HG/T 20525-1992 化学工业管式炉传热计算设计规定 HG/T20525-1992 标准下载解压密码：www.bzxz.net

中华人民共和国行业标准
·化学工业管式炉传热计算
设计规定
20525-92
化工部第二设计院
主编单位：1
批准部门：化?学工?业部
化工部工程建设标准编辑中心
制订说明
根据化工部基建司的安排，由化工部工业炉设计技术中心站组织编写《化学工业管式炉传热计算设计规定》，作为化学工业管式加热炉传热计算的指导性技术文件提供使用。本规定适用于以气体、液体和固体为燃料的化工管式加热炉的传热计算，不适用于高正压燃烧工况的管式炉的传热计算。本规定由化工部第二设计院洪天佑、李士庚同志主编，李士庚、杨守信、于清秀同志校审。在本规定的编写过程中，由化工部工业炉设计技术中心站特邀许钩烈、高学孟、姚国俊同志负责统稿和主审，最后校审和定稿工作由工业炉中心站刘志学和曹长塗同志完成。本规定在正文“辐射室传热计算方法之一”中引用了辐射室烟气有效平均温度T，等于辐射室出口烟气温度加△t的新方法，其△t值有待于各设计单位在计算中确定和加以验证。各单位在使用本规定（作为指导性技术文件）的过程中，如发现需要修改或补充之处，请将意见和有关资料提供给化工部工业炉设计技术中心站，以作为今后修订时参考之用。化工部工业炉设计技术中心站
九九一年十月
o化学工业部文件
化基发（1992)574号
关于颁发《化学工业管式炉传热计算设计规定》行业标准的通知
各省、自治区、直辖市、计划单列市化工厅（局、公司）各有关设计单位：由化工部工业炉设计技术中心站组织，化工部第二设计院主编的《化学工业管式炉传热计算设计规定》，经审查，批准为行业推荐标准，编号为HG/T20525-92。自一九九二年十二月一日起施行。请认真贯彻执行。
标准由化工部工业炉设计技术中心站负责解释和管理。标准的出版和发行由化工部工程建设标准编辑中心负责。各单位在实施中有什么问题和意见，请与工业炉设计技术中心站联系，以便及时修订、补充、完善。化学工业部
一九九二年七月二十七日
1总则
1.1适用范画
1.2选用计算方法的原则
2辅助计算
2.1符号说明
2.2＇设计热负荷
2.3供给热量
2.4输出热量
炉子效率
2.6燃料用量
2.7总供热量
2.8炉管平均热强度
2.9最高燃烧温度
3辐射室传热计算方法之
3.1符号说明
3.2基本传热参数
3.3热平衡方程式…
3.4传热速率方程式
3.5求解步骤
4·辐射室传热计算方法之二
4.1符号说明
4.2传热速率方程式
4.3热平衡方程式
4.4求解方法
4.5参数的计算和取值·
5对流室传热计算
5.1符号说明
5.2传热方程
5.3平均温差At的确定
5.4总传热系数K.
5.5管壁对物料的给热系数αt
5.6烟气对管壁的给热系数www.bzxz.net
5.7对流室管表面积及管排排数N的确定5.8对流室管表面热强度qk的确定6对流室工业锅炉热力计算方法·6.1符号说明
6.2传热基本方程式
电自专国电专心中
中中中中中国
（3）
（4）
（6）
（6）
（28）
（37)
6.3传热系数K
6.4烟气对光管管壁的对流给热系数6.5烟气对翅片管的对流给热系数ac6.6烟气对管壁的辐射给热系数
6.7管壁对管内介质的给热系数α16.8受热面的平均温差At
6.9对流受热面传热计算步骤
管壁温度及散热损失
符号说明
受热面平均温度
7.3受热面最高温度
7.4炉墙散热损失及炉墙各层温度计算附录A分段计算法
A.1适用范围
A.2分段方法
A.3传热计算
附录B例
参考附录
编制说明
辐射室锅炉热力计算方法
（57)
（75)
1总则
1.1适用范圈
本规定适用于以气体、液体和固体为燃料的管式加热炉、裂解炉、烃类转化炉等常用的化学工业炉的传热计算。
1.2选用计算方法的原则
1.2.1以液体和气体为燃料的辐射室传热可以采用第3章或第4章计算方法。1.2.2圆简炉的高径比>2.5或较高的方箱炉的辐射室，建议采用附录A的分段计算法。1.2.3以液体或气体为燃料的对流室传热可采用第5章或参照第6章计算方法。1.2.4以煤为燃料的对流室宜采用第6章“对流室工业锅炉热力计算方法”。1.2.5以煤为燃料的管式加热炉其辐射室可参照参考附录所提供的锅炉计算方法。1.2.6传热计算除应遵守本规定外，尚应符合下述规定：（1）《化学工业炉常用名词术语规定》（HGJ42-90）（2）《化学工业炉燃料燃烧计算规定》（HGJ39-90）（3）《化学工业炉炉型结构及设计原则的规定》（CD132A4-85）（4）《化学工业炉烟图、烟道及调节挡板设计规定》（CD130A6-85）（5）《化学工业炉炉用金属材料设计选用规定》（HGI41-90）（6）《化学工业炉受压元件强度计算规定》（CD132A17-86）（7）《化学工业炉阻力计算规定（CD130A18-85）
口Im2
2辅助计算
2.1符号
A\—燃料中应用基灰分含量，重量%ah—-灰渣(炉灰)份额，ah=1athsah-—烟气中飞灰的份额；
B-—燃料用量，kg/s或Nm\/ss
Ci-一被加热物料平均定压比热，kJ/kg·℃或kJ/Nm·℃，C.一一空气平均比热,kJ/Nm2·℃C；C—一燃料比热，kJ/kg·℃或kJ/Nm2，℃C-一燃料应用基)平均定压比热，kJ/kg·“C；C—一燃料干燥基比热，kJ/kg·C或kJ/Nm2．℃；Cs—-雾化剂比热，kJ/kg·C或kJ/Nm2．C；Ch—灰渣的平均比热，kJ/kg·℃，Cg——烟气在温度区间0—t，的平均比热，kJ/Nm2：℃气化率，%（重量），
G——物料量,kmol/s 或kg/s；
G—雾化剂量，kg/kg燃料，
烟气中各组份的重量，kg/kg燃料或kg/Nm燃料；AH—一原料或产物中各组份的生成热，kJ/kmol；AHei—-原料或产物中各组份的燃烧热，kI/kmol;H.
受热面外表面积，m\；
分别为被加热物料进、出口状态下的热焙，kJ/kg或kJ/NmIs——出口状态下物料气相部分的热熔，kJ/kg；Iz、Iu—分别为进、出口状态下物料液相热焰，kJ/kg；I——入炉温度下空气的，kJ/kg;I—u-雾化蒸汽的热烩，kJ/kg；I——灰渣热烩，kJ/kg；
Isi—-一在排烟温度下，烟气各组份的热烩，kJ/kg；Q1-—物料升温或气化的吸热量，kW；Q2——物料化学反应吸热量，kW；Q-—设计热负荷，kw;
Q;———各被加热物料升温或气化的吸热量，kW；m
Qr——供给热量，kJ/kg燃料或kJ/Nm\燃料；Qa-燃料低发热量kJ/kg或kJ/Nm\：Qa--空气入炉显热，kJ/kg燃料或kJ/Nm2燃料：Q—燃料入炉显热，kI/kg燃料或kJ/Nm燃料；Q
一雾化剂带入的有效热量，kJ/kg燃料或kJ/Nm燃料；Q。—输出热量，kJ/kg燃料或kJ/Nm\燃料；Qe
有效利用热量，kJ/kg燃料或kJ/Nm2燃料：化学不完全燃烧损失的热量，kl/kg燃料或kJ/Nm°燃料；机械不完全燃烧损失的热量，kJ/kg燃料或kJ/Nm°燃料；炉墙散热损失，kJ/kg燃料或kJ/Nm燃料；烟气带走的热量，kJ/kg燃料或kJ/Nm燃料；一总供热量，kW；
除烟气热损失外的各项热损失之和，无因次；烟气热损失，无因次；
炉管平均热强度，kW/m；
空气入炉温度，℃；
燃料入炉温度，℃；
雾化剂入炉温度，℃；
排灰温度，℃；
最高燃烧温度，℃；
出口烟气温度，℃；
一系统原始温度，℃；
分别为被加热物料进、出口温度，℃-理论空气量，kg空气/kg燃料；Va一一空气量，Nm/kg燃料或Nm/Nm2燃料，V.-烟气量，Nm/kg燃料或Nm/Nm2燃料V
烟气在温度区间o-tp的平均热容量，kJ/℃·kg燃料或kJ/℃Nm燃料：WV一燃料应用基水份含量，%；
原料或产物中各组份的分子分率或体积分率，二1；一过剩空气系数，无因次；
—热效率，%。
计热负荷
Q=1.15(Q1+Q)
2.2.1物料升温或气化的吸热量
无相变的物料吸热量按下式计算：Q;=G(liz—In)
Q:=G · Cr(ti2—tu)
有气化的液体物料所吸收的热量按下式计算：QG[e· I+(1e)Iz—I
物料化学反应吸热量
Q2-G[Z(x·AH)产物Z(x·AH)原料或
Q2=Gr[(xi · AH)原料-
原料燃烧热
Z(x·AH)产物
产物燃烧热
2.3供给热量
Q=Q+Q+Q+Q
(2-3a)
(2-3b)
(2-5a）
(2-5b）
对于气体或液体燃料，若燃料和空气均不预热且不使用雾化剂时，可近似取Q1=Qd。2.3.1空气入炉显热
Q.-V.. C,- t.
Qa-α.V..I.
空气入炉显热也可按图2.3.1查得。2.3.2液体或气体燃料入炉显热
液体或气体燃料入炉显热按下式计算：QC· tf
或按下式计算：
C-1.737+0.0025t
C =0. 04[0. 31(CO-+H,+02+N2)+0. 38(CH +CO2+H,S+H,O)+0.5ZCmHm
式中各符号分别为各组份的体积百分数。2.3.3雾化剂带入的有效热
雾化剂为气体时：
Q.-C.- t * G.
雾化剂为蒸汽时：
(2-10)
(2-11)
(2-12a)
(2-12b)
2.4输出热量
QQ+Q:+Q+Q：+Q
2.4.1有效利用热量
2.4.2化学不完全燃烧损失的热量对于气体和液体燃料Q：/Qr=0.00~0.01。2.4.3机不完全燃烧损失的热量
对于气体和液体燃料Q4=0。
2.4.4炉墙散热
炉墙散热Q5可按7.4计算。传热计算时，常取经验值。对于管式炉辐射室(包括烃类转化炉、裂解炉等)：Q5/Q=0.01~0.03；包括对流室全炉Q/Q1=0.02~~0.05。2.4.5烟气带走热量
Qg-≥(Gg·Igz)+2511.6Gs
式中，在排烟温度下烟气各组份的热焰I按表2.4.5选取(2-13)
(2-14)
(2-15)
对不知燃料组成，则烟气带走热量Q.可由图2.4.5查得烟气热与燃料低发热值比值q1 来计算,即Qg=q×Qa。
常用气体热Igr(kJ/kg）
温度，℃
注：①焰的零点为℃时的气体，0
②压力为0～0.1MPa。
5炉子效率
炉子效率也可用反平衡法计算：Q：Q4
n =(1-
（1—q—qg）×100%
燃料用量按下式计算：
2.7总供热量
入炉燃料燃烧时释放出的热量：Q:t =-Q1· B
2.8炉管平均热强度
(2-16)
(2-17)
(2-18)
(2-19)
(2-20)
热强度q参见CD132A16-86《管式炉炉型结构及设计原则的规定》，亦可按表2.8选取。常见物料的热强度
1.裂解炉（制乙烯）
2.碳氢化合物一蒸汽转化炉与制氢炉6
(kw/m\)
热强度
58.1593.04
34.89~~58.15
与热强度有关的炉管壁温计算见第7章。2.9最高燃烧温度
Qa(lq)
Q+Q+Q：
入炉空气温度℃
Q(1—q）
Q+Q+Q:
(2-21)
(2-22)
空气带入炉内热量
kJ/kg燃料
图2.3.1热空气带人炉内热量算图Qa=VoαIkJ/kg 燃料
V。燃料的理论空气量，kg空气/kg燃料；一过剩空气系数；
L———入炉温度下空气的，kJ/kg。
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