加热炉配管设计规定
加热炉的典型配管设计
加热炉的典型配管设计摘要：结合相关规范要求及实际配管设计中的注意事项，本文对加氢装置中加热炉设备布置以及管道布置中应该关注的细节及难点进行了探讨。
关键词：加热炉；布置；配管；加热炉是石油化工装置的主要设备之一，作为一种供热设备，将炉管中通过的物料加热至所需温度，然后进入下一工艺设备进行分馏、裂解或反应等。
热源为燃料气或燃料油在炉膛内燃烧释放的热量。
加热炉由辐射段和对流段组成，在辐射段内，高温烟气主要以辐射的方式将热量传递给辐射段盘管，烟气上升进入对流段，以对流的方式将热量传递给对流段盘管。
加热炉按照燃料的种类分为燃油式加热炉、燃气式加热炉和油气混合式加热炉；如果按照结构式分类则分为圆筒式加热炉和箱式加热炉，箱式又分为横管式和立管式加热炉；如果按照燃烧器的设置位置分类，则分为顶烧式、低烧式和侧烧式。
1. 加热炉设备布置一般原则1.1 明火加热炉宜集中布置在装置的边缘并靠近消防通道，采用机动吊装机具吊装炉管时应有机动吊装机具通行的通道和检修场地；对于水平布置炉管的加热炉，加热炉的一侧应有炉管抽出的检修场地，检修场地的长度不应小于炉管长度加2m;1.2 加热炉位于可燃气体、液化烃、甲B、乙A类可燃液体设备的全年最小频率风向的下风侧，可与其他明火设备集中布置。
加热炉可按炉子中心线对齐，并排布置，与检修马路边缘净距不应小于 3 m。
两座加热炉之间的净距不宜小于3m条件允许可尽量合用一个烟囱。
1.3 明火加热炉附属的燃料气分液罐、燃料气加热器等与炉体的防火间距不应小于6m。
1.4 明火加热炉与露天布置的液化烃设备或甲类气体压缩机厂房的防火间距不应小于22.5m。
当在加热炉与设备之间设置不燃烧材料实体墙时，其防火间距可减小，但不得小于 15 m。
实体墙的高度不宜小于 3 m，距加热炉间距不宜大于 5 m，实体墙的长度应满足由露天布置的液化烃设备或甲类气体压缩机经实体墙至加热炉的折线距离不小于 22.5 m，防止可燃气体窜入炉体[1]。
SEHT 0222 管式炉炉管系统的设计规定
δ——考虑钉头和翅片焊接时可能使炉管外壁受伤而减薄的厚度，mm，
火花焊钉头管：δ一般取 3，高频焊翅片管：δ一般取 1.5；
D0——管子外径，mm。 2.4 急弯弯管和回弯头
2.4.1 急弯弯管的材质应和相连炉管的材质相同，其壁厚不得小于炉管的厚度。
2.4.2 堵头式回弯头的设计压力与所连炉管相同，其设计温度应等于管内被加热介质
11 Cr ～ 1 3 Cr
600
18Cr-8Ni
815
18Cr-8Ni
815
2.3.4
钉头管、翅片管单管水压试验压力按式（2.3.4）计算。 Pr = 2 ×[σ ]'×(S − δ ) D0
式中：
（2.3.4）
Pr——单管水压试验压力，MPa；
[σ]’——许用应力，MPa，碳钢、铬钼钢：[σ]’=80 %σS，铬钼奥氏体钢： [σ]’=70 %σS，σS 按表 2.8.1 选取；
SEHT 0222-2001
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炉管外径
表 2.4.5 180°急弯弯管和回弯头的管心距 单位：mm
管心距
炉管外径
管心距
60
120
150
141
254
282
76
130
152
152
275
304
89
150
178
168
304
336
102
172
203
180
324
360
114
203
230
219
3.0
4.0
5.0
燃料含硫量（重％）
图 2.2.3 燃料含硫量与最低金属壁温
LPEC石油化工装置加热炉配管设计专业技术规定
2.9带有空气预热系统的加热炉,所属的引风机、鼓风机、空气预热器等,应按流程紧凑地布置。
2.10按《防火规范》要求酮苯脱蜡、脱油装置的惰性气体发生炉与其煤油储罐的间距，可按工艺需要确定,但不应小于６m。硫磺回收装置的燃烧炉与其转化、冷凝、捕集设备的间距,可按工艺需要确定。
需设专用平台。
3．５加热炉出口转油线的支架选型和布置(见图７)
3.５.1在靠近弯头、三通或管径变大处或
从炉顶垂直向下处,应设弹簧支吊架。
3．5.２为防止转油线震动,宜在水平管段
的垂直热位移较小处设一个防震的导向支架。
3．5.3若炉出口转油线管径较小，管道热位移在此处产生的弯曲应力超过允许应力值,则应在炉出口管附近设固定支架。
h.低速段转油线因在负压下操作,除进行强度计算外,尚应进行稳定计算。
3．８燃料油的配管设计
3.8.１燃料油所有压控调节阀和温控调节阀均布置在炉前副管桥下。
３.8.2重质燃料油的供油管、回油管应保温伴热。
３.8.3去各燃烧器的燃料油支管可以从总管的下部或侧面接出。
3.8.４燃料油由装置自给时,应在装置的燃料油总管上设过滤器。燃料油过滤器应水平并联两套,互为备用,过滤器前后应有切断阀和压力表。
2.3当在明火加热炉与露三布置的液化烃设备之间，设置非燃烧材料的实体墙时,其防火间距可小于22.5ｍ,但不得小于15m。
当液化烃设备的厂房或甲类气体压缩机房朝向明火加热炉一面为封闭墙时,加热炉与厂房的防火间距可小于22．５m,但不得小于１５m，明火加热炉附属燃料气分液罐、燃料气加热器等与炉体的防火间距，不应小于6m。
加热炉配管设计导则
加热炉配管设计导则一、材料选择1.管道材料：加热炉配管中常用的材料包括碳钢、不锈钢、铜、铝等。
在选择材料时，需要考虑管道内介质的性质以及工作温度和压力等因素。
碳钢适用于一般加热炉配管，而不锈钢适用于要求更高耐腐蚀性的加热炉。
铜和铝适用于低压低温的加热炉配管。
2.连接件材料：连接件包括法兰、螺纹、焊接等。
在选择连接件材料时，需要与管道材料相适应，并考虑介质的性质以及工作条件等因素。
常用的连接件材料有碳钢、不锈钢、黄铜等。
二、设计原则1.流体力学原则：加热炉配管的设计应根据流体力学原理，包括流量、速度、压力损失等参数，确保流体正常运行。
需要合理选择管道直径、布置方式、弯头半径等。
2.热力学原则：加热炉配管的设计应考虑介质的热力学特性，包括工作温度、热膨胀、热传导等因素。
需要选择合适的绝热材料或采取其他隔热措施，避免热量损失，并保证管道的稳定工作。
3.安全原则：加热炉配管的设计应考虑安全性，包括防爆、防腐、防火等措施。
需要选择符合安全要求的材料，如加热炉配管中的电炉。
同时，在设计过程中需要充分考虑压力、温度等因素，并进行相应的计算和阀门、安全装置的设置。
三、设计步骤1.确定加热炉的工艺参数，包括工作温度、工作压力、流量等。
2.根据工艺参数计算所需的管道直径、流速、压力损失等参数。
可以借助电脑辅助设计软件进行计算。
3.根据计算结果选择合适的材料和连接件，并进行管道的布置和设计。
需要考虑到加热炉本身的空间限制，合理安排管道的走向。
4.根据设计结果绘制配管设计图，包括管道布置图、阀门位置图、支撑位置图等。
5.进行安全性分析，考虑可能的安全隐患，选择合适的阀门、安全装置等。
6.进行施工图的绘制，并根据设计结果进行材料的采购和施工的安排。
总结加热炉配管设计是加热炉设计的重要环节，合理的设计能够提高加热炉的效率和安全性。
在设计过程中需要根据工艺参数和流体力学、热力学、安全等原则，选择合适的材料和连接件，并进行详细的计算和绘制配管设计图。
中石化洛阳设计院加热炉配管设计
中石化洛阳设计院加热炉配管设计1.1 本设计规定适用于管式加热炉的管道设计。
1.2 管道设计的总原则按“管道布置设计总则”执行。
2、加热炉的种类2.1 加热炉的炉型（见图2-1）加热炉的炉型大体分下面三种型式。
（1）直立圆筒型（2）箱式水平管型（3）箱式立管型三种炉型的详细资料及特点见附录一。
图2-12.2 燃烧器（喷嘴）的型式及位置(1) 燃烧器（喷嘴）大体分下面三种型式，并详细情形见附录二。
a 燃气喷嘴b 燃油喷嘴c 油、气混烧喷嘴(2) 燃烧器一样设置在炉底及侧壁（底烧喷嘴或侧烧喷嘴）。
喷嘴数量及安装位置取决于加热炉的热负荷及炉体构造。
（图2-2、2-3）。
图2-2图2-33、加热炉的布置加热炉是必须用火加热可燃性流体的设备，常有发生火灾的危险，应遵守有关法规（消防法规及高压瓦斯监督法规等），充分考虑其安全性、操作性、修理检查及预防噪声措施后再做管道设计。
有关加热炉的布置的研究项目（见“平面布置设计规定”）如下：（1）加热炉为明火，与处理可燃性流体的设备之间应有充足的安全距离；（2）加热炉与设备（连接加热炉出口配管的设备）的相互布局，应在研究配管的热应力及振动措施之后确定；（3）加热炉在装置中起重要作用，一旦发生事故，大多直截了当关系着装置的运行，最好布置在能时刻监视其运转的位置；（4）确保加热炉管检修作业的空地；（5）加热炉布置在装置的边缘，对确保与其他设备的安全距离是有效的。
同时，对建设施工作业、检修作业及消防活动亦大有裨益（见图3-1）（6）采纳联合烟囱时，应与加热炉设计人员协商，研究加热炉及烟道的布置。
（7）加热炉宜布置在主导风向的上风向，幸免吸进轻质烃；（8）加热炉与其相邻的建筑物、工艺设备应满足防火防爆的要求。
图3 加热炉布置在装置边缘4、加炉炉体构架设计与配管的关系加热炉构架设计由工业炉专业担任。
然而，从管道设计观点动身，亦应加以研究，作为管道设计的要求事项尽快与加热炉设计人员联系。
配管设计规定
配管设计规定本规定适用于新建、扩建、改建的石油化工装置基础设计阶段进行配管研究的管道布置设计，以及详细设计阶段的管道布置设计。
1管道布置1.1 管道布置一般要求1.1.1 管道布置设计的基本要求：a) 应符合管道及仪表流程图的要求；b) 应符合有关的标准；c) 管道布置应统筹规划，做到安全可靠、经济合理、整齐美观，并满足施工、操作、维修等方面的要求；d) 对于需要分期施工的工程，其管道的布置设计应统一规划，力求做到施工、生产、维修互不影响；e) 在确定进出装置管道的方位与敷设方式时，应做到内外协调一致；f) 管道应尽可能架空或地上敷设；如确有需要方可埋地或在管沟内敷设；g) 管道宜集中成排布置。
地上的管道应敷设在管架或管墩上。
1.1.2 管廊上应统一考虑仪表、电气槽板所需的位置。
全厂性管廊或管墩上应留有10 %～30 %的空位，并考虑其荷载。
1.1.3 管道布置不应妨碍设备、机泵及其内部构件的安装、检修和消防车辆的通行。
1.1.4 管道布置应使管系具有一定柔性，在保证管道柔性及管道对设备、机泵管口作用力和力矩不超出允许值的情况下，应用最少的管道组成件，最短的长度将管道连接起来，并尽量减少焊缝。
对于合金管道、泵及压缩机的吸入管道、真空管道更应如此。
1.1.5 在规划管道时应考虑其支承点和柔性。
尽量利用管道的自然形状吸收热胀自行补偿。
1.1.6 管道布置应尽量做到“步步高”或“步步低”，减少气袋或液袋。
不可避免时应根据操作、检修要求设置放气管、排液管和切断阀。
管道布置应尽量减少管道“盲肠”。
1.1.7 法兰的位置应避免位于人行通道或机泵上方。
输送腐蚀性介质管道及高压管道上的法兰宜设安全防护。
1.1.8 异径管件应紧靠需要变径的位置，以使布置紧凑、节约管材和减少焊缝。
1.1.9 管道布置应整齐有序，横平竖直，成组成排，便于支撑。
整个装置的管道、纵向与横向标高应错开，一般情况下，改变方向同时改变标高，但特殊情况或条件允许时也可平拐。
加热炉配管设计—洛阳院
a燃气喷嘴
b燃油喷嘴
c油、气混烧喷嘴
(2)燃烧器一般设置在炉底及侧壁（底烧喷嘴或侧烧喷嘴）。喷嘴数量及安装位置取决于加热炉的热负荷及炉体构造。（图2-2、2-3）。
图2-2
图2-3
3、加热炉的布置
加热炉是必须用火加热可燃性流体的设备，常有发生火灾的危险，应遵守有关法规（消防法规及高压瓦斯监督法规等），充分考虑其安全性、操作性、维修检查及预防噪声措施后再做管道设计。有关加热炉的布置的研究项目（见“平面布置设计规定”）如下：
图3加热炉布置在装置边缘
4、加炉炉体构架设计与配管的关系
加热炉构架设计由工业炉专业担任。但是，从管道设计观点出发，亦应加以研究，作为管道设计的要求事项尽快与加热炉设计人员联系。应指出，提供给工业炉专业的资料按“加热炉设计资料规定”执行。研究顺序如下：
（1）工业炉尖首先提供给配管专业以下基础资料：a.炉体总体筒图（含出入口嘴子）；b.平台布置草图；c.火嘴（燃烧器）图。
（2）根据以上资料，初步确定管道布置：
(a)重新研究平台的大小、位置及高度，必要时增加平台或协调炉嘴子方位变更等事宜。；
(b)重新评估梯子形式、位置，或追加；
(c)管道贯空平台的位置及形状应重新研究；大口径开洞应与工业炉专业协商并提出委托；
(d)对于支架的设计，应安装在对构架受力较为理想的位置；
4.1立式圆筒型加热炉的构架举例（图4-1，4-2）
5.1.3考虑热应力的管道布置
（1）考虑热应力的管道布置
加热炉出入口转油线，温度高，热胀量大，特别是加热炉出口转油线，经加热炉加热后温度更高。
管道布置时应特别注意，不允许高温产生的热应力破坏管道，以及引起法兰垫片处泄漏。
7-加热炉设计、施工验收、管理规范
1概述该加热炉的设计、设备制造、施工验收标准，优先采用国家标准。
如需采用其他标准，均不得低于国家标准要求。
环保、消防、安全卫生等的设计和施工，按国家强制性标准执行。
凡买方有标准文件规定的，按买方要求执行。
2有关设计、设备制造、施工验收标准注：按实际需要的标准执行。
3 验收程序本合同中凡属卖方供货范围提供的“设备”和“材料”在出厂前必须进行严格的质量检查，试验或试运转，合格后方可出厂。
买方有权派检验人员参加卖方组织的在设备制造厂进行的A类设备的监制和出厂前检验。
“设备”和“材料”运抵现场后，买方有权参加卖方组织的对“设备”和“材料”进行的开箱检验。
3.1一般事项3.1.1 卖方提供的“设备”和“材料”根据本附件确定的标准和规范进行设计、制造及检验。
卖方向买方提供的“设备”和“材料”的标准和规范，应包括为了保证“设备”和“材料”质量检验所需的项目内容和判断标准。
3.1.2 标准及规范的协商买方对卖方提出标准及规范的协商，在基本设计审查前进行。
双方商定同意的标准及规范应作为设备和材料检验的依据之一。
3.1.3 当买方对卖方提供的“设备”和“材料”有质量异议时，经双方协商后可进行必要的材质、性能等品质检验，届时双方应相互配合，不应无故拖延。
3.1.4 买方检验人员在检验期间对“设备”和“材料”运抵现场后所进行的检验，也不能免除卖方按合同有关规定所承担的保证责任。
3.2买方在设备监制、验收过程中的人员派遣3.2.1 设备监制卖方应在设备制造前1个月内，书面向买方提供该设备的制造进度表（包括设备名称、规格、数量、以及制造厂、地址、制造时间、预计安装和检验的日期等）。
买方在收到通知后二周内将是否派员前往监制的决定，书面通知卖方，如决定派遣，还应提供监制人员名单。
3.2.2 出厂前检验凡属A类的“设备”和“材料”出厂前的检验、试验或试运转，应由卖方组织会同买方检验人员在制造厂按合同规定对设备进行检验、试验和试运转。
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设计标准
SEPD 0103-2001
实施日期2001年10月12日中国石化工程建设公司
加热炉配管设计规定
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目次
1 总则
1.1 范围
1.2 引用标准
2 配管设计
2.1 一般规定
2.2 进出口管道
2.3 燃料系统管道
2.4 消防、灭火和吹灰蒸汽管道
2.5 炉区管廊
2.6 管道支承
1 总则
1.1 范围
1.1.1 本标准规定了加热炉的进出口管道、燃料系统管道、消防管道、灭火管道和吹灰蒸汽管道，以及炉区管廊、管道支承的的配管设计要求。
1.1.2 本标准适用于常见炉型的管道布置设计，不适用于有特殊工艺要求的加热炉出口管道。
1.2 引用标准
使用本标准时，应使用下列标准最新版本。
GB 50316 《工业金属管道设计规范》
SH 3012 《石油化工管道布置设计通则》
SEPD 0001 《配管设计规定》
SEPD 0121 《管廊配管设计规定》
SEPD 0402 《公用物料软管站配管设计规定》
SESA 0101 《常减压装置常压减压转油线的设计与应力分析》
2 配管设计
2.1 一般规定
2.1.1 本标准中的常见炉型系指各工艺装置通用，且结构相同或相似的圆筒炉和立式箱式炉，不包括制氢转化炉、制硫燃烧炉和焚烧炉等。
2.1.2 加热炉配管设计应符合GB 50316、SH 3012和SEPD 0001中的有关明火设备配管设计的规定。
2.1.2 有特殊工艺要求的加热炉出口管道，如炼油常减压装置的常压、减压转油线，这两条转油线应按SESA 0101进行设计。
2.2 进出口管道
2.2.1 加热炉进出口管道包括工艺物料进出口和过热蒸汽进出口管道。
2.2.2 加热炉进出口管道不得妨碍抽炉管检修和从检修门进入炉内检修。
也不应影响弯头箱、看火门和防爆门的启闭。
对设置活动平台的加热炉，管道布置不得妨碍平台的升降。
2.2.3 布置加热炉进出口管道时，应注意炉管的伸长方向和伸长量，管道布置应有足够的柔性，应进行柔性分析，并将管道附加于管口的荷载提给加热炉专业或制造厂进行确认。
2.2.4 有多路进出口的加热炉，管道宜对称布置以保证每一路流量基本相同。
当无流量控制手段或进料为汽液两相流体时，管道必须对称布置。
2.2.5 需进行烧焦操作的加热炉，应接烧焦用的可拆卸法兰或转向弯头法兰等，这些法兰一般安装在炉出口附近容易接近和方便拆装的地方。
2.2.6 过热蒸汽的放空管应高出炉顶平台2.0 m以上。
2.3 燃料系统管道
2.3.1 燃料系统管道包括燃料气、燃料油和雾化蒸汽管道。
2.3.2 燃料气、燃料油的调节阀组宜安装在地面易于观察、操作和维修之处。
2.3.3 燃料气主管和长明灯管道上阻火器的位置应尽量靠近加热炉，并便于检修，阻火器距燃烧器不宜大于12 m。
2.3.4 燃料气管道的敷设应使出现低点的情况减到最少，进加热炉燃烧器的燃料气主
管末端应安装放空阀，并把接管引到炉顶高处安全的地方，放空阀应为双阀，且能在
加热炉平台上进行操作。
2.3.5 雾化蒸汽主管一般从加热炉区的蒸汽分配管上接出。
2.3.6 燃料系统进加热炉的各主管一般平行敷设在加热炉平台下面，并应满足通道净
空高度的要求。
进燃烧器的燃料气和雾化蒸汽支管应从主管上方引出，燃料油支管宜
从主管侧面接出，支管设有切断阀时，此阀应靠近主管布置，但需考虑其可操作性。
2.3.7 布置燃料系统管道时，不应妨碍热风道，看火门和检查门的安装，观察和检查。
2.3.8 燃料气、燃料油和雾化蒸汽的手控阀，一般布置在加热炉平台上，并按一定顺
序布置在看火门附近操作方便的位置，以便调节火焰。
2.3.9 与燃烧器连接的管道应不使烧嘴承受管道负荷和力距，应在燃烧器周围留出拆
装烧嘴的空间。
2.3.10 进圆筒炉炉底燃烧器的燃料系统水平管段宜成束布置并包在一个保温体内。
2.4 消防、灭火和吹灰蒸汽管道
2.4.1 加热炉的操作平台上应设置蒸汽和空气软管接头站，箱式炉活动平台上软管接
头的设置不应妨碍平台升降，接头数量和标高应满足清焦方便和检修要求。
2.4.2 加热炉平台上的消防蒸汽、炉膛灭火、弯头箱灭火和吹灰蒸汽均从蒸汽分配管
上接出。
所有切断阀均集中安装在分配管上方的适宜操作位置，分配管底部应设疏水阀。
2.4.3 从蒸汽分配管接出的炉膛、弯头箱灭火蒸汽管的切断阀后管段可不保温，并应
在切断阀上方紧靠阀门且与阀操作方向相反的部位钻一个φ6 mm排液孔。
2.4.4 从蒸汽分配管上接出的吹灰蒸汽管，应保证进入吹灰器的蒸汽不带冷凝水，为
此用于吹灰器的蒸汽总管宜顺流动方向倾斜布置，引入吹灰器的各蒸汽支管应从总管
顶部接出，总管末端接疏水阀，吹灰器阀门应安装在吹灰器附近和便于操作之处，管
道布置应注意留出拆装喷枪的空间，且不影响幅射段顶部到对流段平台间梯子的正常
通行。
2.5 炉区管廊
2.5.1 成组布置的加热炉，一般有专为炉区设置的管廊，有关管廊管道的配管设计应
符合SEPD 0121的规定。
2.5.2 工艺物料、燃料等调节阀组宜沿管廊纵向成组布置在管廊内外的一侧或两侧。
2.5.3 加热炉用的蒸汽分配管一般布置在炉区管廊附近，按防火规范规定蒸汽分配管距加热炉不宜小于7.5 m，并至少应予留两个半固定式接头。
2.5.4 应在炉区管廊旁地面上设置软管站，软管站设计应符合SEPD 0402的规定。
2.6 管道支承
2.6.1 直接与加热炉及其燃料器管口相接的管段应利用炉体钢结构的梁柱支承，并将支承点的荷载提供给加热炉专业或制造厂进行确认。
2.6.2 进入燃烧器的燃料主管和雾化蒸汽主管用炉体钢柱及其平台樑共同支承。
2.6.3 不允许用炉体外壁生根支承等于或大于DN50的管道。
2.6.4 经应力分析计算的加热炉进出口管道，其支承必须完全满足应力计算提出的支承要求。