中国石油化工股份公司炼油样板加热炉设计说明

中国石油化工股份公司炼油样板加热炉

设计说明

2007年6月10日

序

炼油企业既是能源加工生产主要单位之一，又是耗能大户。加热炉燃料耗量约占炼油企业能耗总量的50%—70%，而炼油企业加热炉所消耗的燃料是国民经济发展所需要的液体或气体燃料。减少炼油企业加热炉燃料耗量，对于落实党中央和国务院“节能减排”政策，促进国民经济和谐发展，建设和谐社会和提高炼油企业经济效益都有一定意义。为了推动或规范各企业炼油加热炉节能工作，中国石油化工股份公司炼油事业部决定：采用国内领先技术进行集成，建设炼油样板炉。

常减装置是炼油企业处理量最大，能耗总量最多的生产装置。加热炉燃料耗量约占常减装置能耗总量的80%。搞好加热炉节能降耗工作，减少燃料耗量对于降低常减装置及其全炼油厂的能耗有着重要意义。上海高桥分司800×104t/a常减装置是国内最大的常减装置之一；常压炉为双室立管箱式炉，是国内外大型常压炉代表炉型。同时，上海高桥分公司周边有金山分公司、金陵分公司、扬子分公司、九江分公司、安庆分公司等大型石油化工企业，影响范围广，示范作用大。中国石油化工股份公司炼油事业部把上海高桥分司800×104t/a常压炉定为“中国石油化工股份公司炼油样板炉”之一；暂名为“中国石油化工股份公司炼油样板炉（高桥）”

受中国石油化工股份公司炼油事业部委托，通过对上海高桥分司常压炉实地考查、对国内加热炉先进技术、新设备、新材料的调研、多种设计方案对比、分析和论证，完成了上海高桥分司800×104t/a常压炉技术改造既中国石油化工股份公司炼油样板加热炉（高桥）建设实施工图设计。

1、采用国内领先水平的新技术、新设备、新材料进行优化集成，使加热炉整体技术水平达

到国内领先水平。

2、采用高效、低过剩空气系数、低NOx燃烧器，在保证燃料在较低过剩空气系数下完全燃

烧的同时，使噪声和排烟中有害成分含量等环保指标达到或低于国家有关标准规定值。

3、采用O2/CO串级调节控制燃烧供风量技术，实现燃烧供风量以热效率寻优调节控制。

4、使用国内领先水平的新技术、新材料，对现用的余热回收系统进行“扩能”改造，将排烟

温度降低为140℃。新烟气余热回收系统由碳钢－（N-甲基）中温热管空气预热器、长效碳钢－水热管空气预热器和搪瓷管－水热管低温空气预热器组成。烟气侧设6台SM-50型声波吹灰器，定时吹灰。搪瓷管－水热管低温空气预热器烟气侧设有在线水冲洗设施，对传热元件定时进行在线水冲洗。

5、使用国内领先水平的新技术、新材料，将辐射室衬里由全陶瓷纤维喷涂衬里改为改性轻质浇注料与

致密型陶纤喷涂复合衬里，保证炉体外壁温度≦70℃（环境温度27.5℃、无风）。采用新的锚固件并在炉体内壁喷涂一层防露点腐蚀专用涂料，防止炉体内壁和保温钉受露点腐蚀，保证衬里最低安全使用寿命达到8年—10年。在辐射室陶纤喷涂衬里外部涂刷一层厚度≥3mm的红外辐射节能涂料，改善辐射炉管周向受热不均匀性、进一步降低辐射室散热损失、减缓陶纤喷涂衬里老化、粉化速率。

6、对流室弯头箱采用全密封结构并更换看火门、人孔、防爆门，提高炉体密封性，减少炉体漏风量。

7、采用声波+激波联合吹灰器，提高吹灰效果，减缓对流炉管和空气预热器传热元件积灰。并采用“智

能加热炉自动控制系统”对加热炉运行、操作调节进行自动控制和调节。提高样板炉操作调节自动化水平，保证长周期高效、平稳运行，提高全运行周期的平均热效率。

8、按照上述设计指导思想进行设计，使炼油样板炉的热效率≧92%；并长周期、高热效率运行；噪声和

排烟中有害成分含量等达到或低于国家有关标准规定值，使炼油样板炉成为节能、环保炼油加热炉。

主要设计指标

848吨/时、入炉温度：280℃、出炉温度：360℃原油入炉流量：848原油入炉流量：848吨时、入炉温度：280、出炉温度：360

15.5吨/时、入炉温度：137℃、出炉温度：454℃过热蒸汽入炉流量：15.5过热蒸汽入炉流量：15.5吨时、入炉温度：137、出炉温度：454

有效热负荷67.25MW（辐射室47MW、对流室20.25MW）有效热负荷67.25MW67.25MW（辐射室（辐射室47MW47MW、对流室、对流室20.25MW20.25MW）

辐射炉管表面平均热强度：27.54 千瓦/平方米27.54 千瓦千瓦/

（光管） 千瓦/平方米对流炉管表面平均热强度：12.912.9（光管）（光管） 千瓦/

830℃辐射室烟气平均温度：830辐射室烟气平均温度：

140℃排烟温度：140排烟温度：

O含量：≦3（V）%排烟中O排烟中含量：≦

NOX含量：≦120ppm排烟中NOX排烟中NOX含量：含量：≦

CO含量：≦100ppm排烟中CO排烟中CO含量：含量：≦

≦70℃（环境温度30℃、无风）炉体外壁温度： 炉体外壁温度：（环境温度30、无风）

92%(排烟热损失5.5%、表面散热损失2.2%、不完全燃烧损失0.3%)。热效率92%(热效率92%(排烟热损失排烟热损失5.5%5.5%、表面散热损失、表面散热损失2.2%2.2%、不完全燃烧损失、不完全燃烧损失0.3%)0.3%)。

6.28 吨标油/时燃料耗量6.28 燃料耗量6.28 吨标油吨标油/

设计创新点

（1）热效率≧92%，突破了我国大型炼油加热炉设计热效率≧90%。

（2）采用了高效、低过剩空气系数、低NOx燃烧器，即能保证燃料在较低过剩空气系数下完全燃烧，又能减少NOx排放。

（3）燃烧供风量采用了O2/CO串级调节控制技术，实现了燃烧供风量以热效率寻优调节控制。克服了目前普遍采用的燃烧供风量以烟气中O2含量寻优调节控制技术存在的缺陷。

（4）采用了以相关的压力、流量、温度、烟气中的02、CO、NOx、SOx作为检测 和控制对象，设定多项控制策略，动态优选和最优参数组合，使加热炉实现高效、低污染运行全新的加热炉自动控制系统。克服了目前普遍采用的炼油加热炉控制技术存在的缺陷。提高了调节和控制自动化水平，为炼油加热炉长周期、安全、平稳、高效运行提供了保障。

（5）在辐射室顶部和空气预热器烟气出口设置了O2、CO、NOx和SOx含量在线分析仪，可对样板炉整个运行周期的排烟中O2、CO、SOx和NOx含量实施在线检测。可使操作工或管理者随时了解或掌握样板炉的燃烧状况，热效率和环保指标。也使用户有了评价燃烧器真实技术水平的手段，为检验燃烧器长期实际使用效果创造了条件。

（6）声波吹灰器和激波吹灰器联合设置。既利用了声波吹灰器用于高温段具有良好的吹灰效果，经济性较好的优点；又利用了激波吹灰器吹灰能量较大，用于低温段具有良好的吹灰效果的优点。

提高热效率的改造内容

加热炉在炼油和石油化工生产中的任务是：利用燃料燃烧释放出热量把工艺介质加热到生产工艺规定的温度。当处理能力一定时，热效率越高，加热炉消耗的燃料量越少。提高热效率，减少燃料消耗量是上海高桥分司常压炉技术改造最主要的任务。

加热炉热效率反平衡法计算公式为：

η=100%–（Qa+Qb+Qc）

η—加热炉热效率 ％

Qa—排烟损失热量占供给能量的百分数 ％

Qb—不完全燃烧损失热量占供给能量的百分数 ％

Qc—表面散热损失热量占供给能量的百分数 ％；

根据加热炉热效率反平衡法计算公式可知，提高热效率、减少燃料消耗量的措施为：降低排烟损失、降低不完全燃烧损失和降低表面散热损失。

上海高桥分公司8000kt/a常压炉现排烟氧含量4.6%，排烟温度175℃，热效率88.5%。为把排烟氧含量降低到≦3%，排烟温度降低到140℃，热效率提高到92%，通过对国内加热炉先进技术调研、对比和论证，在设计中采用了如下技术措施：

采用新型油气联合燃烧器

燃烧器是管式加热炉的主要部件之一，其技术性能的优劣不但对管式加热炉的能耗、环保以及平稳运行有着直接的影响，而且对管式加热炉的辐射室温度分布、传热速率以及辐射室与对流室热负荷的比例也有着较大的影响。选用燃料燃尽率高、低过剩空气系数、低燃烧噪声、低NOX、火焰形状与高度与炉型结构相匹配，技术水平达到国际领先水平的新型燃烧器对样板炉实现高热效率、低污染、长周期安稳运行有着重大意义。

800万吨/年常压炉现使用的26台油气联合燃烧器，设计指标为： 上海高桥分公司上海高桥分公司800常压炉现使用的2626台油气联合燃烧器，设计指标为：

3.5 MW；以瓦斯为燃料时过剩空气系数α≤ 1.15，用液体燃料时过剩空气系数α热负荷3.5 MW热负荷3.5 MW；以瓦斯为燃料时过剩空气系数α≤ 1.15 1.15，用液体燃料时过剩空气系数

≤1.2。该燃烧器的设计指标与国际先进水平存在一定的差距，且现已经到了更换期。在1.2。该燃烧器的设计指标与国际先进水平存在一定的差距，且现已经到了更换期。在

26台技术指标更先进的新型燃烧器取代现用燃烧器。对新型燃烧器的技术要技术改造中用26技术改造中用26台技术指标更先进的新型燃烧器取代现用燃烧器。对新型燃烧器的技术要

求如下：

剩空气系数：用气体燃料时α ≤ 1.1

用液体燃料时 用液体燃料时α ≤ 1.15用液体燃料时α

烟气中有害成份含量：

≤120 PPm NOX ≤NOX 120 PPmPPm

CO： ≦50 PPm。 ≦50 PPmPPm。

（A） 燃烧噪声： 燃烧噪声：≤ 80d80d（

燃烧器设计负荷： 3.5 MW燃烧器设计负荷： 3.5 MW

将全陶纤喷涂衬里改为浇注料与陶纤喷涂复合衬里

辐射室衬里为浇注料与陶纤喷涂复合衬里：浇注料厚度80mm，陶纤喷涂厚度120mm。致密型陶纤衬 辐射室衬里为浇注料与陶纤喷涂复合衬里： 700浇注料厚度70080mm，陶纤喷涂厚度120mm。致密型陶纤衬里具有容重轻、导热系数小和施工方便等优点；但也存在致密度差、透气度大、耐压强度小等缺点。辐射室衬里全部采用陶纤喷涂衬里，含硫烟气易透过衬里汇集到温度较低的炉体内壁，形成腐蚀区，腐蚀炉体内壁和保温钉跟部。保温钉支撑骨架一旦被腐蚀簖开，就会造成衬里大面积跨塌，危及正常生产。γ=700Kg/m3生产。γ=700Kg/m3改性轻质浇注料衬里具有致密度高、透气度小、耐压强度大等优点。采用改性轻质浇注料衬里具有致密度高、透气度小、耐压强度大等优点。采用γ

=700Kg/m3改性轻质浇注料衬里，烟气不易透过衬里汇集到温度较低的炉体内壁，有效地保护炉体内壁=700Kg/m3改性轻质浇注料衬里，烟气不易透过衬里汇集到温度较低的炉体内壁，有效地保护炉体内壁

改性轻质浇注料也存在容重大、导热系数大等和保温钉不受腐蚀。但与致密型陶纤相比，γ=700Kg/m3=700Kg/m3改性轻质浇注料也存在容重大、导热系数大等

缺点。辐射室衬里采用γ=700Kg/m3=700Kg/m3改性轻质浇注料和致密型陶纤喷涂复合衬里，两者相互弥补，优点改性轻质浇注料和致密型陶纤喷涂复合衬里，两者相互弥补，优点得到发挥，缺点得到克服；不但可以有效地阻挡烟气渗透，使炉体内壁和保温钉不受腐蚀；还可以达到良好的隔热保温效果。

辐射室衬里的锚固钉设置采用洛阳石化工程公司专有技术 辐射室衬里的锚固钉设置采用洛阳石化工程公司专有技术72T277/02-2006 《72T277/02-2006 《石油化工管式炉双层

衬里锚固钉工程技术条件》。

辐射室衬里在进行γ=700浇注料施工前在炉体内壁喷涂一层防烟气露点腐蚀专用涂料。 辐射室衬里在进行 700浇注料施工前在炉体内壁喷涂一层防烟气露点腐蚀专用涂料。

红外辐射节能涂料是根据“二次辐射”原理开发的节能产品（增 红外辐射节能涂料是根据

加炉墙内表面辐射率，提高辐射室传热量），已经有数十年的工业使用历史。经过数十年的技术完善和发展，红外辐射节能涂料技术

；涂层金属更加成熟，使用寿命达到5年以上；涂层辐射率达到0.950.95；涂层金属

化或陶瓷化后，形成金属化或陶瓷化硬壳，可以有效地保护衬里

（减缓衬里老化或粉化）。为了强化样板炉辐射室传热、改善辐射炉管周向受热不均匀性和进一步降低辐射室散热损失以及减缓陶纤喷涂衬里老化、粉化速率，在辐射室陶纤喷涂衬里外部涂刷一层厚

的红外辐射节能涂料。度≥3mm3mm的红外辐射节能涂料。

热管空气预热器改造技术要求

（1）现用热管空气预热器为立式结构，由两组预热器串联组成。碳钢－水热管传热速率高，介质无毒、

无害、无腐蚀，造价较低；在石化加热炉余热回收中得到广泛使用。长期使用证明：烟气温度高于250℃使用碳钢－水热管，易发生爆管N-甲基）中温热—高效传热功能消失的严重问题。碳钢－（

管传热速率高，介质稳定性好、抗分解能力强、不与碳钢发生反应、工作温度范围250℃—450℃、蒸汽压力仅为同温度下水的1/3。为保证样板炉长期高效、安全运行，把现用第一组热管空气预热器的热管更换为碳钢－（N-甲基）中温热管；第二组热管空气预热器的热管更换为长效碳钢－水热管。为保证热管空气预热器长期高效运行，在烟气侧设置4台SM-50型声波吹灰器，定时吹灰。

（2）由于烟气出低温热管空气预热器的温度仅120℃，为防止烟气露点腐蚀，保证低温热管空气预热器

长周期安全运行，在设计采取的技术措施是：①使用长效碳钢－水热管，烟气侧外表面进行烧结搪瓷处理，提高抗烟气露点腐蚀性能。②隔板烟气侧表面喷涂一层防止露点腐蚀专用涂料。③烟气侧设两台SM-50型声波吹灰器，定时吹灰。④烟气侧设有在线水冲洗设施，对传热元件定时进行在线水冲洗。⑤内保温衬里外表面设置不锈钢保护层，防止在线水冲洗时保温衬里遭受损坏。

燃烧供风量采用“O/CO”串级调节控制技术

加热炉的热损失包含排烟损失、不完全燃烧损失和炉体散热损失。炉体散热损失约占加热炉总供热量的1.5%~2.5%，并且只随环境温度和环境风速发生微小的变化，在实际生产中不予控制。在燃烧器选定后，排烟损失和不完全燃烧损失与燃烧供风量有着直接的关系。只根据排烟中氧含量控制燃烧供风量只能把排烟损失控制在预定的范围内，对不完全燃烧损失没有控制。所以，只根据排烟中氧含量控制燃烧供风量还存在缺陷，并不能把加热炉热效率控制在人们所预定的范围内。为把样板加热炉的热效率控制在92%左右，在技术改造设计中新增加一套FGA—950型CO含量在线分析仪。氧化锆和CO在线分析仪测定烟气中的O和CO含量并转化成电讯号送到控制室的DCS系统。DCS系统通过对氧化锆和CO在线分析仪取得的讯号和其他工艺参数（辐射室顶部负压、炉管温度、燃料量变化等）进行分析处理，对供风鼓风机变频调速器发出指令，变频调速器根据指令改变供风鼓风机的转速，实现燃烧供风量调节控制（以氧含量和CO含量串级调节控制）。燃烧供风量调节控制采用O/CO串级调节控制技术后，即可把排烟中氧含量控制在≦3%，又可把排烟中CO含量控制在≦100PPm；克服了根据排烟中氧含量控制供风量存在的缺陷。

CO在线分析仪能够对排烟中的CO、NOx、SOx含量实施在线检测。样板炉设 CO CO在线分析仪能够对排烟中的在线分析仪能够对排烟中的COCO、NOx、SOx含量实施在线检测。样板炉设

CO含量在线分析仪后，可对样板炉整个运行周期的排烟中O、CO和置氧化锆和CO含量在线分析仪后，可对样板炉整个运行周期的排烟中置氧化锆和COCO和含量实施在线检测。使操作工或管理者随时了解或掌握样板炉的燃烧状NOx含量实施在线检测。使操作工或管理者随时了解或掌握样板炉的燃烧状NOx

况，热效率和环保指标。也使用户有了评价燃烧器真实技术水平的手段，

•更换看火门、人孔、防爆门

看火门、人孔、防爆门是辐射室的主要漏风点，为减少辐射室漏风，将现有

的看火门、人孔、防爆门更换为密封性较好的新型看火门、人孔、防爆门。

•对流室弯头箱采用全密封结构

为了减少对流室弯头箱漏风，在对流室弯头箱内填满致密型陶瓷纤维；在

对流室弯头箱与封门之间加石棉绳垫片，用螺栓将对流室弯头箱与封门压紧。

智能控制系统的技术要求

•

系统的控制目标不是排烟氧含量，而是在实现工艺介质出口温度的前提下使智能控制系统的智能控制系统的控制目标不是排烟氧含量，而是在实现工艺介质出口温度的前提下使燃料消耗最低，以相关的压力、流量、温度作为检测和控制的对象，设定多项控制策略，动态地优选、记忆最佳路线和最优参数组合，使加热炉实现高效运行。•

智能控制系统能根据加热炉工况的变化自动调整控制规律，快速适应系统中出现的各种干扰和工况的变化，确保被加热介质出口温度稳定在设定值 。

•根据加热炉当前燃料量的大小，经过短时间的寻优得出一个最佳的风智能控制系统能根据智能控制系统能根据加热炉加热炉当前燃料量的大小，经过短时间的寻优得出一个最佳的风量值，并且该值是随着燃料量的变化而变化的，始终保持燃烧处于最佳状态。

•炉膛压力的大小直接影响炉膛内的气氛，从而影响炉膛内热量的传导速率、热量的扩可以结合烟气温度、散速率和热量的辐射效率，最终影响加热炉热效率。智能控制系统系统可以结合烟气温度、炉膛温度和含氧量等诸多工艺参数来自动修正炉膛压力。

使用的声波吹灰器+激波吹灰器

对流炉管积灰致使传热条件恶化，排烟温度逐渐升高，是影响加热炉长期高效运行或保证生产供

热需要的主要问题之一。采用吹灰器进行定期吹灰，是保证加热炉长期高效运行的必要手段。 目前石化加热炉使用的吹灰器有：声波吹灰器、激波吹灰器和蒸汽吹灰器；声波吹灰器对于粘性小

且又疏松积灰具有良好的吹灰效果，使用的经济性较好；对于重质燃料油燃烧产生的粘性灰吹灰效果较差。激波吹灰器—又称脉冲或爆炸吹灰器，由于吹灰的能量较声波吹灰器大，对于重质燃料油燃烧产生的粘性灰吹灰效果较好，但产生激波时引起的振动对加热炉衬里的使用寿命有一定的影响。蒸汽吹灰器使用历史悠久、技术成熟、吹灰效果好，但存在有吹灰管易变形、传动部件易出故障、结构复杂等缺点。经过分析论证，并考虑到上海高桥分公司800×104t/a常压炉正在使用的SM-40型声波吹灰器操作简单、能耗较少，吹灰效果较好，得到了基层管理人员和操作工的认可。存在的问题是吹灰时产生的噪声大，特别是夜间吹灰，影响周边居民休息。在技术改造设计中采用声波+激波联合吹灰器：对流段布置10台SW50型声波吹灰器、10台SP20型声波吹灰器；空气预热器布置6台SW50型声波吹灰器。 26台吹灰器由一台防爆控制柜联合控制。为了最大发挥声波+激波联合吹灰器的功效，并且节约能源，将声波吹灰器分成4组，分组运行，每组声波发生器数量2~3台。每组运行30秒，周期为2小时。

激波吹灰器每天运行1次，运行时间2小时。

保证样板炉长周期安全运行改造内容

（1）把辐射炉管和对流炉管的材质由20#升级为Cr5Mo。

（2）热管空气预热器低温段400根热管的烟气侧外表面烧结搪瓷。（3）烟气温度由320℃到250℃，热管空气预热器使用碳钢－中温热管。（4）对“燃烧器点火系统”进行完善，全部燃烧器自动点火。（5）更换烟囱调节挡板和密封挡板。

环保技术措施

•

高效燃烧器环保指标为：燃烧噪声≦80d（A） 燃烧噪声 燃烧噪声≦80d（NOx排量≦120PPm、 NOx NOx排量排量≦120PPm、游离碳≤ 6 mg/Nm3， 游离碳 游离碳≤6 mg/Nm3， CO含量≦50 PPm COCO含量含量≦50 PPm••

（A）新型低噪声—吹灰器吹灰噪声≦80d80d（。燃料气的硫含量≦100PPm100PPm。

节能效果

1 原设计指标1 原设计指标

–

–––––––

有效热负荷67.26MW排烟温度187℃热效率87.5%。

燃料耗量折合6.6 吨标油/时有效热负荷67.26MW排烟温度140℃热效率92%。

燃料耗量折合6.28 吨标油/时

改造设计指标2 改造设计指标2

3 按每年运行8000小时计算，每年可节省燃料量：

（6.6-6.28）×8000=2560吨标油/年 燃料节约率为4.85%，节能效果显著。

每吨标准燃料油价格按3000元计算，折合人民币768万元。

炼油加热炉工艺核算

我们都来自生产单位，进行设计工作不多，所以关于炼油加热炉计算我们只讲炼油

加热炉核算，

炼油加热炉核算数据：

1 原料油： 名称：

比重：0.8881（20℃） 粘度：18.55（40℃） 硫含量：2.5% 酸值：0.34

炉进口温度：282 ℃ 炉出口温度：356 ℃ 炉进口压力：0.82 Mpa 炉出口压力：0.12 Mpa 进炉流量：847058 Kg/h 气化率：24% 特性因数：11.8

2对流段过热蒸汽：

⑴ 炉进口温度：137 ℃⑵ 炉出口温度：454 ℃⑶ 炉进口压力：0.25 Mpa⑷ 炉出口压力： 0.27Mpa⑸ 进炉流量：15420 Kg/H3燃料油：

⑴ 名称：溶剂抽出油

⑵ 比重：0.9566（20℃）⑶ 粘度：31.8（100℃） ⑷ 硫含量：0.41 ％⑸ 残碳：0.45％

⑹ 燃烧器前燃料油温度：80℃

⑺ 燃烧器前燃料油压力：0.40 Mpa4雾化蒸汽：

⑴ 温度： 230 ℃⑵ 压力： 0.8 Mpa

5燃料气：

⑴ 组份：氢气 24.72％ 甲烷 19.9％ 乙烷 12.87％ 乙烯 4.59％

丙烷 9.51％ 丙稀 5.44％ 丁烷 5.45％ 氧气 2.22％ 氮气 5.3％⑵ 温度：常温 ℃⑶ 压力： 0.3 Mpa6鼓风机：

⑴ 全压：3060Pa

⑵ 流量： 193660 m3/h ⑶ 温度：常温 ℃

⑷ 配套电机功率：250 KW7引风机：

⑴ 全压：2138Pa

⑵ 流量：286000 m3/h⑶ 温度： 200℃

⑷ 配套电机功率：250 KW8大气：

⑴ 温度（极大、极小）：39 ℃ 、-5 ℃⑵ 湿度（极大、极小）：100％ 、15％⑶ 风力极大值： 11级 9抗地震烈度值：7.0 级

10 设计要求

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•全炉热效率： 92%排烟中氧含量：（V）3%规格： 168×8×13500材质：Cr5Mo数量：240根 管程：8（8进8出）有效传热面积：1709.165 m2材质：Cr5Mo规格：168×8×19500传热面积（光管）：1566.95 m2。。11 辐射炉管12 对流炉管

热负荷核算

1 原油吸热量

（1）原油流量：848000kg/h

（2）原油入炉温度：280℃

（3）原油出炉温度：360℃

（4）原油比重：0.8881（20℃）

（5）原油的特性因数：11.8

（6）原油的气化率：24%

（7）原油在280℃下的热焓：176 kcaL/kg

（8）原油在360℃下的液相热焓：235 kcaL/kg

（9）原油在360℃下的气相热焓：262 kcaL/kg

（10）原油吸热量：848000×[262×24%+235×76%-176]

=5552.7×104 kcaL/h

=64.6MW

2 过热蒸汽吸热量2 过热蒸汽吸热量

137 ℃（1）炉进口温度：）炉进口温度：137

454 ℃（2）炉出口温度：）炉出口温度：454

0.25 Mpa（3）炉进口压力：）炉进口压力： 0.25 Mpa

0.27Mpa（4）炉出口压力：）炉出口压力： 0.27Mpa

15500 Kg/H（5）进炉流量：）进炉流量：15500 Kg/H

137 ℃，0.25 Mpa条件下的热焓：661 kcaL/kg（6）蒸汽在）蒸汽在137 0.25 MpaMpa条件下的热焓：条件下的热焓：661 661 kcaLkcaL/kg

454 ℃，0.27 Mpa条件下的热焓：808 kcaL/kg（7）蒸汽在）蒸汽在454 0.27 MpaMpa条件下的热焓：条件下的热焓：808 808 kcaLkcaL/kg

15.5×103×[808-661]（8）过热蒸汽吸热量：）过热蒸汽吸热量：15.515.5×103×

kcaL/h =227.85×104 104 kcaL/h

=2.65MW

3 有效热负荷：3 有效热负荷：

•

• Q效=2.65MW+64.6MW×104 kcaL/h） =67.25MW（57805780×104 kcaL/hkcaL/h）

燃烧核算

1燃料气的重度

(1) (2) (3) (2)×(3)

甲烷 0.199 0.7162 0.1425

乙烷 0.1287 1.3423 0.1728

乙烯 0.0459 1.2523 0.062

丙烷 0.0544 1.9685 0.107

丙烯 0.0545 1.8785 0.1024

丁烷 0.0951 2.5946 0.2468

氮气 0.153 1.2509 0.1914

氧气 0.022 1.4286 0.0314

氢气 0.2472 0.09 0.023

2 燃料气的热值2 燃料气的热值

(1) (2) (3) (2)×(3)

甲烷 0.199 8529 1697.271

乙烷 0.1287 15185 1954.31

乙烯 0.0459 14203 651.92

丙烷 0.0544 21742 1182.77

丙烯 0.0545 20638 1124.77

丁烷 0.0951 28281 2689.52

氢气 0.2472 2566 634.32

理论空气量

3 理论空气量3

4 燃料气的耗量4 燃料气的耗量

B=[Q÷(η×Ql)]

=6323.79 Nm3/h

=6823.37 kg/h

供风量5 供风量5

Wa=B.Lo.

=6323.79×10.69×1.1 =74361.5 Nm3/h

烟气量6 烟气量6

Wg=B(Lo.＋1)

=6323.79×(10.69×1.15＋1) =84065.3 Nm3/h

燃料油燃烧计算

传热核算

1 辐射炉管

规格： 168×8×13500 管程：8（8进8出）•

有效传热面积：1709.165 m2•

2 对流炉管

规格：168×8×19500•

传热面积（光管）：1566.95 m2。。•

3 辐射室热负荷

Qr=67.25×70%=47 MW•

4 辐射室炉管表面热强度

Qr=47000/1709.165=27.54 kw/m2•

5 对流室热负荷

Qc=67.25×30% =20.175 MW•

5 对流室炉管表面热强度

Qc=20175/1566.95 =12.9 kw/m2（光管）

6 原油冷油质量流速：

μ= 848000/[8×0.785×（0.168-0.016）× （0.168-0.016） × 3600]=1421.7kg/m2.S

复合炉墙传热计算

1计算条件

（1）衬里总厚度:200mm：80mm改性轻质浇注料层，120 mm致密型纤维喷涂层。

（2）不考虑保温钉、钢板、防锈漆、节能涂料涂层等因素对传热的影响,。

（3）在环境温度20℃，无风条件下外壁温度为70℃。

（4）改性轻质浇注料导热系数为0.22Kcal／ｍｈ℃（0.26W/mk），

（5）致密型纤维喷涂衬里导热系数为0.086Kcal／ｍｈ℃（0.1W/mk)。

2 在环境温度20℃，无风，外壁温度为70℃条件下炉体外壁对流散热系数 ａｄ = 5.534 (Kcal／ｍ２ｈ℃)

3 在环境温度20℃，无风，外壁温度为70℃条件下炉体外壁辐射散热系数 ａｆ＝5.277(Kcal／ｍ２ｈ℃)

4 在环境温度20℃，无风，外壁温度为70℃条件下炉体外壁总散热系数•

•ａｎ＝ａｄ+ａｆ ＝10.81(Kcal／ｍ２ｈ℃)

5 在环境温度20℃，无

风，外壁温度为70℃

条件下炉体外壁散热

强度（表面热流）

ｑ＝520 Kcal／ｍ２ｈ

6 当环境温度20℃时炉体外壁温度

ｔｎ＝ｑ（1／ａｎ）+ｔａ

＝520÷10.81 +20

＝ 68.9(℃)

当环境温度20℃外壁温度为68.9℃接近70℃,计算结果有效。7 轻质浇注料层与致密型纤维喷涂层间温度

ｔ３＝ｑ（１／ａｎ＋δ2／λ2）＋ｔａ

＝420×(1÷10.81+0.08÷0.22) + 20

＝212℃（高于烟气露点温度）

8 炉衬内壁温度

ｔ4＝ｑ（δ3／λ3）＋ｔ3

＝520×(0.12÷0.086) + 212

＝798℃

9 炉墙散热损失

Q3＝[(ｑF)÷(BQL)]×100%

＝[(420×3300)÷(6323.79×9934.88)] ×100% ＝2.2%