SY/T 0539-1994 管式加热炉设计技术规定 SY/T0539-1994 标准下载解压密码：www.bzxz.net

中华人民共和国行业标准
该标准经清理整顿后转为石油天然气行业标准，标准号为：SY/T0539-94，特此说明。ZB E97 00290
管式加热炉设计技术规定
1990-02-27发布
1990-07-01实施
主题内容与适川范围
引用标准
某础数起和炉型选择
-般规定
能革平衡和热效率
钢结构
钢烟菌和烟风道
燃烧器
管式剂热炉工艺算方法(参考件)次
1、主题内容与适用范围
中华人民共和国行业标准
管式加热炉设计技术规定
ZB E97 002—90
本标摊规定了管式加热炉（以下简称管式护）设计的基本要求。士要内容包括一般规定、能量平衡和热效率，钢结构、炉管、钢烟窗和烟风道、燃烧器、配件、炉衬和接头。本标准适川油山和长输管道以原油或天然气为燃料的管式加热炉的设计，2引用标准
GB2.587热设备能量平衡通则
GBJ17钢结构设计规范
GBI建筑结构荷载规范
GBJ11避筑抗震设让规范
GB 4053.1 E
固定式钢点梯
GB 4053.3
同定式钢斜梯
周定式1业防护栏杆
GB4053.4固定式工业钢平台
粘十质耐水砖
GB 4415
GB3003
普通硅酸铝耐火红维毡
SYJ31台询工业用如热炉安全规定ZBE97003石油工业加热炉型式与基本参数SY7505加热炉热7测试方法
SY7510钢制对焊普件
SHJ 1043
炼油！管式加热炉耐热球墨铸铁件工程技不条件SHJ1045炼油厂管式加热炉高铝水泥陶粒蛭石轻质耐热衬型工程技术条件3术语
3.1管式加热炉
指石油工业兰产中用火焰直接加热管内油、气、水介质的专用设备。3.2额定流量
在正常运行条件下，被加热介质通过管式炉的质量或体积流量。3.3额定热负荷
普式在被加热介质额定流量和给定温升下所达到的热负荷。3.4最小流量
指管式灿能经济可堂地运行的最小流量。3.5耐热衬里
耐火材料托隔热材料构成的管式炉衬里的总称。管式炉常用的耐热衬里有：高铝水泥、、率按定比例深合浇江的轻质耐热衬里和普通础酸铝而火纤维毡、矿渣棉（岩）构成的特轻型耐热衬里。
中华人民共和国能源部1990-0227批准1990-07-01实施
4基础数据和炉型选择
4.1基础数据
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设计管式州熟炉时：需具备下列主要数据：a，被加热介质的组成、相对密度、比烨、粘度热导率、特性因素（当介质为原油发石油产品时）、介质额定流量和最小流量；b，被加热介质在进平口处的惯作温度、换作玉方和最品操作压力：被加热介质通过管式炉的允许压力降，d.
燃料的种类、组成、低（位）发热量、温度、压力、相对密度和粘度：燃料油雾化方式、温度和压力：e
对管式炉运行监控的要求：
使用地区的风荷载，雪尚载、人温度和压力地囊烈度、场地「类别；
i环境保护要求其他数据、
4.2炉型选择
4,2,1炉型选择应符合ZB97 003的婴求在泄见工艺要求手生产安会的前提下，应优光选田结构简单，经济实用并便于施工和生产管理的炉型。
4.2.2管式加热炉设计采用新技术时，必须遵守SYJ31中策1.0.4条的要求。4.2.3除特殊储外：不得采用纯辐射型管式加热炉，4.2.4当管内被加热原油穿易结焦或堵寒，要求管系利月自身液位差持空时，宜选用炉管水平非列的卧式筒管式加热炉护
4.2.5当建设场地受到严格限制时，宜选用立式圆筒管式加热炉。4.2.6热负荷不大于500nkW的管式炉，宜采用快装管式炉：热负荷本于5000kW的宜采用现场组装的管式炉。
5一般规定
5.1工艺
5.1.1管式炉热负荷的确定应以ZBE97(03山热负荷系列为依据。5.1.2管式灿1艺计竹可参照附录A（参考件）进行5.1.3宽式炉的设计应使热量分配均匀。对多管程的管式炉，各管程的水力参数和热力参数均应柜近。
5.1.4对式炉炉管直径和程的选择和排列，应以允许力降为基准加以确定。5.1.5辐射立均表面热流密度，通常应根据单非管、管心蹈为两倍公称直径考虑。对第-一排迹蔽管的平岛表的热漩密度，成按辐射管处理。5.1.6辐射管率均表印热流密度在设山：还常根据经验数摄珙用。当被加热介质为原油时，常用管式坑辐射管平均表而热流密度约为24~28kW/m2000)~24000kcal／m2.hl5.1.7为防止偏流，对流管内冷汕流速在最小流量下应识其1.0～1.2m／s：超过4管程时取1.2m/ s.
51.8管内摸结垢热绝缘系数M：当被加热介质为脱水原泪、温度小于260C、疏速大于或等1.3m／s，敢0.000516m2，／w、炉外膜结垢热绝缘系数M,，燃池时：取0.0086m2，K／W；燃~或燃油并采取有效吹炭措施时，最0.0043m·K/W。5.1.9设计热效率应接主要燃料的低（位）发热量计算。当采用接法计弹热效率时，表面散热ZB E97 002-90
火的取值，光空预热系统，取2%，；有空气预热系统，取3%5.1.10计算自然通风操作管式炉的热效率时，过剩空气蒸数应采用如下数值自然适风燃气时，1.20；
自然通风燃油时，1.25
计算强制通风拽作管式炉的热效率时，过剩空气系数应采用如下数值：强制道风燃气肘，1.15:
强制掘风燃油时，1.20。
5.1.11管式炉体积热强度，在燃油时不得超过124kW/m2（106G00kcal/m2：h)；使用气体燃料时不得超过 165kW / m(142 000kcal/ m2·h)5.1.12设计免压管式炉，应免辑射段和对流段的交接处在设计的过剩空气量和最大放热量条件下保持0.02kPa（2mm水柱的负压
5.1.13决定排烟温度，不仅应考虑燃料含硫量的高低，还应考患热负荷降低对排烟温度的影响。当被加热介质进炉温度太低，导致炉替表面温度低于烟气露点时、应灭取适当措施，防止产生低温腐蚀。
5.1.14烟阅内的烟气流速可采用下死数值；自然适风时，可来用8一1Um/s，左不得小于3m/s.a
h，机引风时，可采用12～20m/s，且不得小于 5m/s：5.1.15采历白然风的管式炉，应使烟肉灿力大于炉内烟气流程总阻力，其裕量绝对值不得超过5mm水柱。
5.1.16烟窗高度除满足.上述要求外，还应符合国家或地区“三魔”排放标准的有关规定。5.2结构
5.2.1受热构件的热应力应在结构设计中加以考虑，5.2.2
采用钉头管或翅片管的对流段，当使用液体燃料时必须装设吹灰器或采取其他有效清灰措施。
立式园简营式炉的高径比应不大于2.75对流段买用钉头管或翅片管时，邀蔽管至少应有2排采用光管。5.2.4
5.2.5对流段宜采川折流体或折流板防止烟气的不均与流动，5.2.6立式圆筒管式炉燃烧器风箱或调风器至地面的最小问距应不小于2m，5.2.71
辐射管中心线距炉壁的最小距离为管子公称直径的1倍或1.5倍，且不得小于10km。5.2.8管式炉的结构和尺寸应便于构件的修复或更换。对易损构件宜采用螺栓连接，5.3技术经济评价
5.3.1对管式炉进行的技术经济评价：应包括安全性，经济性、可靠性和适用性等吗个方面的内容。
5.3.2此进行下列安企性价：
a：是否执行了SYI31和本技术规定：b。工艺计笔内容足否齐全、准确：C。监测仪表和安全保扩措施是否齐企、可靠。5.3.3应进行下列经济性评价：
温。热效率，有辅机时应将辅机的能耗计节在内；b.单位热负荷耗钢量；
。单位热负荷造价
5.3.4 应过行下列可掌性评价
a。设计运行期；
b。设债川游命。
5.3.5应进行下列适用性评价：
a对输革变化的适应能尔
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b。对被加热介质组成或性质变化的适应能力：c．便于操作到维修。
能量平衡和热效率
6.1管式护的能量7衡应符合GB2587的规定6.2能量平衡体系的划分，应将与热效必有关的能最输人利能量输出项Ⅱ包括在内。本体系中何收使用的能量应包括在沐系范围之内。6.3热效率应综合考虑以下于要闪素，并通过训算加以仰a.被加热介质的进出炉温度；
b.燃料中的含硫量；
c．排灿混度：
d。卒气温度和过剩中气系数。
6.4热效率的计算应按SY7505的规定行，7钢结构
7.1管式炉钢结构通带包括炉体、纲架及其附属的梯子、平台、雨棚等部件。7.2钢结构设计应在满足工艺要求和炉型结构要求的前提下，从材料供应和施.工条件的实际情况出发，合理选月材料缩构，使钢结构具有安全性、适用性和耐久性7.3管式炉射结构设计应符合GBJ7和GBJ9的有关规定7.4钢结构设计，其荷载至少应考虑恒载、风荷载、地震荷载、活荷载和温度荷载，7.5结构设计中各种荷载的组合应符合下列规定：a．杭载与风荐载组介时，取100%。b地表荷载与恒载组会时：各取100%。℃地震荷载与风荷载红台时，地震荷载取100%，风荷载取25%d，计算地震苟载时，不考活荷载。e．除设炉项雨榭和操化拥时应考雪荷载外：计算炉体翔架时，不考虑雪荷载。f刘式炉钢架：还应考虑十平均溢度差，在钢架主梁上产牛的温度应力以及由下平均温度差使卡梁产生线伸长并使与其相连的立相产生线位移前引起的空山应！，均温差：应根据实测或理论计算确是。无计算数据时：宜接40℃选表应取能产止最大应方的荷载组合为设计节载。7.6弹式炉建于地囊烈度7度及7度以「地区，应接GBJ11叫行地载计算。7.7刘热负偿不人5000k的快装管止炉的结构设计，若来用门预制时，应根据运输条件利起币能力决定灭用整达式结构或可卸式结构7.8管式炉辐射较为卧式员简彩时、采用双支点赖式支座结构。7.9所有灿曾和弯头的荷载应由钢结构承担，不充许灯衬担。7.10结构的设应能使力热好受热部件自胀箱。7.11炉述和钢架应能支与它相连的半台：梯广等部件。7.12炉体壁板出采用连续焊，以防止漏气和雨水渗人，7.13异杉质应有定的波度、以排除雨水。7.14当对下处部位，池面无法操作时：成设置全，娣了a.
燃烧器及其调芍机构：
b，对流段谢检测的部位；
烟哟挡极和吹软器；
d，看火门动人于；
仪表：
、风、传动装置租空欣热器
ZB F97 002-9n
7.15平．树厂利栏杆的结构设计，应分别符合GB4053.1～4053.4的要求。7.16
钢结构各部位的钢板厚度应不小于下列数值：a.
殷炉壁：4mm,
承重灿：bmm;
：3mm：
些底; mm;
弯头箱和弯头门：4im，
7.17当炉联，弯头箱和弯头门的链板度为4mm时，为坊止魁曲：应刘壁板加驱，7.8结构材料的企属设让湿度按金属计筑清度加50C考虑金属算温度则接在无风条件下环境温度为30时，在额定热负街条件下的最高烟温度确定。7.19钢结构材料能满足炉子在停1时最低环境退度下的设计荷载作用条件下的要求7.20钢结构股应选用A3钢或16Mn钢制作、当计筑湿度【指建炉地区最冷月平均最任气温）等厂或低-20℃时，应采用镇静纳7.21管架（管板）或其他作用类似的炉受热构件，其设计湿度应根据管式炉的设计条件按以上规定选用：
a．射段和蔽段：按烟气的最高温度如30它b。对流投：与管板接前的烟气溢度加30℃；c，通讨危片对流中间管板的调气分许坡人治着为220℃7.22水乎炒管的支承间不得超过其外径的35倍或6m，最其中的较小征，7.23臂架或管拔」与烟气接独的所有表面，其鞋小腐蚀裕量为：a，奥匹体钢：1.3mm,
b铁炭体谢：2.5mm
7.24宽极(或管架)的设训应遵守以下规定a.管板(或管架)材质
如骨板（戒管架）设让温度不超过426了，可采用结构钢板制炸；如节板（或管架）设计温度踏过426℃，应采用表「中的材料制造。表1管板(或管架)前用铸造材料
常.材料
RQTSi-4.0
RQISi 5.0
ICr1SNi9Ti
ZGCt25Ni12
展高使片温度。（:
：其中RQ1Si-4.0、RQTSi-50的化学成分和制适等放要求球节合SH1043的是b.管板最小辟厚应为14mm。
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c，管板应在烟气侧用耐热衬覆盖。在对流段，衬生的最小序度为76mm；在辐射段，衬里的最小斥度为27mm
d为防正耐热衬里被管子损环，管板的每个管孔都应设管套。管套内径：般比炉管外径或钉头管、越计管的节直径大1omm，其材料应与管板相同，7.25支承钉头管和趣片筐：应遵守以下规定：a管板的设计应能防正钉头管、翘片管的机械损伤、并侵管子易于抽出和穿入。刘钉头管，全少应有3排钉头座落在笠套1或采用其他有效支承方式。h.
对翅片管，至少应有5排翘片座落在管套7.26管架荷载按以下规定确定
管板所受荷载应按多支点连续染的方法确定；a.
摩擦荷载至少应按摩擦系数为0.3确定；h.
摩擦荷载应根据所有炉管向同·方而膨胀或收缩确定：不考志炉管向相反方向移动引起的荷c
载抵消
7.27窄架在设计温度下的许用应力不得超过7.27.1～7.27.2条所列数值，对铸件的许用应力值应乘以矫造因素0.8.
静节载应力
抗拉强度的1/3；
服极限（0.2%变彤）的2/3：
c.10000h产生1%变的平均应小的50%：10000h产生断裂的均应力的50%。d.I
静何载加摩擦力的应
抗拉强度的173；
h．出服极限（0.2%变形）的2／3;10 (00h产:牛「%蠕变的平均应方d．10们00h产生断裂的乎沟应力。8炉管
8.1炉管壁厚
8.1.1炉管设计使用个，一般不小乎100 000h。8.1.2炉管蚀裕量这根据设-使川寿命、炉节材危和腐蚀速率确定。在缺乏实际数据的条件下，橘蚀裕量可表2光
表2沪管腐蚀裕量
铬细合金钢
奥长体不锈钢
满蚀挤盘，mm
8.1.3设计温度应按式（1)～（7）计算ZBE9700290
-A, +Ar. +Ar.
武中: fa
设计温度，；
Lf9,+4
炉管管壁最高混度、C；
温度裕度（无化学友应为压受热炉管，取15℃）、七；-管内汕品最高温度，℃；
沁膜温差、℃；
然或垢的温差，℃；
炉窄壁平均温差，℃；
-最高局部热流密度，W/m2：下载标准就来标准下载网
管内汕膜传热系数，W(m.C);
炉管外径，m;
炉管内径，m；
焦或垢的厚度，m
：--焦或垢的热导率、W/m·);
管壁金属热导率，W/（m*C);
一平均管辟厚度，m；
管壁金扁温度对辐射热流密度的影响内素：周向热流密度变化因数（见图1）：纵问热流密度变化因数（对短宽炉膛，取1.0；对燃烧器从一端烧的狭汉灿障，取1.5)平均辐射热流密度：W/m
-7均x流热流密度，W/m
轻射段内烟气均温度：K；
计韩点的管温度，K；
辐射段内管平均温度，K
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你症足
ZB E97 002-90
管心距/管外径
图1炉管周问最高热流密度与平均热流密电比值一双非管三角形排列，
血辐射，一血反射;
2一双排管双面辐射，排心两倍直径（管子等良）；3一单排管，一面辐射，一面反射;4一单排管。双面幅射
8.1.5炉管壁厚应按公式（(8）～~(9)计算。S
2a]'+p
式中：S一计算壁厚：mm
包括腐蚀裕量的壁厚，mm;
一设计压办、取最高操作压力，MPa；D,-沪管外径、mm;
[n]一设计温度下材料的用应力．MPa；Cu腐蚀裕量，mm.
8.2炉管材质
8.2.1加管材质应按使历温度选用其使用温度不应超过表4的规定(8)
10号：20号
15CrMo
:Cr18Ni9Ti
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表4炉管材质使肖温度表
标准号
Y8 237
GB 2270
8.2.2在酸性环境中使用的炉管材质，应考虑硫化物应力开裂和化学离蚀8.3管材规格
83.1管外径一般应按下列规格选用：60.89：102，114，127、152.219，273mm8.3.2设计中采用的管厚度（包括离蚀裕量）不得小」表5的规定表5最小管壁厚度
扩管外裕
8.4炉管结构设计
碳钢、赣锅炉管
驶刑湿度、
奥体不锈炉管
8.4.1如无特殊要求，应按炉管的管心距选用标准弯头：标谁变为应符合SY7510的累求。m
8.4.2燃烧骼以烧注鸡主、对流段采用钉头管或翘片管时，钉头尚度不大于25mm，钉头直径不小于F12mm，间距不小于16mm：翅片高度不大于25mm.间距不小于【3mml.翘片厚度应为1～3mm。翅！与炉管的接应采用高频连续焊。8.4.3钉头端部录高温度不人汀510℃或越片端部最高证度不大于450℃时，两者均可采用碳钢制造，
8.4.4在多管程炉管设计中，应尽量使各管程管子的当量长度相等。汇臂截面积与多管程炉截面积和之比，当管内介质为液体时：应为1～1.5；管内介质为气体时，应略太于1或等汁1。8.4.5炉管没计应考虑:常运转时的膨胀量。当炉管为下部支承时，其出、人口管的膨胀量应出外部转油线补偿。
8.4.6炉管采用奥氏体钢制造，供水送试验的水中氯离了含不得超过0.05kg／m2
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