本标准规定了石油化工管式炉烟风道结构的设计原则、管道布置、管道材料、金属管道加固、支吊架及零部件设置等方面的要求。 本标准适用于以燃油或燃气作为燃料的石油化工管式炉烟风道结构的设计。

ICS25.180
备案号：J1247-2011
中华人民共和国石油化工行业标准SH/T3166—2011
石油化工管式炉烟风道结构设计规范Design specification for flue gas & air ducts of tubular heaterinpetrochemicalengineering
2011-05-18
2011-06-01实施
中华人民共和国工业和信息化部发布
规范性引用文件·
设计基本原则
烟风道规格与材料·
烟风道布置：
一般规定·
6烟风道结构·
一般规定…
道体与加固肋·
管道结构选型·
保温结构
零件、部件和传动装置
支吊架
附录A（资料性附录）矩形道体加固肋及内撑杆规格选型·附录B（规范性附录）道体与法兰的焊接…附录C（规范性附录）加固肋的焊接：附录D（规范性附录）矩形道体加固肋的典型布置及内撑杆节点结构形式·附录E（资料性附录）
用词说电
附：条文说明·
SH/T3166—2011
SH/T3166—2011
根据国家发展和改革委员会办公厅《2006年行业标准项目计划》（发改办工业[2006]1093号）的要求，规范编制组经广泛调查研究，认真总结实践经验，参考有关国际标准和国外先进标准，并在广泛征求意见的基础上，制定本规范。本规范共分8章和5个附录。
本规范主要技术内容是：石油化工工业炉烟风道结构的设计原则、管道布置、管道材料、金属管道加固、支吊架及零部件设置等方面的要求。本规范由中国石油化工集团公司负责管理，由中国石油化工集团公司设备设计技术中心站负责日常管理，由南京金凌石化工程设计有限公司负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见和建议，请寄送日常管理单位和主编单位。本规范日常管理单位：中国石油化工集团公司设备设计技术中心站通讯地址：北京市朝阳区安慧北里安园21号邮政编码：100101
话：010-84877587
真：010-84878856
本规范主编单位：南京金凌石化工程设计有限公司通讯地址：南京市栖霞区甘家巷炼油厂0号路邮政编码：210033
本规范参编单位：中国石化集团洛阳石油化工工程公司本规范主要起草人员：王久征郭科峰张海燕本规范主要审查人员：汪扬
本规范为首次发布。
厉亚宁乔桂芝夏毓芳王洪军
李文辉
1范围
石油化工管式炉烟风道结构设计规范SH/T3166—2011
本规范规定了石油化工管式炉烟风道结构的设计原则、管道布置、管道材料、金属管道加固、支吊架及零部件设置等方面的要求。本规范适用于以燃油或燃气作为燃料的石油化工管式炉烟风道结构的设计。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修改版均不适用于本规范，然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。GB/T3003耐火材料陶瓷纤维及制品GB/T11835绝热用岩棉、矿渣棉及其制品GB/T16400绝热用硅酸铝棉及其制品GB50017，钢结构设计规范
石油化工管式炉钢结构设计规范SH/T3070
5石油化工管式炉轻质浇注料衬里工程技术条件SH/T3115
3设计基本原则
烟风道设计应做到运行可靠、技术先进、经济合理、安装维修方便和可能条件下的美观，并应符3.1
合下列要求：
输送烟气、空气的流量和参数应满足炉子各种运行工况（包括加热物料、控制压力、预热供燃烧用空气等)的需要；
节省投资，节省能量，降低运行费用；管道、零部件及支吊架等应具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性；c
d）加工、运输、安装、运行和维修方便；e）采取有效措施，解决防爆、防雨、防漏、防磨、防腐蚀以及防噪声等问题3.2烟风道应按运输、安装以及运行过程中可预见的所有荷载条件进行设计。这些荷载包括（但不限于）静荷载、风荷载、地震荷载、活荷载、温度荷载以及连接管道和其他部件作用引起的荷载。在炉子停工时，还应考虑雪荷载和冰荷载。3.3烟风道的介质设计压力应采用炉子各种运行工况下管道内介质可能出现的最大压力（正或负）。不同管段分别采用不同的介质设计压力。送风机出口风道、引风机前管道，均应按风机特性曲线上的最大风压值选取。任何烟风道中介质设计压力的绝对值均不得小于2kPa。3.4烟风道的介质设计温度应采用炉子运行中管道内介质可能出现的最高温度。不同管段分别采用不同的介质设计温度。
烟风道道体为金属时，设计金属温度应为计算金属温度加50℃。当管道采用外保温时，计算金属温度等于介质设计温度；当管道采用内衬时，计算金属温度等于基于介质设计温度算得的金属温度。3.5选择烟风管道内介质流速、确定管道尺寸时，应考虑介质特性、设备条件以及合理节省运行费用和基建投资等因素。设计者在缺少烟风道气流速度指定值时，可按表1选取。1
SH/T3166—2011
表1烟风道内介质流速
通风方式
冷风道
热风道和烟道
燃烧器供风风
自然通风
根据实际情况确定
机械通风
单位：m/s
或管道内速度头≥空气通过燃烧器压降前10%
注1：当介质流量较小或管道局部阻力较小时取较大数值，反之取较小值。温度较高时取较大数值注2：当管道布置有困难、且设备条件许可，或支管剩余压力较大时允许超过上限值注3：对于短管道中的流速，
可不受本表限制，根据设备的接口尺寸决定。3.6确定在海拔标高大于300m地区的烟风道截面时，应考虑大气压力降低的影响3.7对烟风道结构的力学计算应按照GB 50017和SH/T 3070的规定进行。同时还应满足本规范给出的变形要求值会
控制指标。
烟风道规格与材料
管道截面宜采用圆形。当采用矩形截面时，宜使管道接近正方形，短边与长边之比宜4.1
烟风道壁板最小厚度采用5mm。
烟风道的道体、加固肋及零部件材料宜不低于Q235BF钢。4.32
不小手
不同种类的钢材对应有不同的适用温度，应根据金属设计温度及环境计算温度正确选用钢种露
天支吊架等承重结构的环境计算温度应采用最低日平均温度。4.5
常用保温材料的性能应符合下列规范的规定：a)
轻质浇注料应符合SH/T3115的规定；陶瓷纤维应符合GB/T3003、GB/T16400的规定：
岩棉应符合GB/T11835的规定。
干维带、
4.6烟风道法兰间的衬垫材料，不得采用含有石棉的材料，宜采用陶瓷纤维布、陶瓷纤：
纤维绳等
并应符合使用的温度等级。
5烟风道布置
般规定
5.1.1烟风道的布置应符合下列要求：a)
烟气、空气分配均匀
与设备连接的管道应采取防止传递振动和传递荷载的措施；满足热补偿要求，
管线短捷，选型合理，尽量减少介质流动的压力损失，减少零部件的品种数量，方便施工；管道布置宜对称，力求层次分明、整齐美观，注意整体性和一致性，不碍通行，不影响邻近设备、管道的操作和维修；
需要操作和维修的零部件应设在便于操作和维修的位置考虑运行及标定所需测孔的位置及其他要求。对于室外布置的管道，其表面应采取防水及排水措施。5.1.2
通道上方的管道，其最低点与地面、平台面或扶梯的垂直净距离应遵守下列规定：检修时需通过机动车的主要通道，应不小于2500mm；a)
b），一般通道应不小于2000mm；SH/T3166-2011
c）在扶梯上方的管道布置见图1，其保温外表面与扶梯倾斜面之间的垂直距离应不小于表2所列的数值。
图1扶梯上方管道布置
表2管道保温层表面与扶梯倾斜面之间的垂直距离H扶梯倾斜角α
单位：mm
5.1.4除位置受限的管道（如送风机的吸风道、炉子附近的烟风道）外，相邻管道之间及管道与设备、管道与建筑物之间的净距离，应按表3选取（对于有保温层的管道，净距离应从保温层外表面算起）。表3管道与周围物件的净距离
平行管道表面之间、管道与墙壁或楼板平行的净距离管道与相邻设备或梁、柱交叉的净距离圆形
边长≤1000
200～300
≥100
≥300
≥150
单位：mm
边长>1000
≥500
≥200
5.1.5烟风管道应采用焊接连接，仅当所连接的设备、部件为法兰接口或检修时需要拆卸的管段才采用螺栓连接。
“Z”形弯管、空间弯管和“Ⅱ”形弯管的两弯管内侧之间的距离应符合表4的规定；当不能5.1.6
满足上述要求时，宜设置导流板或导向叶片。表4两弯管内侧之间的距离L
弯管形式
“”形弯管
L≥3Da
空间弯管
L≥3Dal免费标准下载网bzxz
“”形弯管
L=(1. 6~2. 5) Dai
最佳值为2Da:
注：Da1为当量直径。圆形管道时Dal等于管道直径；对于边长为a、b的矩形管道，Dai=(2ab)/(a+b)。3
SH/T3166—2011
5.1.7当管道拐弯后紧接着收缩时，拐弯处宜采用收缩形弯管；当管道拐弯后紧接着扩大时，拐弯处宜采用等截面弯管再接扩散形管连接。在这些转弯的管段后面宜布置有足够长度的直管段，直管段的长度应符合5.1.6条的要求。
5.1.8下列情况应装设补偿器：
a）管道自身不能补偿热膨胀和端点的附加位移；需要控制传递振动、传递荷载的管段，例如风机进、出口处的管段。b)
5.1.9管道上装设补偿器时应满足下列要求：a)
其两侧管段的径向错位，应符合补偿器的要求：应避免承受和传递管道荷载；
对水平管道，在补偿器两侧应装设支吊架，支吊架边缘与补偿器之间管段净长度宜不大于管道当量直径的3倍且不宜大于4m；应考虑安装、冷拉和维修所需的空间；相邻的平行管道上的波形补偿器如不能并列布置时，可错开布置，前后错开的净距不宜小于300mm；
垂直管道上的补偿器，当布置在平台板（或楼板)或地面以上时，其净空高度不宜小于2000mm；当布置在平台板（或楼板）下面时，与梁、板之间的净距离不应小于300mm。挡板及其传动装置的布置，应满足下列要求：5.1.10
挡板的布置应便于操作及传动装置的设置；a
电控、气控传动装置或远方传动装置的挡板，有条件时应尽量布置在热位移较小的管段上；b）間
c）串联装设和布置在异形管段附近的挡板应能完全开启，且不妨碍装设传动装置；需同时进行配合操作的手动挡板，其操作装置宜集中布置；d)
e）经常操作的手动挡板的传动装置宜布置在便于操作的地方。5.1.11、挡板的操作手轮呈水平布置时，手轮面与操作层的距离宜为900mm；当垂直布置时，手轮中心与操作层的距离宜为900mm~1200mm。当手轮位于操作平台以外时，手轮面或手轮中心与平台栏杆的距离不宜大于300mm。当几只手轮并列布置时，手轮轮缘之间的净距离不宜小于150mm。5.1.12回转式空气预热器的出口烟道和进口冷风道，宜装设除灰孔（或与人孔一并考虑）。当设有冲洗装置时，烟道和冷风道应有0.05的放水坡度，坡向管道的最低点，在最低点设放水管。5.1.13管道穿过墙壁或楼板等，所设预留孔的内壁与管道表面（包括加固肋及保温层)之间的净距离宜为30mm～50mm，当管道的径向热位移较大时，应另加考虑。5.1.14大截面的烟风道应设有足够数量供内部检查、维修和清扫的人孔，并应设置进出人孔所需的平台梯子。
小截面的烟风道根据需要设置检查孔或手孔。与竖向管段上部相连通的设有人孔的水平烟风道，应在其连通端设内部栅格，以防人员跌落。5.1.15对需要经常操作或维修的管道零部件，如人孔、挡扳、手孔等处，宜设置维护平台或直梯。5.2烟道
5.2.1烟道布置应避免出现“袋形”、“死角”以及局部流速过低的管段。5.2.2当数台引风机的出口烟道接入总烟道时，在各风机出口处宜装设隔断挡板；总烟道内各截面处的流速不宜有显著差别，并避免烟气冲撞。5.2.3下列各处应设人孔，且人孔宜设置在便于出入的烟道侧壁下部：空气预热器出口的烟道（其入口根据情况而定）；a)
引风机进口风箱或烟道上；
进入烟肉的总烟道或烟肉底部。c
5.2.4在容易积灰处应装设除灰孔，且应设于烟道底部。SH/T3166—-2011
5.2.5尾部烟道在最后一排对流炉管（目前的和未来的)之上应留有至少0.8m的净空，以便进人和使烟气分配均匀。每12m对流炉管至少应设置一个烟气引出口。5.2.6在烟道接入烟肉时，如双侧引入，宜在烟内设置与烟道中心线成45°角的垂直隔墙，隔墙每侧的下部宜做成斜坡（见图2)；烟气单侧引入时，宜装设沿气流向上倾斜的底板（见图3和图4)。0.7d
图2双侧烟道接入烟图（?=0.62）图3单侧烟道接入烟（=0.70）
图4带“分扇板”的单侧烟道接入烟图（=0.46）注：图2～图4中3为计算烟道接入烟窗处局部阻力时采用的局部阻力系数。5.2.7烟窗侧面开口的净宽应不超过烟直径的2/3。对于两个相对的开口，每个开口的弦长应不超过烟肉的半径。开口处采用等强度方法补强。5.3风道
5.3.1送风机吸风口的位置应避免吸入雨水和被污染的空气。吸风口开口最低位置距地面的高度应在4.5m以上，且高于平台面1.5m以上。5.3.2送风机吸风管上应采取消声措施。5.3.3布置在送风机前的暖风器宜设不经过暖风机的旁通吸风道；布置在送风机后且使用时间较短的暖风器宜采用易拆卸的结构形式。5.3.4配有两台送风机时，连接管道宜对称布置，使风量分配均匀，还应避免气流对冲。每台送风机5
SH/T3166—2011
出口宜装设隔断挡板。
5.3.5空气预热器进口风道上宜装设人孔5.3.6炉前风道的布置应满足下列要求。a），进入各燃烧器的风量均匀
给燃烧器的管线留有适当的空间；b)味
在风箱周围和下部留有足够的空间，便于拆卸燃烧器；CHIN
风箱不应将炉子结构支架包围在内，且不得影响结构的整体性。d)
5.3.7强制通风的加热炉，要求能在自然通风的条件下操作时，炉前风道应设置能快开的自然通风口。6烟风道结构
一般规定
6.1.1烟风道及其支承件应具有足够的强度、刚度和稳定性，避免产生强烈的振动既经济安全又制
作方便。
管道计算荷载应为以下荷载的组合：内压荷载
自重荷载
附加荷载
介质设计压力（正或负）
管道自重（包括道体、加固肋、零部件、保温结构重量等）；风、雪荷载及积灰等，
有平台时，
还包括所支承的平台荷载及活荷载。烟风道及烟窗上所有的开口和连接部位都应有良好的密封。6.2道体与加固肋
应将自重荷载和附加荷载转化成当量荷载，结合内压荷载对道体面板的作用效果进行6.2.1
附录A的A.2条)，作为加固肋计算用的面板设计荷载。支吊架及平台荷载应不作用在道体面板上。大小对支撑它的加固肋进行加强。6.2.2
行组合
面板设计及加固肋选择计算不考虑其荷载。应根据其矩形道体需要加强时，宜采用横向加固肋。纵向加固肋仅作为负压道体防止横向加固助失稳用。面板及横向加固肋均需各自满足强度、刚度和防振要求。6.2.3按烟风道不同区段振动频率范围的差异，面板及加固肋设计分为振动设计及常规设计。离心风机的出口段烟风道（未加软连接时）及流速大于25m/s的烟风道应按振动设计；其他烟风道应按常规设计。
6.2.4矩形道体相邻面板间宜采用角钢内贴式连接，也可采用直焊式连接道体及法
的焊接要求见附录B。
6.2.5角钢内贴式矩形道体横向加固肋可采用刚接式，即形成环箍状；也可采用铰接式，即不形成环箍状。
以便起到环箍
直焊式矩形道体横向加固肋应采用刚接。刚接式加固肋的转角接点应合理、焊牢，的作用。
当为刚接时，按相同的加固肋间距和各面板不等的角弯矩分别进行加固肋计算，取其大者。当为铰接时，宜按餐面板加固肋的简支荷载进行加固肋计算。加固肋的焊接示例见附录C。
矩形道体横向加固肋的典型布置见附录D图D.1。6.2.6角钢内贴式矩形道体的内贴角钢，当为刚接式横向加固肋时，宜采用L50mm×5mm~L63mm×6mm的等边角钢；当为铰接式横向加固肋时，宜采用L70mm×7mm~L75mm×8mm的等边角钢。6.2.7当大截面矩形道体加固肋超过频率控制极限跨度（见附录A的表A.2）或为减小加固肋规格时，宜设置横向内撑杆；对于仅需单边内撑杆的矩形道体，内撑杆也可在宽边上做成纵向架式（见附录6
D的图D.3）。内撑杆对准每道横向加固肋设置。SH/T3166—2011
负压道体内撑杆应按压杆稳定条件计算，正压道体内撑杆按受拉二力杆强度条件计算。内撑杆节点形式示例见附录D的图D.4、图D.5。6.2.8处于负压运行的烟风道横向加固肋，应防止外翼缘受压弯扭失稳；当加固肋跨度超过不弯扭失稳的最大跨度时，宜设置纵向加固肋。纵向加固肋可采用角钢。纵向加固助应与横向加固肋自由面翼缘焊牢。
负压道体不宜采用扁钢作横向加固肋。矩形道体纵向加固肋的设置示例见附录D的图D.2。6.2.9矩形烟风道面板按沿四周固定的薄板大挠度变形理论计算，其相对挠度宜不大于计算边跨度的1/120；横向加固肋按刚架（当采用刚接时）或简支梁（当采用铰接时）设计，其相对挠度宜不大于计算肋跨度的1/400。
烟风道和尾部烟道应予加强以防止过大的翘曲和变形。衬有轻质浇注料的烟风道应不超过跨6.2.10
度的1/360，
他烟风道应不超过跨度的1/240。矩形道体横向加固肋的设置、选型及内撑杆规格选用可参照附录A。6.2.12正压圆形管道规格大于等于DM1000mm时，应设置环形横向加固肋，加固助间距一般按1倍～1.5倍外径采用，但不得大于3m。圆形管道横向加固肋的设置可参照附录E。以增强管道的刚度。
加固肋用作支吊架时应按荷载进行计算，或在圆管支吊肋截面上设置内撑桁架。6.3
管道结构选型
道的异形部位（如弯管、扩散管、收缩管、方圆节等部位）应根据布置条件选择最佳形状，使介质流过这些异形部位时局部阻力为最小。6.3.2
管道异形部位的加固肋参照相当截面矩形烟风道的加固肋设置，以满足强度、网刚度和振动设计
的要求。
6.3.3圆形管道的弯管宜满足下列要求：DM小于等于400mm的钢管采用弯制弯管，弯曲半径R宜为DN的2.5倍十3倍（见图5）；采用焊制弯管（“虾米腰”）时弯曲半径宜满足R≥DN+50（mm），其弯管节由22.5°（或030
扇形节组合而成（见图6)。
11°15
圆形管道弯制弯管
6.3.4矩形管道的弯管宜满足下列要求：图6
圆形管道焊制弯管
弯管宜为同心圆缓转弯管或内、外边均为圆角的急转弯管，弯曲半径或内、外边弯曲半径与a)
弯管进口径向宽度的比值宜为：缓转弯管R/b=1~2（见图7);
急转弯管rw/b=rn/b=0.4~0.6（见图8)；7
SH/T3166-2011
布置有困难时可采用外削角急转弯管（见图9)；b)
需要收缩并急转弯时，宜采用收缩形弯管，并使rw/b=r/b≥0.3（见图10）；需要扩散并急转弯时，宜在等截面转弯后再扩散。图7
缓转弯管
图9外削角急转弯管
6.3.5烟风道导向叶片或导流板的设置应满足下列要求：a)
图：急转弯管
图10变截面收缩急转弯管
急转弯管的内边弯曲半径r与弯管进口径向宽度br的比值在下列条件下宜装设导向叶片等截面急转弯管rn/b≤0.25；扩散急转弯管rn/bi≤1；收缩急转弯管rn/bi<0.2；导向叶片数及其间距可按图11、图12和表5进行计算；图11带导向叶片弯管
导向叶片
小提示：此标准内容仅展示完整标准里的部分截取内容，若需要完整标准请到上方自行免费下载完整标准文档。