；
通过管壁的温差，℃
炉管外表面最高热流密度，W/m，管内流体传热系数，w（m2：℃)：炉管外径，m：
管内径：m
度蚀裕量C，mm
SY/T0538-2012
焦层或垢层的厚度（对易结焦的炉子，S。可取0.003m），m:焦层或垢层的热导率，W/（m·℃)；管壁金属的热导率，W/（m·℃）；管壁平均厚度，m,
炉管周向辐射热流密度变化因数，查图2；炉管纵向辐射热流密度变化因数（对短宽炉膛取1.0，对狭长炉膛取1.5)；管壁金属温度对辐射热流密度的影响因数；炉管外表面平均辐射热流密度，W/m：辐射段炉管外表面平均对流热流密度，W/m：辐射段烟气平均温度，K；
计算点管壁金属温度，K：
辐射段管壁金属平均湿温度，K。4.0
管心距/管外径
1一双排管三角形排列，一面箱射，一面反射：2一双排管双面辐射，排心距两倍直径（管于等距离）；3一单排管，一面辐射，一面反射，4一单排管，双面辐射注：本图适用于管子中心距时火墙距离为1.5倍普径，未考虑炉管的对流传热，图2炉管周向辐射热流密度变化因数6.1.5
常用炉管许用应力按表2选用。
表2常用炉管许用应力
钢管标准
GB9948
GB9948
使用状态
在下列温度（℃）下的许用应力，MPa1001502002503003504004254504755005255505756006256506757001211510898
898275
≥16-3011711110595
1471401
108/98
≥16~301401331241111
12CrMo
15CrMc
ICr5Mo
1Cr19N9
NitiNb
钢管标准
GB9948
GB9948
GB9948
GB9948
GB9948
使用状态
正火加回火
正火加回火
>16~30
表2 (续)
SY/T0538—2012
在下列温度（C）下的许用应力，MPa10015020025030035040042545047550052555057560062565067570612111510810195888280797774501171110598918579
14013112411710810195
>16~30
1331241171111039791898
11711110810510198
868558
1530111105101989591888685826228
1141039690858279
注1：本表摘自GB150.2-2011，钢管许用应力。46
747371676252423227
注2：按GB150.2—2011的规定，许月应力值为材料各项强度（抗拉强度，屈服强度及断裂持久强度等）指标分别除以相应的安全系数，取其最小值。注3：碳钢的螺变温度约为425℃，低合金钢的端变温度约为500℃，不锈钢的蜻变温度约为590℃。6.1.6炉管最小壁厚采用值（包括腐蚀裕量）不应小于表3的规定，表3炉管最小壁厚
炉管外径bZxz.net
6.2炉管材料
碳钢、铬钼钢炉管
单位为毫米
奥氏体不锈钢炉管
6.2.1炉管材料应根据设计压力、管壁设计温度和工作介质合理选用，并考虑所选炉管端变温度的影响。
6.2.2常用炉管材料应符合GB9948或业主同意的与其相当的标准的规定。炉管材料的最高使用温度应符合表4的规定。
6.2.3当炉管中被加热炉介质为水，且炉管试验压力小于或等于10MP时，炉管材料可选用不低于GB3087中的20无缝管
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