1.加热炉工艺计算软件FRNC5使用入门剖析
FRNC-5PC软件在蒸汽过热炉优化设计中的应用
收稿日期:２０１８Ｇ０３Ｇ０９.作者简介:王强,男,２０１１年毕业于北京化工大学化工过程机械专业,工学硕士,主要从事加热炉设计工作,工程师.E m a i l :w q２３４０＠h l e t ．c o m .F R N C Ｇ５P C 软件在蒸汽过热炉优化设计中的应用王㊀强,吴红艳(华陆工程科技有限责任公司,陕西西安７１００６５)㊀㊀摘㊀要:文章介绍了某煤化工项目中蒸汽过热炉的工艺设计要点和方法,以理论计算公式为依据,确定影响炉管最高管壁金属温度的过程变量因素;通过加热炉工艺模拟计算软件F R N C Ｇ５P C 试算算例,分析不同调整措施对过程变量因素的影响趋势,以及最终对炉管管壁最高金属温度的影响规律.分析表明,增大辐射炉管长度㊁减少辐射炉管程数和减小辐射炉管壁厚能够降低炉管最高管壁金属温度.据此对拟定的蒸汽过热炉设计方案进行优化,通过比选确定最优设计方案.关键词:蒸汽过热炉㊀优化设计㊀F R N C Ｇ５P Cd o i :１０．３９６９/j ．i s s n ．１００６－８８０５．２０１８．０４．００７㊀㊀蒸汽过热炉被广泛应用于石油和化工行业,例如,催化裂化㊁苯乙烯㊁合成氨和甲醇等许多装置中,其主要作用是将饱和蒸汽升温过热,提高蒸汽品质,以便为反应器等下游设备的单元操作提供热量,或用于驱动汽轮机做功.本文所讨论的蒸汽过热炉,为某煤化工项目甲醇合成装置的辅助设备,主要用于将甲醇合成塔副产的饱和蒸汽过热至工艺操作要求的温度,然后并入蒸汽管网.１㊀设计条件蒸汽过热炉的工艺设计数据表由工艺专业按全厂物料平衡和热平衡计算后提出,表１为蒸汽过热炉的主要设计参数.表１㊀蒸汽过热炉主要工艺设计参数㊀㊀根据设计热负荷和规范的要求,蒸汽过热炉采用辐射Ｇ对流型结构圆筒炉ʌ１ɔ,燃烧器位于炉底.蒸汽过热炉结构如图１所示.对流段包含上下两部分盘管.上部为锅炉给水盘管,主要作用为充分利用烟气余热加热锅炉给水,同时降低排烟温度,从而提高燃料热效率.被过热的饱和蒸汽先进入对流段下部盘管加热,之后再经转油线进入辐射段继续过热至所需的出口温度.图１㊀辐射Ｇ对流型蒸汽过热炉示意工业炉㊀㊀石油化工设备技术,２０１８,３９(４) ２２P e t r o ＧC h e m i c a l E q u i p m e n tT e c h n o l o g y㊀㊀蒸汽过热炉为气体加热炉,炉管内被加热介质为蒸汽,可以不考虑介质裂解或结焦的问题,但由于气体的内膜传热系数很小,内膜热阻很大,在相同的辐射热强度下,炉管壁温要高得多,设计时最高管壁温度应不超过其金属的最高允许温度ʌ２ɔ.２㊀工艺方案设计蒸汽过热炉方案的主要设计思路如下:根据以往项目设计经验和设计条件中的最高允许压力降,拟定几种不同的炉管布置设计方案,在F N R CＧ５P C软件中建立对应的工艺计算模型,并执行计算.根据计算结果,分析和比选各种设计方案的关键指标,进一步优化,确定最优工艺设计方案.蒸汽过热炉工艺设计方案主要从以下几个方面进行考虑:(１)流体质量流速;(２)管径和程数;(３)辐射段热负荷所占比例;(４)桥墙温度;(５)最高管壁金属温度;(６)炉管外表面热强度;(７)炉管表面积;(８)排烟温度;(９)经济指标.２．１㊀流体质量流速在给定工艺设计条件下,炉管内流体质量流速主要取决于管径和管程数,管程数越多,则每程流体分布不均匀的危险性就越大,越容易造成局部炉管超温ʌ３ɔ.因此,在满足最高允许压力降的前提下,应尽量提高流体质量流速,可采取减小炉管内截面积或管程数的方法.推荐的蒸汽过热炉蒸汽质量流速取值范围为１４０~３５０k g/(m２ s)ʌ３ɔ.２．２㊀管径和程数影响管程数和炉管尺寸的因素,除流体质量流速外,还要考虑最高允许压力降的限制.按照经验和常用的炉管尺寸系列确定炉管外径ʌ１ɔ时,可以设计多种管径和管程数的组合方案.本文主要讨论ϕ１１４．３㊁ϕ１４１．３㊁ϕ１６８．３和ϕ２１９．１mm这４种常用的炉管规格.２．３㊀辐射段热负荷所占比例辐射段是热交换的主要场所,总热负荷的７０％~８０％由其承担,是全炉最重要的部位ʌ３ɔ.总热负荷一定时,辐射段热负荷占总热负荷的比例越大,表明辐射段炉管与热烟气完成的换热量越多,而在对流段完成的换热量则越少,烟气离开辐射段携带的热量也就少,即桥墙温度较低.２．４㊀桥墙温度桥墙温度表征了离开辐射段烟气温度的高低,是炉子操作的重要控制指标.桥墙温度高,说明辐射段传热强度大.为保证加热炉长期安全运行,一般将桥墙温度控制在８５０ħ以下(但烃蒸汽转化炉㊁乙烯裂解炉除外)ʌ３ɔ.蒸汽过热炉方案设计时,应尽量获取较低的桥墙温度.桥墙温度高,辐射段炉管支吊架的材质要求就需提高,同时衬里的耐火材料等级和衬里厚度也均受影响.２．５㊀最高管壁金属温度炉管的设计管壁金属温度是炉管选材的重要依据,其等于最高管壁金属温度至少加上１５ħʌ４ɔ.蒸汽过热炉管内流体为水蒸气,在不考虑结垢的情况下,炉管最高管壁金属温度的计算公式ʌ５ɔ如下:T m a x＝T b f＋ΔT f f＋ΔT t w(１)ΔT f f＝q R,m a x Kf fD oD iæèçöø÷ΔT t w＝q R,m a x D o l nD oD iæèçöø÷２λt mæèççöø÷÷式中:T m a x 最高管壁金属温度,ħ;T b f 流体体积平均温度,ħ;ΔT f f 通过流体膜温差,ħ;ΔT t w 管壁温差,ħ;q R,m a x 外表面最高热强度,W/m２;K f f 流体膜传热系数,W/(m２ ħ);D o 管子外径,m;D i 管子实际内径,m;λt m 管子金属导热系数,W/(m ħ).由式(１)知,炉管的最高管壁金属温度主要受流体体积平均温度㊁流体膜温差和管壁温差的控制.当被加热介质物性一定时,增大管内流体质量流速或减小炉管内径,均可提高流体内膜传热系数ʌ２ɔ.因此,对于辐射段炉管,减小管炉外表面热强度㊁增大管内流体质量流速㊁减小炉管内径和减小炉管壁厚等都能降低炉管最高管壁金属温度.这些理论定性分析结论,为蒸汽过热炉工艺３２㊀第３９卷第４期王㊀强等．F R N CＧ５P C软件在蒸汽过热炉优化设计中的应用设计方案的调整和优化提供了思路.２．６㊀炉管外表面热强度由式(１)知,减小炉管外表面热强度会降低炉管的管壁金属温度,而增大炉管外表面热强度,能减小炉管所需换热面积,即节约炉管材料.推荐的蒸汽过热炉辐射段炉管表面热强度范围为２６０００~３００００W/m２ʌ３ɔ.蒸汽过热炉设计方案调整优化时,应使管壁金属温度与炉管外表面热强度同时保持较低水平.２．７㊀排烟温度排烟温度是与排烟热量损失直接相关的参数,对全炉热效率产生直接的影响.为了提高加热炉的热效率,节约燃料,方案设计时应尽可能降低排烟温度,但同时应注意保证排烟温度与对流末级盘管进料温差.合理的温差(冷端温差)应由技术经济比较确定,冷端温差一般为７０~８０ħ,最低可为４０~５０ħʌ３ɔ,因此排烟温度最低应控制在１７２ħ左右.同时,还应根据燃料组分特性,确定烟气硫露点温度,设计时应保证对流段末级盘管金属壁温度高于烟气的硫露点温度,在实际工程应用中还应留有１０~１５ħ的温度裕量.２．８㊀经济指标加热炉方案设计过程中,对经济指标的控制主要体现在设备和材料费用㊁加工制造费用以及运营费用３个方面.在满足所有技术要求的前提下,通过多方案对比和优化,使加热炉的体积㊁重量合理化,减少材料用量,同时应采用成熟可靠且易于加工制造的结构形式,有效降低制造费用.运营费用则主要是针对燃料消耗和维护检修方面,特别是燃料消耗量.３㊀优化策略辐射段最高管壁金属温度是蒸汽过热炉设计的重点控制指标.上文２．５节中,以理论公式为依据,分析了影响最高管壁金属温度的因素,但这些因素都属于中间过程因素,且每个因素对最高管壁金属温度的影响程度不同.不同调整措施可能会对其中一个或多个过程因素同时产生作用,且作用结果使过程因素可能增大也可能减小,至于最终会使最高管壁金属温度增大还是减小,理论公式无法评估.利用F R N CＧ５P C模拟计算软件,对采用不同调整措施的算例进行试算,得到各种调整措施对过程变量因素的影响趋势,以及最终对炉管最高管壁金属温度的影响规律,详见表２.４㊀计算模型蒸汽过热炉的工艺计算采用P F R公司开发推出的F R N CＧ５P C加热炉工艺模拟计算软件.该软件属于校核型软件,需要用户事先定义加热炉的炉管布置方案,然后由软件进行校核计算,可以快速进行多方案的比较和优选ʌ６ɔ.表２㊀各种调整措施对相关过程因素的影响注:括号内的 增大/减小 表示能够使辐射段管壁最高金属温度减小的最佳过程因素变化趋势.㊀㊀不同设计方案之间的比较基础应相同,因此在计算模型中作如下假设:相同的过剩空气系数㊁散热损失率㊁燃料特性以及相同的环境温度㊁炉管材质和流体进出口边界条件等.根据前述蒸汽过热炉的工艺设计原则,以及选定的４种炉管规格,共建立８种设计方案(见表３),其中A系列为初始设计方案,B系列为采取调整措施后的优化设计方案.炉管管心距取标准短半径弯头尺寸,辐射段炉管中心线到炉墙衬里表面的距离取１．５倍炉管公称直径ʌ４ɔ.辐射段炉底衬里上表面到炉顶衬里下表面之间的距离,即辐射段净高度,取值按辐射炉管总高度(炉管直段长度加上２个弯头高度)加上６００mm;辐射段衬里内径取炉管节圆直径加４２ 石㊀油㊀化㊀工㊀设㊀备㊀技㊀术２０１８年㊀上(２ˑ１．５)倍炉管公称直径.对于立式圆筒加热炉,当设计热负荷大于６MW时,辐射段炉管直段长度与节圆直径之比,一般取１．５~２．７５,且以气体为燃料的加热炉可以取低值ʌ２ɔ.表３㊀蒸汽过热炉的主要机械设计数据㊀㊀对流段长度和宽度应按规范规定的对流段截面尺寸要求ʌ１ɔ,并结合辐射段筒体直径确定.锅炉给水盘管的作用主要是进一步降低排烟温度,提高全炉热效率.各方案中均采用相同尺寸炉管.由F R N CＧ５P C模拟软件分别建模计算上述８种设计方案.表４为主要计算结果数据.由表４可知,所有设计方案的流体质量流速均在要求范围内,且炉管压力降计算值均小于允许压力降值.桥墙温度是设计方案比选的主要评价指标之一.优化后方案的温度比初始设计方案低３５ħ左右,这对辐射炉管管架和耐火衬里选材十分有利.各方案中离开对流段的烟气温度几乎相同,但略低于１７２ħ.可适当减少锅炉给水盘管的换热面积,以保证合适的冷端温差.不同方案之间的总吸热量略有微小差异,这主要是由各方案的蒸汽盘管压力降差异造成的;辐射段热负荷所占比例在６４％~６８％之间,略低于２．３节中的要求.笔者尝试分别采用减小对流段面积和增大辐射段炉管换热面积的方法来提高这一比例数值,但试算结果表明:减小对流段面积会使桥墙温度㊁辐射段管壁最高金属温度都增大,炉管选材要求提高;而增大辐射段炉管换热面积,会使辐射室体积增大,造成建设投资增加.因此笔者认为,仅在桥墙温度较高(＞８５０ħ)时,可以考虑提高辐射段热负荷所占比例来降低此温度,而其余情况下,单纯地将辐射段热负荷所占比例控制在７０％~８０％的范围内,有待商榷.辐射段炉管平均热强度与２．６节中的要求差异较大.笔者尝试采用减小辐射段换热面积来增大这一数值,但试算结果表明,桥墙温度也会增大.笔者认为,在炉管材质较为昂贵时,可考虑适当提高辐射段炉管平均热强度以节约炉管材料,而单纯地将辐射段炉管平均热强度控制在２６０００~３００００W/m２的范围内,有待商榷.辐射段最高管壁金属温度也是设计方案比选的主要评价指标之一.除ϕ１４１．３方案外,其余优化后方案的温度均比初始方案低８ħ左右.ϕ１４１．３方案同时采用了２种优化措施,使最高管壁金属温度降低了１５ħ,这对辐射炉管选材和强度计算十分有利.燃料消耗量和计算热效率体现了加热炉的节能环保性能,也是设计方案比选的主要评价指标.综上所述,蒸汽过热炉B２设计方案的工艺性能最佳.５２㊀第３９卷第４期王㊀强等．F R N CＧ５P C软件在蒸汽过热炉优化设计中的应用表４㊀不同蒸汽过热炉设计方案优化前后的主要计算结果数据５㊀结语１)满足压力降的前提下,应尽量提高管内介质质量流速,以提高流体膜传热系数,从而降低辐射段管壁最高金属温度;２)随着炉管内径增大,管内介质质量流速减小,辐射段管壁最高金属温度会增大;３)增大辐射段炉管直管长度和减小炉管壁厚均能降低辐射段炉管管壁最高金属温度;４)蒸汽过热炉桥墙温度较高(＞８５０ħ)时,可适当增大辐射段炉管换热面积,以降低桥墙温度和辐射段管壁最高金属温度;５)对于蒸汽过热炉,将辐射段炉管平均热强度控制在较高数值范围内,会使桥墙温度和辐射段管壁最高金属温度增大,不利于炉管选材和强度设计.参考文献:[１]㊀中华人民共和国国家发展和改革委员会．化学工业炉结构设计规定:H G/T２０５４１ ２００６[S]．北京:中国计划出版社,２００７．[２]㊀李文辉．加热炉炉管内膜温度控制[J]．石油化工设备技术,２０１６,３７(２):４１Ｇ４３．[３]㊀钱家鳞．管式加热炉:第二版[M]．北京:中国石化出版社,２００３．[４]㊀中华人民共和国工业和信息化部．一般炼油装置用火焰加热炉:S H/T３０３６ ２０１２[S]．北京:中国石化出版社,２０１３．[５]㊀中华人民共和国工业和信息化部．炼油厂加热炉炉管壁厚计算方法:S H/T３０３７ ２０１６[S]．北京:中国石化出版社,２０１６．[６]㊀程微．管式加热炉遮蔽管的模拟计算和优化设计[J]．化工与医药工程,２０１５,３６(３):１Ｇ５．６２ 石㊀油㊀化㊀工㊀设㊀备㊀技㊀术２０１８年㊀。
工业锅炉热力计算软件使用说明书
图 3-6 管式空预器输入需要的操作区域
3.5 构建流程 用户仔细检查完所输入的数据并确认准确后，点击
达钢加热炉软件系统操作说明
四川达州钢铁集团股份有限公司二棒加热炉系统软件操作说明上海嘉德环境能源科技有限公司2010年5月加热炉系统软件操作说明系统概述:达州钢铁集团公司二棒加热炉共设有两台工控机，其功能画面和操作功能完全一致。
操作人员在任何一台工控机上都可以监视加热炉设备运行情况。
并可以完成对现场任何一台受控设备的控制。
上位机共分为电控系统、液压系统、仪控系统、水冷系统，汽化冷却系统，换向系统，风机温度监测，报警系统、趋势图几部分。
双击软件时，自动进入登录画面，见下图：输入系统用户名：lmbc 密码：123456，点击用户登录按钮，进入系统主画面，见下图：系统主画面包括公共菜单窗口、报警信息窗口、重要数据窗口、流量累击、出炉钢坯信息，当前操作员信息等。
公共菜单窗口分为十个子菜单：电控系统、液压系统、仪控系统、换向系统、汽化系统、水冷系统、炉前系统、风机温度、历史报警、历史趋势。
点击子菜单，进入相关系统画面。
点击退出按钮，系统自动退出运行软件。
仪控系统操作一、仪控画面仪控画面主要显示加热炉系统如下几个方面：1、风机运行情况、风机阀门状态和电机轴前、轴后温度。
电机轴温度大于75℃、电机绕组温度大于120℃、风机轴承回水温度大于40℃时报警，电机轴温大于80℃、电机绕组温度大于125℃时要求操作人员现现场停电机。
1、炉子四周CO浓度及报警。
CO浓度高于50ppm报警。
2、净环水流量和压力。
净环水流量低于80M3/H报警。
3、压缩空气压力显示气源压力少于0.45MPa报警。
4、煤气流量，各煤气支管瞬时流量之和为煤气的累计流量。
5、煤气总管快切阀状态。
6、各支管阀门输出和状态反馈。
7、煤气总管阀后压力，空气总管压力，炉膛压力显示等。
煤气阀后压力、空气总管压力低于3KPa报警。
二、仪控画面主要对控制下列设备：1.煤气总管快切阀。
主要是在紧急情况下切断煤气。
当他开到位时候显示为绿色，关到位时显示为红色。
2、各煤气空气支管调节阀，其主要作用是控制各支管流量，来达到调节炉膛温度的目的。
加热炉操作说明
1 概述1.1前言本操作手册为整个系统的操作说明，上岗操作人员上岗前请详细阅读本手册及有关仪表说明书。
1.2系统简介加热炉系统包括加热炉炉体、燃烧器等设备和燃烧系统、自动控制系统等部分。
加热炉本体由多根立柱支撑，炉本体自挪娥、塑垂段及逛堕度城。
下部辐射段为圆筒形，炉管采用多头并联立管；中部对流段采用横向列管结构，靠近辐射段的换热管采用光管，其余选用翅片管结构；对流段上方设计带翻板的烟囱，通过控制翻板可调节炉膛压力。
辐射段底部炉底安装三台燃烧器。
燃烧系统由燃烧器、燃料管线、燃气放空管线、灭火管线、氮气置换吹扫管线组成。
燃烧器为自然通风型燃气燃烧器；燃料管线分为主燃料输送管线和长明灯燃料输送管线；烟风系统采用自然通风给燃烧器供风。
加热炉自动控制系统包括点火控制、负荷调节控制、炉膛负压控制及安保联锁控制等。
通过控制点火步骤保证加热炉安全点炉，通过物料出口温度控制燃料流量实现加热炉负荷自动调节，通过炉膛负压测点和烟囱翻板阀实现炉膛负压调节，在点炉及运行中可以通过操作画面实现直观显示相关参数，通过对敏感测点监控实现安保联锁控制保证加热炉设备安全。
2 功能及技术特征2.1工艺系统2.1.1工艺系统简介加热炉燃烧工艺系统流程详见随机资料之“系统流程图P&ID”。
燃烧系统主要包括主燃气管线、点火燃气管线、氮气置换吹扫管线和灭火管线。
主燃料气管线的燃料供应及调节阀组内设置有带温压补偿的流量计、流量调节阀、双切断加放空阀组，在燃烧器前设置手阀、阻火器和金属软管，在燃气进入界区处设置氮气置换管线，主燃气切断阀后设氮气吹扫管线。
系统可实现对燃料气的流量控制和切断，阻火器可保证燃料气管道的安全，当燃气系统停止工作时可以通过氮气管线对燃气管线进行安全置换。
长明灯燃料气管线为燃烧器的长明灯提供燃气，气源来自主燃气管线，长明灯火焰稳定燃烧，从而保证主火焰被可靠引燃，长明灯管线设置双切断加放空阀组可通过程序控制燃料气的供应，并在长明灯火焰熄灭时及时切断燃气，保证系统安全。
加热炉操作使用教程
五.烧负压
• 关闭介质进口阀门，将控制停炉的温度设定在95℃启炉，加热炉蒸汽压力达 到0.2MPA时真空阀自动打开排气，在排出蒸汽的同时把炉体内的空气排出， 排放时间约3-8分钟，打开介质进口阀门，低温介质进入盘管，水蒸气遇到低 温介质冷凝成液态水，炉体压力降低，形成负压。
真空阀
真空阀 排气口
六.加热炉巡检要点
1、结构
控制柜结构
• 控制柜面板分为上、中、下三部分。上半部分为显示屏，中部分为指示灯信 息部分，下半部分为开关旋钮部分。
一、触摸屏
•
在触摸屏的首页我们可以看到加热炉监控到加热炉壳程温度、盘管出 口温度、壳程压力、火焰信号和燃气泄漏值。
触摸屏参数设置
• •
在触摸屏首页点
两下，进入到
•
1.点击 ，就可以进到参数设置里，设置工艺上所要求的启 炉壳程温度、停炉壳程温度、控制壳程温度、壳程蒸汽压力上限报警值以及 盘管出口温度上限报警值进行设置。 2.点击 ，可以查询到加热炉近期报警的情况。
四.启停炉
• 启炉：按顺序把浪涌保护开关，控制电源开关，燃烧器控制器开关，燃烧器风机开关打 到“合”的位置，然后按“启炉/复位”按钮，加热炉就可以正常启炉。燃烧器控制器开关”打到“分”或者在触摸屏里点“机组暂停机” 点到“暂停”即可实现加热炉停炉。
2、遇到紧急情况时，可快速按下急停按钮或者主控室远传停炉。
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• 3. 在锅炉控制系统主菜单里点击“系统运行及监控”，进到“系统运行及监控” 页面，在要启炉前，“运行方式选择”处于正常运行，“机组暂停机”处于运行， 之后点“自动控制” 就可以实现加热炉自动控制以及返回到触摸屏首页
二、指示灯
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1.电源指示：当断路器1Q1开闸时，控制电源旋钮旋到合位置，“系统电源”灯亮；当 控制电源旋钮旋到分位置时，该指示灯灭。 2.消音指示：当燃烧器报警时“消音指示”灯亮，当按下“停炉消音”，该指示灯没。 3.燃烧器运行：当燃烧机在没有任何故障时，正常运行后，该指示灯亮。 4.电伴热运行：电伴热投用时该指示灯亮。 5.报警：当加热炉出现综合故障和燃烧器故障时该指示灯亮。 6自动/手动：旋转此旋钮到“自动”位置，系统将会根据所选择的炉膛温度自动 燃烧 机启停炉，当旋转到“手动”位置时，则不受CPU控制，需要有人在现场值守； 7.急停按钮：如果觉得有必要紧急停止燃烧机的情况下，按下此按钮，则会断开燃烧机 的控制电源，从而使燃烧机停止工作。
加热炉的原理及操作规程(终)PPT课件
2 风门，使母火燃烧稳定，当控制器中的气源压力表指示＞0.05MPa时，关闭气源调节阀。
调试火焰探测器，当火焰探测器压力表有显示后（10-15psi）关闭母火阀门，观
3 察火焰探测器压力表是否落零，否则调节火焰探测器使其缓慢落零。
再次点燃母火，观察火焰探测器压力表是否显示在10-15psi，如显示正常，关
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长庆油田公长庆司油采田气公一司厂采：气杨一玲厂
二、加热炉主要结构 燃烧器
B
加热炉本体 A
结构
C 供气管路
监控器
E
D 温度控制
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二、加热炉主要结构
1、加 热 炉 本 体
烟囱 防爆门
加水包
炉体 炉胆 高压盘管
液位计
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长庆油田公司采气一厂
三、负压式加热炉启停操作规程
4、点主火操作
全开气量调节阀，打开主火截止阀，使主火压力表指示为0.06MPa左
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右，主火即被点燃，调节燃烧器风门使火焰充分稳定燃烧；
调节气量调节阀使主火压力显示为0.02Mpa，调节温度控制器到所 需温度。
2
3
待加热炉内水温符合站内要求后，缓慢依次打开盘管进口各阀门 ，使被加热天然气温度逐渐升高；
3、加热炉防爆门能自由开启，加热炉运行时严禁操作人员 靠近防爆门。
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五、操作练习与巩固
操作 练习与巩固
操作练习与巩固 学员通过教师演示后， 进行操作练习。
要求：操作按顺序进行
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加热炉优化计算软件RFO
（三） 优化计算模型理论 加热炉的炉温优化目标是以轧制工艺对钢坯温度分布的要求为基础的，以生产过程中 的某些生产目标为约束条件，寻求满足约束条件的炉温优化分布曲线： 本文建立如下的炉温优化目标函数：
J目标 = ω1 T出炉钢表 − T
约束条件如下:
[
* 2
] + ω [T
2
出炉钢表
− T出炉钢中心 ]
（一） 需求与应用分析 在加热炉设计中，供热量、炉温和坯温之间是一种强耦合关系，几乎无法精 确计算钢坯温度场，更无法解析加热炉复杂的热工过程中各参数之间的关系，造 成加热炉设计过多依赖设计人员的经验。 加热炉热工优化软件(RFO)作用： 根据最优升温曲线计算出坯料在各阶段的热量供应量，以热量供应量为基础 从而合理配置每段的烧嘴数量和型号。 提供一种数字化的手段，辅助加热炉设计和使用人员能够方便迅速的定量以 及定性的解析加热炉在各种不同的设计参数下的运行性能。 解决设计和使用人员不能计算和大量重复计算的问题，从而把加热炉的设计 提升到一个更高的层次。
（二） 产品功能
在满足加热质量要求（钢坯加热温度、断面温差），给定产量，优化计算加热 炉最大热效率，以及对应炉温曲线、供热量曲线等 给定炉温制度，在满足加热质量要求（钢坯加热温度、断面温差）优化计算 加热炉最大产量和最大热效率，以及对应的供热制度。
给定供热制度，在满足加热质量要求（钢坯加热温度、断面温差）优化计算 加热炉最大产量和最大热效率，反算对应的炉温制度。
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N + ω3 ∑ T平均预报 (k ) / N + ω4 ( s ) v k =0
钢坯出炉时刻表面温度与目标表面温度之差的限制 出炉时刻钢坯最大断面温差的限制 钢坯在预热段内最大加热速度的限制 加热炉内某点的最大最小炉温限制 钢坯温度分布与加热炉炉温分布之间的函数关系为
FRNC-5PC工艺计算软件中文操作指南
FRNC-5PC工艺计算软件中文操作指南目录1 总则31.1 要紧应用31.2 有关标准及参考书籍32 软件简介42.1软件使用范畴42.1软件运算方法52.1.1固定发热量（固定燃料量）52.1.2固定热负荷53 输入部分53.1 燃烧室输入63.1.1 Characteristic 63.1.2 Furnace type 73.1.3 Furnace dimension 73.1.4 Flue Gas “Take-Off”73.1.5 The ID’s of Coil Sections in Firebox 8 3.2 对流室输入83.2.1 Characteristic 83.2.2 Internal Duct Dimensions 83.2.3 Coil Section, Q-Bank, or Air Preheater ID 9 3.3 烟囱输入93.3.1 Characteristic 93.3.2 Geometry 93.4管路输入 93.4.1 Geometry 103.4. 2 Process fluid 103.4.3 Geometry I 103.4.4 Geometry II 113.4.5 Additional data 113.4.6 Additional data 123.5炉管数据输入133.5.1 General characteristics 13 3.5.2 Fin type and diameter 13 3.5.3 Fin data 133.6物料数据输入143.6.1 Process stream Characteristic 14 3.6.2Condition 143.7燃烧数据输入153.7.1 Firing data 153.7.2 Bridge wall temperature 15 3.7.3 Fuel #1 163.8燃料数据输入163.8.1 Identification 163.8.2 Composition 173.9热缺失输入173.10注入水蒸气/水数据173.11Q-Bank输入 183.12空气数据输入183.13空气预热器输入183.13.1 General Characteristic 19 3.13.2 Specification 193.14物理数据输入203.14.1 自动生成的物理性质20 3.14.2 直截了当输入的物理数据203.14.3 仅仅生成的物理属性数据204 输出部分214.1输入数据的重现 214.2输入数据的处理 214.3物理属性数据的重现214.4运算过程输出214.4最终结果输出21总则1.1 要紧应用本手册规定了FRNC-5PC软件的使用方法和步骤等。
工艺计算软件操作指南模板
工艺计算软件操作指南模板FRNC-5PC工艺计算软件操作指南目录1 总则 .............................................................................. 错误!未定义书签。
1.1主要应用 ................................................................... 错误!未定义书签。
1.2相关标准及参考书籍............................................... 错误!未定义书签。
2 软件简介...................................................................... 错误!未定义书签。
2.1软件使用范围........................................................... 错误!未定义书签。
2.1软件计算方法........................................................... 错误!未定义书签。
2.1.1固定发热量( 固定燃料量) ................................ 错误!未定义书签。
2.1.2固定热负荷 ......................................................... 错误!未定义书签。
3 输入部分...................................................................... 错误!未定义书签。
3.1燃烧室输入 ............................................................... 错误!未定义书签。
1加热炉工艺计算软件FRNC5使用入门
物流进出口条件均固定，又输入了此物流的热负荷，则程序将算出的热负荷与输入的物流热负荷比较，误差大于1%时，程序将报告。
上述情况下，热负荷是确定的。另外还有一种模拟计算方法，即给出燃料量（或燃料总发热量），则程序计算吸热量、每个工艺物流的出入口与中间条件以及加热炉内各部位的状态参数。
（2）评价设计方案（可进行多种工况计算结果的比较）
（3）评价操作数据，改进工艺操作
（4）对现有加热炉存在问题进行分析，以消除瓶颈
（5）对诸如加热炉的“串联”、增加空气预热器或增加热回收管组等节能方案进行分析。
（6）预测改变进料组分、注汽或改变燃料类型的影响
（7）对工程师及操作人员进行火焰加热炉基础知识培训
炉管模块
炉管模块指具有特定材质、扩面形式和几何尺寸的单根炉管。同一个炉管模块可以被不同的管组模块所引用。
物流模块
物流模块被管组模块所引用。
燃烧模块
燃烧模块与辐射室相对应。燃烧模块定义了燃烧发热量、燃料种类等。
燃料模块
燃料模块被燃烧模块所引用。
正因为采用了这种模块化的组合，才能简化数据的输入，才能适应各种复杂的炉型。软件采用自由或固定格式输入均可。一般情况下，通过多级屏幕菜单的形式，在（英文）文字或图象提示下，输入原始数据。当希望更改某些输入数据时，在屏幕菜单下，或在数据文件中修改，均十分方便。
根据API RP530计算的最小管壁平均厚度，按API 560考虑的最小腐蚀余量、最小推荐壁厚、尺寸与表面积
在输出本组数据前，有一段文字，其中文意思是：
“需要厚度（REQ.THK）为API530定义的平均壁厚，指无缝管且没有考虑重量应力或压力/温度的交变荷载。设计寿命100000小时。REQ.THK包括API560推荐采用的最小腐蚀裕量在内。如果计算的REQ.THK低于API530的下限，则打印此下限值。转油线、非钢管以及材料代号没有输入的钢管打印0值。设计时不要采用此厚度，因为程序中使用的许用应力可能仅仅是外推后的近似值。此厚度仅供参考。”
化工仿真实习软件之加热炉
第十章加热炉一、工艺流程简介石油化工领域常见的加热炉，目的在于使物料升高温度。
从结构上看加热炉可以分解成燃烧器、燃料供给系统、炉体及有关的控制系统及紧急事故时的安全保护系统。
其中炉体主要包括空气流道、燃烧段、辐射段、对流段、烟筒及调节空气流量的挡板。
1、流程简述本加热炉所使用的燃料气主要含甲烷与氢气，其百分比组成如下:CH4 34.5 % C2H6 11.3 %C3H8 6.6 % C4H10 4.9 %C5H10 0.7 % H2 38.2 %N2 3.8 %燃料气供给管路系统在加热炉的结构中是较复杂的部分，见流程图10-1所示。
燃料气首先经过供气总管从界区引到炉前。
该管道的端头下部连有一个气、液分离罐，分离罐设两路排放管线，一路将燃料气中所夹带的水和凝液排放入地沟，另一路将燃料气管线中可能滞留的空气排入火炬系统。
在距供燃气管线端头2m处有一分支管线，将燃料气引入加热炉。
此管线上设紧急切断阀HV-02，这个阀门由控制室遥控开或关。
当出现燃料气异常，如突然阻断引起炉膛熄火事故时，应首先关闭此阀。
加热炉停车时也应关闭此阀。
管线上装有流量变送器及孔板，用来检测记录燃料气的流量FI-01。
计量单位为Nm3/d（标准立方米/天）。
另外由一现场压力表PI-02显示燃料气的总压，正常值为0.5~0.8MPa.管线引至炉底分成两路，一路供主燃烧器使用，另一路供副燃烧器使用。
在主燃烧器管线上设炉出口温度控制调节阀，通过调节燃气的流量来控制炉出口温度。
现场压力PI-03指示主燃烧器供气支管压力。
在副燃烧器供气管线上装有一个自力式压力调节器PC-01，当燃料气总压波动时，维持副燃烧器支管压力为0.32 MPa，通过现场压力表PI-04指示。
滞留在主、副燃烧器支管中的水或非燃料气，如空气、氮气等，通过V1、V2、V3排入地沟或火炬系统。
加热炉的两个主燃烧器分别通过阀门V4、V5或V9、V10同主燃烧器供气管相连。
两个副燃烧器分别通过阀门V6、V7或V11、V12同副燃烧器供气管相连。
减压炉辐射炉管扩径探讨及设计中FRNC-5PC软件的应用
减压炉辐射炉管扩径探讨及设计中FRNC-5PC软件的应用吴振松;刘福生;王金昌;张述旺;段晓磊【摘要】简述了减压炉辐射炉管扩径的原则.用实例演示了FRNC-5PC软件计算辐射炉管扩径过程.【期刊名称】《石油和化工设备》【年(卷),期】2012(015)002【总页数】4页(P25-28)【关键词】减压炉;辐射炉管;扩径;FRNC-5PC;应用【作者】吴振松;刘福生;王金昌;张述旺;段晓磊【作者单位】海工英派尔工程有限公司,山东青岛266061;海工英派尔工程有限公司,山东青岛266061;海工英派尔工程有限公司,山东青岛266061;海工英派尔工程有限公司,山东青岛266061;海工英派尔工程有限公司,山东青岛266061【正文语种】中文在减压炉辐射炉管的设计中，为了避免油品裂解而影响产品质量，要求油料温度不超过显著裂解的温度；而为了提高侧线产品的收率，又要求油品出炉时具有足够高的热焓[1]。
因此，对辐射炉管的设计显得尤为重要。
辐射炉管若全部采用大直径炉管，会导致流速减慢、压降小，在未汽化前，可能出现裂解与结焦；若全部采用小直径炉管，则会使汽化点后的阻力增加，导致出口前炉管内油品温度比出口还高，造成裂解与结焦。
设计中一般采用汽化段扩径和注汽的方法来满足上述要求。
减压炉炉管内压力、温度关系可用图1简要表示。
图1 减压炉炉管内压力温度关系简图从图1可看出，在减压炉中，油品的温度随着行程的增加而升高，压力随行程的增加而降低。
辐射管有扩径时炉进出口压降小，故先到达油品的汽化点（Pe，Te），即曲线2上的A点。
而辐射管未扩径时炉进出口压降大，在汽化温度Te下压力Pe'（曲线1上的B点）大于汽化压力Pe而不能汽化，只有继续加热到C点时才开始汽化。
由此可知，扩大炉管直径，可以使油品在较低的温度和压力下开始汽化，避免高温裂解与结焦；同时，在相同的温度下，由于压力降低，可促使油品更多的汽化，从而从辐射室吸收更多的汽化潜热，降低出口温度，避免油品裂解。
FRNC-5PC工艺计算软件中文操作指南
FRNC-5PC工艺计算软件中文操作指南FRNC-5PC工艺计算软件操作指南目录1总则 (3)1.1主要应用 (3)1.2相关标准及参考书籍 (3)2软件简介 (4)2.1软件使用范围 (4)2.1软件计算方法 (5)2.1.1固定发热量（固定燃料量） (5)2.1.2固定热负荷 (5)3输入部分 (6)3.1燃烧室输入 (7)3.1.1 Characteristic (7)3.1.2 Furnace type (8)3.1.3 Furnace dimension (9)3.1.4 Flue Gas “Take-Off” (10)3.1.5 The ID’s of Coil Sections in Firebox (11)3.2对流室输入 (12)3.2.1 Characteristic (12)3.2.2 Internal Duct Dimensions (12)3.2.3 Coil Section, Q-Bank, or Air Preheater ID (13)3.3烟囱输入 (13)3.3.1 Characteristic (13)3.3.2 Geometry (14)3.4管路输入 (14)3.4.1 Geometry (15)3.4. 2 Process fluid (15)3.4.3 Geometry I (16)3.4.4 Geometry II (16)3.4.5 Additional data (18)3.4.6 Additional data (19)3.5炉管数据输入 (20)3.5.1 General characteristics (20)3.5.2 Fin type and diameter (21)3.5.3 Fin data (22)3.6物料数据输入 (23)3.6.1 Process stream Characteristic (23)3.6.2Condition (24)3.7燃烧数据输入 (24)3.7.1 Firing data (25)3.7.2 Bridge wall temperature (26)3.7.3 Fuel #1 (27)3.8燃料数据输入 (28)3.8.1 Identification (28)3.8.2 Composition (29)3.9热损失输入 (29)3.10注入水蒸气/水数据 (30)3.11Q-B ANK输入 (31)3.12空气数据输入 (31)3.13空气预热器输入 (32)3.13.1 General Characteristic (33)3.13.2 Specification (33)3.14物理数据输入 (34)3.14.1 自动生成的物理性质 (34)3.14.2 直接输入的物理数据 (35)3.14.3 仅仅生成的物理属性数据 (35)4输出部分 (35)4.1输入数据的重现 (35)4.2输入数据的处理 (35)4.3物理属性数据的重现 (36)4.4计算过程输出 (36)4.4最终结果输出 (36)1总则1.1 主要应用本手册规定了FRNC-5PC软件的使用方法和步骤等。
使用PFR FRNC-5——对加热炉遮蔽段炉管设置的讨论
使用PFR FRNC-5——对加热炉遮蔽段炉管设置的讨论程珂【摘要】通过比较PFR FRNC-5中有关遮蔽段炉管的设置选项.讨论了如何设置这些选项以满足设计的意图.【期刊名称】《化工设备与管道》【年(卷),期】2010(047)004【总页数】3页(P23-25)【关键词】FRNC-5;工业炉;遮蔽管【作者】程珂【作者单位】中国石化集团上海工程有限公司,上海,200120【正文语种】中文【中图分类】TQ054近年来,越来越多的工程公司在设计工业炉时使用 PFR系列软件。
但由于种种原因,很少有针对该软件的技术交流,也没发现有使用该软件而发表的论文、书籍等技术文献。
笔者在工作中一直使用 PFR FRNC-5对蒸汽过热炉进行工艺计算。
对如何正确设置遮蔽段炉管有些个人总结。
以下笔者将从实际的蒸汽过热炉实例出发讨论本文的主题。
希望抛砖引玉,有更多的工业炉工程师来分享使用软件的心得。
1.1 加热炉简介一般加热炉的结构包括辐射段、对流段、烟囱。
火焰在辐射段炉膛内燃烧,对辐射炉管进行辐射传热。
产生的高温烟气顺序经过辐射段、对流段、烟囱排入大气,并对沿途经过的炉管进行对流传热。
所需加热的物料顺序经过对流段扩面管、遮蔽段炉管、辐射段炉管,完成工艺所需的加热过程。
遮蔽管位于对流段的最下方,一般采用光管。
某装置蒸汽过热炉被设计成双辐射炉膛公用一个对流段,遮蔽段炉管使用 800H/800HT材质,本文以此为例进行分析讨论。
1.2 使用 PFR FRNC-5PFR FRNC-5能够对炼油厂、化工厂中大部分的直接火焰加热炉和水管锅炉进行性能模拟和效率预测计算。
工业炉中大部分部件能够被程序模拟。
程序可以给出各个流程单元的进出口状况,可以模拟工艺流程、计算热负荷和压力降。
程序严格按着工艺流程和烟气流经过程计算出所需的各个参数数据。
在建立模型时,需要对定义的每个盘管设置属性。
其中在对话框“Coil section data”中,在选项卡“Radiant/shock tubes”中的选项组“Coil”中有3个选项。
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程序会算出与显示加热炉的以下工艺参数或不利操作状态： （1）加热炉总热负荷、总热效率，辐射室热负荷 （2）辐射室出口温度（桥墙温度）与烟囱入口处温度 （3）辐射和对流热强度的均值和峰值 （4）辐射段遮蔽段和对流段中所有管组的管壁金属温度和翅片尖端温度的峰值和均值 （5）两相流流型及沸腾状态的确定 （6）管内两相流的传热和压降 （7）管外传热和阻力 （8）“阻塞” 、“干锅”或“冷端” 腐蚀的可能性 2．2 适用的加热炉类型 （1）常减压装置加热炉 （2） 铂重整、铂铼重整和强化重整等装置加热炉 （3） 重沸炉和过热炉 （4） 一氧化碳加热炉和锅炉 （5） 脱硫装置原料预热炉 （6）焦化炉和减粘加热炉 （7）润滑油蒸馏和蜡油加热炉
软件对于各种复杂炉型计算的灵活性，为加热炉设计中的炉型选择、炉型综合甚至炉 型创新提供了更大的想象空间，可以设计出更加经济合理和安全适用的炉型。这一点在大型 加热炉的设计中尤其显得重要。 4．2 本软件具有很强的排管适应性，使管排设计更为合理先进
软件适用于单一或多种介质在加热炉内的各种流程。 加热炉设计的传统做法是，根据管内介质流速经验数据，确定管程数和炉管外径与壁 厚；根据平均热强度经验数据确定管排面积；最后根据管内介质压降限制和炉管壁厚要求进 行调整。其结果比较粗糙，不够经济。本软件可计算出每根炉管的内外工艺参数以及根据 API RP530 计算的各管组所需最小管壁平均厚度等结构参数。设计者可据此合理选择各加热 段的管程和排管面积以及每根炉管的材质、外径与壁厚，采用合理的排烟温度以避免低温腐 蚀等。 4．3 本软件采用了较为先进的计算方法
本软件可以优化加热炉设计，并可对现有加热炉进行操作分析、加强管理，是一个较 为优秀的软件。
2.FRNC-5 软件功能与特点
2．1 软件应用范围 本程序可用于炼油、石油化工及热电联合等装置中大多数火焰加热炉及水管锅炉
的性能模拟及效率预测。程序采用经过证明了的技术，通过综合迭代，将工艺物流模拟、传 热和压力降计算等过程组合在一起。
（2） 上述情况下，热负荷是确定的。另外还有一种模拟计算方法，即给出燃料 量（或燃料总发热量），则程序计算吸热量、每个工艺物流的出入口与中间 条件以及加热炉内各部位的状态参数。
（3） 对于多种工艺物流加热的炉子，只能对一种主要工艺物流固定热负荷。 （4） 建立一个加热炉模型所需要的时间取决于加热炉的复杂程度和计算者的经
1
（8）煤炭液化加热炉 （9）螺旋管加热炉 （10）蒸汽发生器 （11）余热锅炉 本软件不适用于制氢、合成氨、甲醇等工艺装置的转化炉。 2．3 本软件的主要用途 （1）进行新、旧加热炉的模拟设计计算（实际是核算，即需先输入加热炉结构数据， 才可运行） （2）评价设计方案（可进行多种工况计算结果的比较） （3）评价操作数据，改进工艺操作 （4）对现有加热炉存在问题进行分析，以消除瓶颈 （5）对诸如加热炉的“串联” 、增加空气预热器或增加热回收管组等节能方案进行分 析。 （6）预测改变进料组分、注汽或改变燃料类型的影响 （7）对工程师及操作人员进行火焰加热炉基础知识培训 （8）建立过程控制的模拟模型 （9）连续监测工艺流程，确定结垢或结焦程度 本软件非常适合于研究调整工艺方案的可行性并确定这些调整是怎样影响加热炉系统 的各个方面的。 2．4 本软件的特点 （1）本软件由于其通用的建模体系，几乎可以模拟任何燃烧加热系统。比如，系统可以包 括 1 到 5 个辐射室（炉膛），多达 20 个串联或并联的对流室或烟道（在 6.5 版，仅限于 5 个）， 多达 89 个单独的管组（在 6.5 版，仅限于 35 个），可引进或引出一部分烟气，等等。 本软件采用模块化方法来描述加热炉的工艺过程。软件将加热炉分成炉段模块、管组模 块、炉管模块、物流模块、燃烧模块、燃料模块等。
仅供参考。”
（8）炉管内数据
沿每种物流的流程，依次表示(一个管程)每根炉
管内的重要工艺数据（一个流程最多表示前 50 根炉管，在 6.5 版，仅为 20
根），包括：
每根炉管管内介质的温度 、压力、汽化率和线速，每根炉管内膜传热系数，
பைடு நூலகம்
油膜、管壁平均和管壁外表面峰值温度，平均和峰值热强度，管内介质流型、
A． 炉段（加热段）模块 炉段模块指容纳烟气的空间，包括辐射室、对流室、烟囱等。在辐射室和对流
室模块中，通过按一定次序对特定管组模块的引用，可描述各种复杂的排管形式。 B． 管组模块
管组模块表示一组具有相同特点的管束。它被炉段模块所引用，同时，它引用 炉管模块与物流模块。 C． 炉管模块
炉管模块指具有特定材质、扩面形式和几何尺寸的单根炉管。同一个炉管模块 可以被不同的管组模块所引用。 D． 物流模块
4
沸型和相对结焦速率
（9）燃料数据
输出各种燃料的低热值，燃料用量等
（10）燃烧数据
输出各个炉膛（辐射段）的燃烧发热量，空气用
量，烟气量，烟气温度，烟气组分，平均分子量，水露点，酸露点等
（11）炉膛正压、管壁和扩面元件超温、超临界流动以及露点腐蚀等重要警告
信息
4 软件评价
4．1 本软件具有很强的炉型适应性，便于比较与选择 软件适用于单一或多个辐射室、对流室、烟道和烟囱的各种布置形式，可以有一系列
2
一个加热炉的数据输入后将其保存，文件后缀为 fn5 。在此文件中，所有重要 的结构、工艺及燃烧数据均用“关键词”格式来储存。比如，用关键词 PROCESS 来引导一组工艺条件数据，用关键词 FIREBOX 来引导一组辐射室结构参数。 当希望更改某些输入数据时，在屏幕菜单下，或在数据文件中修改，均十分方便。 （2） 本软件实际上是一个加热炉工艺核算软件。它需要预先输入加热炉结构数据，
并联或串联的对流室；辐射室与对流室之间、对流室与对流室之间可以通过一系列并联或串 联的烟道连接；对流室和烟囱可以顶置或底置。这种灵活性，在国内软件中还是不多见的。 这主要因为本软件通过对加热炉各部分的功能进行模块化分解，然后通过模块的组合实现加 热炉各部分功能的组合。
以往国内软件大多直接从炉型出发对加热炉的功能进行分解，一旦炉型考虑不周或 出现新炉型则难以适应。
验。从基本数据开始，建立一个加热炉模型大约需要 8—24 小时，而求解 可在几分钟之内完成。 （5） 欲将输入完毕（或修改过）的某加热炉数据进行模拟计算运行，先要存盘， 再点“RUN”键。程序会要求操作者键入（或确认与上次相同的）输出文
3
件名，后缀为 out。运行开始时，一般情况下会询问是否将自动生成的物性
如，工艺物流组成发生变化，只需改变“STREAM”中的数据即可。其它
有关结构数据的改变亦然。
3．3 计算结果输出
以下列出了计算结果的主要输出项目。
应先在屏幕上检查第（1）（2）项的数据，以确保输入数据的正确性。在屏幕上确
认计算数据基本正确后，再行打印。
（1）输入数据影象输出
原封不动的地输出输入数据，各部分以关键词开
物流模块被管组模块所引用。 E． 燃烧模块
燃烧模块与辐射室相对应。燃烧模块定义了燃烧发热量、燃料种类等。 F． 燃料模块
燃料模块被燃烧模块所引用。 正因为采用了这种模块化的组合，才能简化数据的输入，才能适应各种复杂的炉 型。软件采用自由或固定格式输入均可。一般情况下，通过多级屏幕菜单的形式，在（英文） 文字或图象提示下，输入原始数据。当希望更改某些输入数据时，在屏幕菜单下，或在数据 文件中修改，均十分方便。
物性库中包括 70 种常用标准组份、用沸点和比重表示的拟组份以及用蒸馏数据表示 的未定义碳氢混合物等，基本上能满足石油化工管式炉的要求。本软件还可直接输入试验数 据物性网格。 4．5 本软件具有十分全面的输出信息
管壁平均管外垢层外表面和扩面材料末端的温度平均值和峰值
（7）管组几何信息（结构数据）
管组及炉管结构数据的汇总，包括：
根据 API RP530 计算的最小管壁平均厚度，按 API 560 考虑的最小腐蚀余量、
最小推荐壁厚、尺寸与表面积
在输出本组数据前，有一段文字，其中文意思是：
“需要厚度（REQ.THK）为 API530 定义的平均壁厚，指无缝管且没有考虑
重量应力或压力/温度的交变荷载。设计寿命 100000 小时。REQ.THK 包括 API560
推荐采用的最小腐蚀裕量在内。如果计算的 REQ.THK 低于 API530 的下限，则打
印此下限值。转油线、非钢管以及材料代号没有输入的钢管打印 0 值。设计时不
要采用此厚度，因为程序中使用的许用应力可能仅仅是外推后的近似值。此厚度
本软件对传统的辐射段 Lobe-Evans 方法进行了改进，将原方法中烟气对整个冷平 面的辐射传热计算细化为对每个管单元的辐射传热计算；并假设了一个烟气辐射温度用于辐 射传热计算，而桥墙温度用于辐射热平衡计算。此方法的桥墙温度更接近于现场标定值。
软件在内膜传热、管内压降、流型判别等方面所做的工作，无论从深度还是从广度 上，都是国内大多数软件难以相比的。 4．4 本软件具有较完善的物性库
头
（2）输入数据编排输出
分块输出并解释各部分数据
（3）物性网格输出
输出若干压力下各温度点的物性
（4）最终的总体结果
输出加热炉总体状态参数，包括：
总热负荷，总燃烧发热量，辐射段热负荷占总热负荷的百分率，炉热效率，
烟囱入口处温度，各辐射室燃烧发热量与桥墙温度，各工艺物流热负荷，出入口
状态和压力降
（5）烟气侧数据
通用加热炉工艺计算软件 FRNC-5 使用入门
1.FRNC-5 软件的引进与使用概况
中石化集团公司下属的若干设计院（石化工程公司）从 1997 年开始引进了多套美国 PFR 公司的通用加热炉工艺计算软件 FRNC-5。 此软件在加热炉工艺计算中得到很好的应 用，发挥了重大作用。