工业炉设计规定范文

工业炉设计规定范文
工业炉设计规定一、设计原那么 1. 一般规定 1.1 加热炉设计应符合《一般炼油装置用火焰加热炉》（SH/T3036）的规定；余热锅炉设计应符合《锅炉平安技术监察规程》（TSG G0001）。

1.2 如果加热炉数据表是专利商提供或专利商有特殊规定，应采用专利商规定。

2. 炉型选择 2.1 加热炉炉型应根据热负荷大小、被加热介质的性质和运转周期等工艺操作要求、满足长周期运转、便于和检修、投资少的原那么，并结合场地条件进行选择。

2.2 设计热负荷小于1MW时，宜采用纯辐射圆筒炉；设计热负荷为1MW~30MW时，宜选用立式圆筒炉，设计负荷大于30MW时，应通过技术经济比照选用圆筒炉、箱式炉或其他有成熟设计、应用实例的炉型。

2.3 被加热介质重度大、易结焦、管内为汽液两相的管式炉（如加氢裂化及渣油加氢反响进料炉等）宜选用水平管立式炉。

2.4 炉管昂贵，要求提高炉管外表利用率，或要求缩短流程长度以减少压降、停留时间及管内结焦的管式炉（如焦化炉、沥青炉等），宜选用单排管双面辐射的炉型。

2.5 被加热介质为气相，流量大且要求压降小时（如重整反响进料炉），宜选用U型或倒U型盘管结构的箱式炉。

3. 余热回收 3.1 各加热炉的对流室应优先考虑加热装置内的物流，以减少这些物流的换热设备热负荷。

3.2 在技术、经济合理的条件下，应最大可能利用烟气余热来预热燃烧用空气，以减少燃料的消耗。

3.4 应优先采用装置中过剩蒸汽、低温热水、以及其他低温热源等预热环境空气作为预热器防露点腐蚀的措施，前置空气预热温度在最冷月平均温度下不宜低于40℃。

3.5 加热炉空气预热系统用通风机，宜选用变频调速电机驱动。

3.6 加热炉带有空气预热系统的流程图宜符合工程文件的规定。

4. 火焰监测工艺介质加热炉的燃烧器均设主火焰检测器，以检测主火焰的燃烧或熄灭，并参与和连锁。

硫磺回收装置的酸性气燃烧炉
和尾气燃烧炉应设置火焰检测器。

火焰监测器的类型应为光学火焰监测。

5. 热效率 5.1 加热炉设计热效率应按《石油化工管式加热炉热效率设计计算》（SH/T3045）的规定进行计算，其基准计算条件如下：
5.1.1 热负荷采用设计热负荷； 5.1.2 如无特殊规定，设计过剩空气百分数按下表选取燃烧类型设计过剩空气百分数燃气燃油/油气联合自然通风 20% 25% 强制通风 15% 20% 5.1.3 基准温度取15℃； 5.2 燃料气硫含量不超过20PPM时，排烟温度应不高于140℃，且热效率应不低于92%； 5.3 假设燃料为燃料油或当燃料气硫含量超过20PPM时，应根据燃料组分计算出烟气露点，保证最冷端外表温度高于酸露点温度8℃，在此根底上采取前置预热、空气旁路等措施，在保证加热炉长周期平安运行的前提下，尽量提高加热炉热效率；
6. 设计计算 6.1 加热炉设计热负荷应采用设计工况下的计算热负荷，并且应能满足最大及最小操作工况下的工艺要求。

6.2 加热炉的设计应尽量使热强度分布均匀，多管程加热炉设计时各管程应尽量使水力学和热力学对称。

6.3 加热炉工艺设计计算应包括管式炉的燃料燃烧计算、热效率计算、管内外传热及流体流动计算、衬里及保温厚度计算、复杂管系的热应力计算等。

加热炉工艺计算应满足各种操作工况下的工艺要求。

6.4 加热炉钢结构设计计算应包括炉体钢结构、烟囱及其烟风道系统的钢结构设计计算。

钢结构应满足结构在运输、和使用过程中的强度、稳定性和刚度的要求。

6.5 辐射管架及对流中间管板应进行强度计算。

6.6 加热炉炉管壁厚计算应符合《炼油厂加热炉炉管壁厚计算》（SH/T3037）规定；余热锅炉炉管壁厚计算应符合《水管锅炉压元件强度计算》(GB／T9222) 6.7 排烟系统的设计应在设计过剩空气系数、设计烟囱温度、最高环境温度、正常放热量的120%条件下，辐射段和对流段保持至少25Pa的负压。

7. 烟囱 7.1 烟囱的设置应考虑集约化和环保要求，根据区域布置情况尽可能合理设置共用烟囱。

7.2 除非另有规定，烟囱的排放要求和高度应符合GB16297的规定。

烟囱顶部应高出20m范围内的操作平台或建筑物3.5m以上。

二、工程设计规定 1. 制造方式所有加热炉及余热锅炉均采用工厂模块化制造、现场组装的方式进行设计、制造，大型箱式炉应优先采用Xsteel软件绘图。

2. 盘管系统 2.1 应根据加热炉炉管设计压力、设计温度和介质腐蚀条件，选择相应的炉管材质，并应符合SH/T3129《高酸原油装置设备和管道设计选材导那么》的规定。

根据腐蚀曲线查取腐蚀速率时，应采用管内壁最高温度，并分段选择炉管材质。

在炉管设计寿命内，当根据腐蚀速率计算出的腐蚀量超过4mm时，应升高材料等级。

2.2 碳钢炉管材质应符合GB9948的规定，蒸汽及热水用炉管应符合GB5310的规定，合金钢炉管应符合SH/T3036-xx表7.3中所列标准及设计文件的规定。

2.3 扩面管扩面局部的材质应根据算出的最高顶部温度按
SH/T3036表7.2.2选取。

2.4 加热炉炉管端部接头应设计为能承受SH/T3036图9.1-3中所列力矩（M）和力（F）乘以
3.0的系数后的力矩（M）和力（F）。

2.5 常用炉管及其连接弯头的规格应符合SH/T3036表8.1.5的规定，并优先选用A系列。

加热炉结构的设计内部应留有足够的炉管膨胀空间，外部应考虑水平炉管的抽出和装入空间，以及垂直炉管的吊装措施和所需场地。

炉管支撑件应符合以下规定：
2.6 辐射室吊管架的设计温度为炉膛烟气温度加上100℃，且不得低于870℃； 2.7 辐射室吊管架及连接用管架采用ZG40Cr25Ni20或HP40Nb，对流段中间管板根据所接触的烟气温度按SH/T3036的规定分别选用ZG40Cr25Ni20、ZG35Cr25Ni12； 2.8 如燃料中含有金属钒，炉管支撑件所接触烟气温度超过590℃，炉管支撑件应采用ASTM A560 Gr 50Cr-50Ni-Cb； 2.9 对流两端管板采用钢板焊接形式，底部管板的钢板采用15CrMo，上部管板的钢板采用碳钢，所有套管采用
06Cr19Ni10不锈钢。

3. 钢结构 3.1 加热炉钢结构用钢优先采用Q235B。

3.2 所有H型钢均应遵照《热轧H型钢》（GB/T11263）和《焊接H型钢》（YB3301）标准规定，并优先采用热轧H型钢。

3.3 不应把管板支撑梁包裹在弯头箱门内。

3.4 为便于模块运输，混凝土沉台高度为2000mm，即沉台上外表距炉底横梁距离约500mm左右。

在炉底标高处至少应提供完整的环绕加热炉的平台。

3.5 炉底上炉管导向管的套管应伸出炉底板，底部塞陶纤棉，再用螺帽拧紧。

3.6 加热炉所有平台铺板采用格栅板，每隔两层平台上在格栅板上再铺一层5mm后的菱形花纹钢板。

4. 隔热及耐火材料 4.1 应根据加热炉实际操作温度及烟气成分
合理选用耐火及隔热材料。

4.2 在无风、环境温度27℃条件下，辐射段、对流段和热烟风道的外壁温度应不超过75℃，辐射段底部外外表温度应不超过80℃。

4.3 对于重沸炉、常减压加热炉、烧油或者油气联合燃烧的加热炉，辐射段炉墙及炉顶宜采用双层轻质浇注料结构；对于反响炉或工艺过程要求热容量小的加热炉应采用辐射段炉墙及炉顶应采用陶瓷纤维
模块结构；对于有火焰直接冲刷的辐射室平面立墙迎火面应采用耐火砖。

4.5 加热炉炉底宜采用轻质浇注料和耐火砖双层结构，厚度300mm。

炉底耐火砖应采用GB/T3995的LG125-1.0L高铝质隔热耐火砖。

4.6 对于烟气温度较高的辐射至对流过渡段，宜采用陶纤板加浇注料的炉衬结构。

4.7 采用纤维制品的炉壁板及锚固钉的低温局部应涂抹一层满足
设计文件要求的防露点腐蚀涂料。

热风道宜采用岩棉板（或毡）及0.8mm厚铝皮外保温结构，当空气温度超过250℃采用硅酸铝纤维毯及0.8mm厚铝皮外保温结构。

4.8 对流室、烟道、烟囱等内衬宜采用轻质浇注料结构。

4.9 对流室除最下面1排炉管外，其余各排炉管均应设置折流砖。

5. 配件 5.1 所有加热炉燃烧器应采用低氧化氮燃烧器，每个燃烧器均应设置长明灯，每个工艺装置应至少备有一套便携式电点火器。

5.2 对于最大放热量大于4.4MW的液体燃料加热炉，至少应选用3台燃烧器。

不允许采用配有多枪的单台燃烧器。

5.3 除业主/专利商指定外，烟气空气预热系统应根据使用条件选用管束式空气预热器、板式空气预热器、铸铁式空气预热器、或其组合式空气预热器。

5.4 对于烧燃料油或油气联合加热炉对流段应设置吹灰器，吹灰器型式应为固定旋转/长伸缩式蒸汽吹灰器。

对于烧气体燃料的加热炉，对流段不设置吹灰器，但应每几排炉管留出一定的检修空间并设置检查门；所有加热炉空气预热器烟气侧如采用扩面管应设置吹灰设施，并设置采用临时高压水进行清洗的开口，如可能采用水冲洗，应对预热器内的衬里进行保护。

5.5 存在强制通风和自然通风切换操作的加热炉，其炉底风道应设有气动自动快开风门。

5.6 挡板的型式、结构和技术要求应符合SH/T3036附录F的规定。

5.7 风机的选型、结构和技术要求应符合SH/T3036附录E的规定。

5.8 辐射室端墙或侧墙上部应设置防爆门，防爆门应尽可能的布置在朝向装置外侧的方向，防爆门下部需设护拦。

直排式纯辐射加热炉可以不设防爆门。

5.9 烟风道挡板应采用石墨自润滑、外置轴承支撑结构形式。

5.10 灭火蒸汽管和仪表接管的设置应符合《一般炼油装置用火焰加热炉》（SH/T3036）的相关规定。

主要的结构立柱从根底板到炉底板下部50mm处需涂防火层。

大于25t的预热器下部支撑钢结构的主要梁柱应设置防火层；高径比大于8且总重大于25t没有内保温或外保温的烟风道下部应设置防火层。

6. 环境保护 6.1 烟气排放应符合批复的“”中的规定。

6.2 燃烧器噪声应符合《石油化工企业环境保护设计标准》
（SH3024）的规定。

炉区噪声不超过85dBA。

选用的通、引风机噪声亦不超过85dBA。

6.3 加热炉本体及其附属系统的任何部位和任何部件均不得采用任何形式的石棉制品和/或含石棉制品。

三、工程管理要求 1. 设计中凡采用了新技术、新结构、新材料时，需事先进行设计评审并留存评审记录。

2. 所有设计文件应按规定签署。

3. 采用的标准标准 3.1 本工程加热炉专业所采用的标准标准见
表1，其中各标准所引用的相关标准应视为本工程应遵守的标准标准的一局部。

3.2 但凡注有日期的引用标准标准，其随后的所有修改单（不包括勘误的内容）或修改版，均不适用本统一规定。

但鼓励达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡不注明日期的引用文件，其最新版本适用于本统一规定。

3.3 加热炉设计还应符合地方相关标准标准的规定。

表1 执行标准目录文件编号文件名称国质检总局公告[xx]第83号固定式压力容器平安技术监察规程 TSG G0001 锅炉平安技术监察规程 GBT 150 压力容器 GB 151 管壳式换热器 GB/T 324 焊缝符号表示法 GB/T 985.1 气焊、焊条电弧焊、气体保护焊和高能束焊的推荐坡口 GB/T 985.2 埋弧焊的推荐坡口 GB 4053 固定式钢梯及平台平安要求 GB 5083 生产设备平安卫生设计总那么
GB/T 5777 无缝钢管超声波探伤检验方法 GB/T 7735 钢管涡流探伤检验方法 GB/T 23 涂覆涂料前钢材外表处理 GB/T 9222 水管锅炉受压元件强度计算 GB 13271 锅炉大气污染物排放标准 GB/T 15822 无损检测 GB 16297 大气污染物综合排放标准 GB/T 16507 水管锅炉GB/T 16508 锅壳锅炉 GB/T 16508 锅壳锅炉受压元件强度计算 GB/T 28056 烟道式余热锅炉通用技术条件 GB 50009 建筑结构荷载标准GB 50011 建筑抗震设计标准 GB 50017 钢结构设计标准 GB 50051 烟囱设计标准 GB 50078 烟囱工程施工及验收标准 GB 50135 高耸结构设计标准 GB 50160 石油化工企业设计防火标准 GB 50205 钢结构工程施工质量验收标准 GB 50211 工业炉砌筑工程施工及验收标准GB/T 50264 工业设备及管道绝热工程设计标准
GB 50273 锅炉工程施工及验收标准 GB 50461 石油化工静设备
工程施工质量验收标准 GB 50645 石油化工绝热工程施工质量验收
标准 GB 50661 钢结构焊接标准 GB 50755 钢结构工程施工标准 GB 50761 石油化工钢制设备抗震设计标准 GB/T50087 工业企业噪声控制设计标准 SH 3011 石油化工工艺装置布置设计标准 SH/T 3022 石油化工设备和管道涂料防腐蚀设计标准 SH 3024 石油化工企业环境保护设计标准 SH/T 3036 一般炼油装置用火焰加热炉 SH/T 3037 炼油厂加热炉炉管壁厚计算 SH 3043 石油化工设备管道钢结构外表色和标志规定 SH/T 3045 石油化工管式炉热效率设计计算 SH 3047 石
油化工企业职业平安卫生设计标准 SH 3056 石油化工企业排气筒（管）采样口设计标准 SH/T 3061 石油化工管式炉根底设计标准
SH/T 3065 石油化工管式炉急弯弯管技术标准 SH/T 3070 石油化工管式炉钢结构设计标准 SH/T 3074 石油化工钢制压力容器 SH/T 3075 石油化工钢制压力容器材料选用标准
SH 3085 石油化工管式炉碳钢和铬钼钢炉管焊接技术条件 SH 3086 石油化工管式炉钢结构工程及部件技术条件 SH 3087 石油化工管
式炉耐热钢铸件技术标准 SH/T 3096 高硫原油装置设备和管道设
计选材导那么 SH/T 3113 石油化工管式炉燃烧器工程技术条件
SH/T 3 石油化工管式炉耐热铸铁件工程技术条件 SH/T 3115 石油化工管式炉轻质浇注料衬里工程技术条件 SH/T 3127 石油化工管式炉铬钼钢焊接回弯头技术标准 SH/T 3128 一般炼油装置火焰加热炉陶瓷纤维衬里 SH/T 3129 高酸原油装置设备和管道设计选材导那
么 SH 3137 石油化工钢结构防火保护技术标准 SH/T 3158 石油化工管壳式余热锅炉 SH/T 3166 石油化工管式炉烟风道结构设计标准
SH/T 3412 石油化工管道用金属软管选用、检验及验收 SH/T 3415 高频电阻焊螺旋翅片管 SH/T 3417 石油化工管式炉高合金炉管焊接工程技术条件 SH/T 3420 石油化工管式炉用空气预热器通用技术条件SH/T 3422 石油化工管式炉钉头管技术标准 SH/T 3423 石油化工管式炉用铸造高合金炉管及管件技术条件 SH/T 3506 管式炉工程施
工及验收标准 SH/T 3511 石油化工乙烯裂解炉和制氢转化炉施工技术规程
SH/T 3520 石油化工铬钼耐热钢焊接规程 SH/T 3523 石油化工铬镍不锈钢、铁镍合金和镍合金焊接规程 SH/T 3526 石油化工异种钢焊接规程 SH/T 3534 石油化工筑炉工程施工质量验收标准 SH/T 3602 石油化工管式炉用燃烧器试验检测规程 SH/T 3610 石油化工
筑炉工程施工技术规程 DL/T 869 火力发电厂焊接技术规程 DL 5190.2 电力建设施工技术标准第2局部：锅炉机组 DL 5190.5 电力建设施工技术标准第5局部：管道及系统 SD 268 燃煤电站锅炉技术条件（试行） JB/T 1609 锅炉锅筒制造技术条件 JB/T 1610 锅炉集箱制造技术条件 JB/T 1611 锅炉管子制造技术条件 JB/T 1612 锅炉水压试验技术条件 JB/T 1613 锅炉受压元件焊接技术条件
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