炼油厂管式加热炉设计手册 上篇PDF电子书下载

目录 1

上篇 1

第一章 综述 1

第一节 炉型 1

一、炼油装置加热炉 1

二、裂解炉 4

三、制氢炉 5

四、长距离输油管线加热炉 6

第二节 常用炉型比较 20

一、热效率 20

三、占地面积 22

二、金属或型钢消耗量 22

四、Cr25Ni12的用量 23

五、投资 23

六、施工 28

七、其它 28

第三节 辐射传热面积与对流传热面积的关系 29

第四节 提高加热炉热效率 39

一、意义 39

二、降低过剩空气系数 39

三、采用翅片管和钉头管 39

四、采用空气预热器 42

五、采用余热锅炉 45

一、沿炉管圆周的不均匀性 49

第五节 辐射传热的均匀性和热强度 49

二、沿单根炉管长度的不均匀性 57

三、局部死角及过热 57

四、加热介质温度的影响 57

五、辐射管热强度 59

第六节 喷嘴噪声 60

第七节 烟气污染 66

一、大气污染的主要危害 66

二、我国大气污染的排放标准 67

三、影响大气污染的主要因素 68

四、减少大气污染的措施 69

五、根据污染要求计算烟囱高度 71

第八节 大型化 81

第九节 设计参考条例 91

一、数据 91

二、炉型的选择 91

三、环境保护 91

四、主要工艺数据的选定 92

五、构件及配件 93

六、盘管设计 96

七、炉衬 99

八、炉架设计 100

九、其它 100

附录1-1 卧管立式炉系列 101

二、总热负荷计算 105

一、基础数据 105

第一节 基础数据与总热负荷计算 105

第二章 工艺计算 105

三、设计热负荷 106

第二节 燃烧过程计算 106

一、燃料燃烧的发热值和理论空气量 106

二、过剩空气系数 107

三、炉效率 108

四、燃料用量 108

五、烟气流量 108

第三节 辐射段计算 109

一、辐射段热负荷 109

三、辐射管表面热强度 110

二、辐射管管壁平均温度 110

四、辐射管加热表面积 111

五、辐射管管径及管程数 111

六、辐射管管心距 111

七、辐射段炉体尺寸 112

八、对流段尺寸 114

九、当量冷平面 115

十、有效曝露砖墙面积 116

十一、气体辐射率 117

十二、交换因数 118

十三、辐射段热平衡 120

十四、辐射段烟气出口温度 120

十七、纯辐射型炉子的计算 123

十六、辐射管表面热强度核算 123

十五、辐射段热负荷计算 123

第四节 对流段计算 124

一、对流段热负荷 124

二、对流平均温度差 124

三、对流段炉管的内膜传热系数 124

四、对流段炉管的外膜传热系数 126

五、对流段总传热系数 129

六、对流管表面积及管排数 129

第五节 炉管压降计算 130

一、无相变化时的炉管压力降 130

八、过热蒸汽管 130

七、对流管表面热强度 130

二、有相变化时的炉管压力降 133

第六节 烟囱的设计和计算 135

一、烟气通过对流段的阻力 137

二、烟气通过各部分的局部阻力 140

三、烟气在烟囱中的摩擦损失及动能损失 141

四、烟囱高度计算（对流式烟囱位于炉顶的加热炉） 142

五、其它情况下的计算方法 143

第七节 设计举例 145

第三章 炉管的设计 186

第一节 炉管及其附件 186

一、炉管材料的选择 186

二、最小炉管壁厚计算 192

四、炉管水平安装时的受力和安全支承间距 215

五、炉管垂直安装的受力 218

六、翅片管和钉头管 219

七、回弯头、冲压弯管、拔制集合管 221

八、加热炉用法兰、垫片、螺栓和螺母 250

第二节 炉管的结焦和腐蚀 258

一、炉管的结焦 258

二、炉管的腐蚀 260

第三节 炉管焊接 278

一、焊接性能 279

二、焊接一般注意事项 285

三、珠光体耐热钢的焊接 286

四、奥氏体不锈钢的焊接 289

五、15A13MoWTi炉管的焊接 294

附录3-1 炉管每一个V形焊口的焊条用量 297

附录3-3 几种电焊条牌号统一编制说明 298

附录3-2 炉管每一个U形焊口的焊条用量 298

三、设计压力和设计壁温的计算 299

附录3-4 酸性焊条及碱性焊条的区别 300

附录3-5 焊条药皮类型说明 300

附录3-6 “JB928-67焊缝射线探伤标准”中的质量标准 301

附录3-7 不锈钢熔焊金属的化学成分和金相组织图 303

附录3-8 全国电焊条统一牌号对照表 304

附录3-9 国内外电焊条型号及牌号对照一览表 310

第一节 燃料 317

一、燃料油的性质 317

第四章 燃料与喷嘴 317

二、瓦斯的性质 323

第二节 喷嘴的一般介绍 328

一、油喷嘴 328

二、瓦斯喷嘴 332

三、调风器及火道 334

第三节 炼油厂用喷嘴 335

一、设计和选用炼油厂喷嘴的注意事项 335

二、油－气联合喷嘴 336

三、瓦斯喷嘴 344

四、其它喷嘴 350

五、大能量高热强喷嘴简介 354

六、油喷嘴的常见故障及排除 356

七、瓦斯喷嘴的常见故障及排除 357

八、喷嘴对燃料系统的要求 358

第四节 喷嘴计算的基本公式 361

一、气体的状态方程及热力过程 361

二、火焰传播速度 362

三、管道截面 366

四、燃料油流出口截面 368

五、气体流出口 370

六、引射器计算 374

七、燃烧器头部阻力计算 379

八、引射式瓦斯喷嘴特性方程 382

第五节 喷嘴计算程序及例题 385

一、外混式蒸汽（压缩空气）雾化喷嘴计算 385

二、内混式蒸汽（压缩空气）雾化喷嘴计算 387

三、简单压力式机械雾化喷嘴计算 388

四、内回油机械雾化喷嘴计算 390

五、低压空气雾化喷嘴计算 392

六、外混式瓦斯喷嘴计算 393

七、引射式瓦斯喷嘴计算 394

第五章 配件及通用件 399

第一节 材料、许用应力及制造要求 399

一、炼油厂管式加热炉配件的材料要求 399

二、常用材料 399

三、抗氧化腐蚀裕量 401

四、许用应力 402

五、配件制造要求 406

一、圆筒炉炉管吊钩强度计算 408

第二节 管架强度计算 408

二、横管立式炉管架强度计算 412

第三节 弹簧吊架的设计及选用 418

一、弹簧吊架的设计 418

二、弹簧吊架的选用 419

第四节 配件及通用件图集 423

第六章 炉衬及耐火材料 471

第一节 炉衬结构 471

一、砌砖炉墙 472

二、挂砖炉墙 478

三、拉砖炉墙 479

四、炉顶砖结构 482

五、火墙 483

六、轻质耐热混凝土结构（衬里结构） 488

七、砖烟道、砖烟囱及混凝土烟囱 492

第二节 炉墙传热计算 496

一、炉墙散热损失 496

二、平壁炉墙的传热计算 496

三、炉墙外壁对空气的给热系数αn 502

四、炉墙内壁温度t1 503

五、合理确定炉墙外壁温度 504

六、从传热计算看炼油厂常用炉墙设计是否合理 506

七、实炉底的散热损失 507

第三节 施工提要 509

一、砖结构施工提要 509

三、密封层与保温层施工提要 510

二、衬里施工提要 510

四、表面涂层施工提要 511

五、烘炉 512

第四节 耐火材料 512

一、耐火材料的主要性质 512

二、耐火砖分类 517

三、常用耐火材料标准摘录 519

四、炼油厂管式加热炉常用耐火砖 526

五、陶质纤维简介 537

第五节 隔热材料 538

一、硅藻土质隔热材料 538

二、膨胀蛭石制品 540

三、膨胀珍珠岩制品 541

四、矿渣棉 547

五、玻璃棉 548

六、石棉制品 548

第六节 耐火泥、泥浆和涂料 551

一、常用耐火泥标准摘录 551

二、泥浆 552

三、涂料和填料 556

第七节 耐火混凝土 557

一、胶结剂 557

二、集料和掺合料 563

三、水灰比 565

四、炼油厂用耐火混凝土 566

附录6-1 弧形砖及楔形砖计算 574

下篇 583

第一章 荷载计算及规定 583

第一节 风荷载计算 583

一、不同体型的标准风压计算 583

二、计算风荷载 584

第二节 基本自振周期“T”值计算 586

一、基本公式 586

六、自振周期“T”值的计算步骤 587

四、变截面体的“T”值 587

五、惯性矩“J”值计算 587

二、锥台独立烟囱的“T”值 587

三、等截面体的“T”值 587

七、“T”值计算举例 588

八、建议采用的“T”值 594

第三节 地震荷载计算 594

一、地震系数K 594

二、动力系数β 595

三、结构系数C 595

四、振型系数ηtk 595

五、总的地震水平力系数K 595

六、地震水平力St 596

七、地震力计算举例 596

二、常用材料的标准容重以及配件的标准重量 597

三、载荷布置 597

第四节 静荷载及活荷载计算 597

一、荷载内容及荷载系数表 597

第五节 温度差计算 598

一、温度差计算 598

二、建议采用的温度差 598

三、计算温度差△t 598

第六节 荷载组合 599

第七节 常用公式一览表 599

一、公式符号 599

二、应用公式表 600

一、造型 602

二、构造尺寸 602

第一节 不带拉绳的烟囱设计 602

第二章 烟囱设计与计算 602

三、烟囱计算 603

四、地震力控制时的计算 608

第二节 带拉绳的烟囱设计 608

一、造型 608

二、构造尺寸 608

三、烟囱计算 608

第三节 基础计算数据 613

一、不带拉绳的烟囱 613

二、带拉绳的烟囱 613

一、公式符号 614

第四节 常用公式一览表 614

二、应用公式表 616

第三章 圆筒炉架力学计算 619

第一节 计算简介 619

一、造型 619

二、计算内容 620

三、计算步骤 620

第二节 计算方法 621

一、静荷载计算说明 621

二、风荷载及地震荷载计算说明 621

三、对流室架概述 621

四、桁架式对流室的计算步骤 623

五、箱形架式对流室 628

六、曲柱式对流室 633

七、辐射室结构 635

八、炉底结构 641

九、底脚螺栓内力计算 644

第三节 基础计算数据 644

一、基础计算数据表 644

二、基础设计注意事项 645

第四节 常用公式一览表 646

一、公式符号 646

二、应用公式表 647

第四章 立式炉架力学计算 650

第一节 横管底烧喷嘴炉架内力计算 650

第二节 计算方法 650

一、静荷载计算 650

二、风荷载计算 652

三、地震荷载计算 654

四、固端弯矩计算 655

五、杆端弯矩计算 658

六、杆件内力组合 667

七、对流段桁架腹杆内力分析 670

八、其它受力杆计算 672

九、杆件截面应力校核 672

第三节 基础计算数据 672

第四节 侧烧喷嘴炉架内力计算 672

第五节 常用公式一览表 674

一、公式符号 674

二、应用公式表 675

第一节 材料 677

第五章 钢结构设计与计算 677

第二节 材料和联结的计算指标 681

第三节 基本计算规定 683

第四节 基本计算公式 685

一、轴心受拉和轴心受压构件 685

二、受弯构件 690

三、偏心受拉和偏心受压构件 695

四、联结计算 699

五、受扭构件 710

六、柱脚计算 716

第五节 按“基本容许应力法”进行计算 723

第六节 常用公式一览表 726

一、公式符号 726

二、应用公式表 729

第七节 常用型钢规格表 732

国产钢铁名称命名表 737

第六章 钢结构构件、构造及施工 738

第一节 平台、梯子 738

一、圆炉的扇形和环形平台 738

六、直梯 739

五、横管立式炉炉底平台 739

七、斜梯 739

八、盘梯 739

三、圆炉间的连接平台 739

二、斜梯和盘梯上、下口处的间歇平台 739

四、立式炉的矩形平台 739

七、轻型工字钢（冶金部1257文定标准）的螺栓线距和接板尺寸 755

十三、组合角钢的垫板尺寸 755

十二、不等边角钢的螺栓线距和插焊尺寸 755

十一、等边角钢的螺栓线距和插焊尺寸 755

九、轻型工字钢（冶金部1257文定标准）的加强板尺寸 755

八、轻型工字钢（冶金部1257文定标准）的插焊开口尺寸 755

十、轻型槽钢（冶金部1257文定标准）的加强板尺寸 755

五、普型槽钢的插焊开口尺寸 755

四、普型工字钢的加强板尺寸 755

三、普型槽钢的加强板尺寸 755

二、普型工字钢的插焊开口尺寸 755

一、普型工字钢的螺栓线距和接板尺寸 755

第二节 型钢接板、螺栓孔线距、开口和加强板的尺寸 755

六、普型槽钢的螺栓线距和接板尺寸 755

十七、不等边角钢的接头 756

十八、等边角钢的接头 756

十五、工字钢接头的连接板尺寸 756

十六、槽钢接头的连接板尺寸 756

十四、组合槽钢空腹柱的缀板尺寸 756

第三节 一般型钢梁连接 766

一、工字钢主梁、槽钢次梁连接 766

二、工字钢主梁、工字钢次梁连接 766

三、槽钢梁连接 766

四、工字钢、槽钢梁连接 766

七、槽钢固接梁连接 767

六、槽钢侧墙梁连接 767

五、次梁大于主梁型号的工、槽钢梁连接 767

八、工字钢侧墙梁连接 768

九、中间对流管板连接 768

十、工字钢、槽钢梁齐口连接 768

十一、烟囱底座连接 768

第四节 工字钢刚架连接 776

一、刚架顶梁与柱连接（一） 776

二、刚架顶梁与柱连接（二） 776

三、刚架梁、柱连接 776

四、变截面柱连接 776

二、柱脚节点（二） 779

一、柱脚节点（一） 779

第五节 柱脚 779

第六节 施工 782

一、材料 782

二、制造 782

三、安装 783

实例一 圆筒炉架结构计算实例 786

实例二 立管立式炉架结构计算实例 802

附录Ⅰ 炼油厂管式加热炉施工图编制方法 820

一、图纸规格 820

二、盖图章 820

三、常用比例 820

六、尺寸注法 821

五、视图、剖视、剖面、详图的注法 821

四、剖面表示法 821

七、焊缝注法 824

八、螺纹标记 825

九、零、部件的编号 825

十、图纸上材料规格表的写法 826

十一、工艺设计数据表、钢架设计数据表、消耗指标表、开口说明表 827

十二、总图上的附注写法举例 828

十三、图名及文字资料的写法（以圆筒炉为例） 828

十四、配件及材料的备用量 829

十五、消耗材料 830

附录Ⅱ 加热炉索引 831

一、管式加热炉选用说明 831

1．纯辐射圆筒形加热炉索引 832

二、北京石油化工总厂设计院底图 832

2．圆筒形加热炉索引 838

3．卧管立式加热炉索引 847

4．立管立式加热炉索引 850

三、石油化学工业部炼油设计院底图 851

四、石油化学工业部一公司设计研究所底图 853

1．纯辐射圆筒形加热炉索引 853

2．圆筒形加热炉索引 855

3．立管立式加热炉索引 858

4．卧管立式加热炉索引 859

5．转化炉索引 860

6．其它加热炉索引 862