【石油化工行业标准(SH)】 石油化工管式炉热效率设计计算

JCS75.180
备案号：J325-2004
中华人民共和国石油化工行业标准SH/T3045—2003
代替SH/T3045--1992
石油化工管式炉热效率设计计算Calcuation of the thermal efficiency forpetrochemical tubular heaters2004-03-10发布
2004-07-01
中华人民共和国国家发展和改鞋委员会实施
1范围
2术语和定义
3热效率设计计算
附录A（资料性附录）设计计算图表用词说明
SH/T 3045—2003
SH/T30452003
本标准是根据原国家经贸委《关于下达2002年石化行业标准制修订项目计划的通知》（国经贸厅行业[2002]36号），由中国石化工程建设公司对原SH/T3045—1992（SH3045一90）石油化工管式炉热效率设计计算方法》进行修订，由中国石油化工集团公司工程建设管理部组织审定。本标准共分3章和1个资料性附录。本标准与SH/T3045一1992《石油化工管式炉热效率设计计算方法》相比，主要变化如下：1取消原标准中综合效率的概念，并对有关条文进行修改或册除。2对散热损失的设计数据确定方法作了更明确的界定。本标准在实施过程中，如发现需要修改补充之处，请将意见和有关资料提供给主编单位（地址：北京市朝阳区安慧北里安园21号，邮编：100101），以便今后修订时参考。本标准由主编单位负责解释。本标准主编单位：中国石化工程建设公司主 娶 起 草　人白文康　黄焕民　班
1范围
石油化工管式炉热效率设计计算SH/T3045---2003
本标准规定了燃气、燃油的石油化工式炉热效率的设计计算方法，本标准适用于燃气、燃油的石油化工管式炉热效率的设计计算。2 术语和定义Www.bzxZ.net
下列术语和定义适用于本标推：2.1
热效率thcrmal efficiency
总吸热量除以总供热量，或总供热量减去总热损失之差除以总供热量。2.2
体系systen
通过热平衡对其进行热效率计算的对象。体系边界以外的物体均称为外界。2.3
总吸热量tota!heatabsorbed
体系向外界输出的已被利用热量的总和。2.4
总供热量totalheatinput
外界供给体系热量的总和。
总热损失totalheat loss
外界体系供绘热量中衣被利问部分的总利。2.6
低发热lower heatingvalue
燃料完全燃烧后，其燃烧产物中的水蒸汽仍以气态存在时的反应热，以15℃为基准，2.7
显热sensible heat
物质发生温度变化时所吸收或放出的热量。一般是指定压条件下的显热2.8
基准温度datum temperature
衡量越过体系边界，进入体系或离开体系的物体所带人或带出热量大小的参照温度，假设所有物体在该参照温度下的恰值为零。
3热效率设计计算
3.1热效率应按公式（1)、（2）计算：1
SH/T3045—2003
式中：
e-热效率，%：
设计热负荷，kw;
燃料量，kg/h；
3.6×10°@
B(h+ + Aha + Ah++ Ah.)
hu+h,+hnr
hr +Aha+Ahp+Ahm
燃料低发热量，可按附录A表A.1计算确定，kJ/kg燃料：1
**（2)
Ah。——由单位燃料量所需的燃烧用空气带入体系的热量，可按附录 A表A.2计算确定，kJ/kg燃料：
Ahr——出单位燃料量带入体系的显热，可按附录A表A.2计算确定，kJ/kg燃料：4h。—由雾化单位燃料油所需雾化剂带入体系的显热，可按附录A表A.2计算确定，kJ/kg燃料。当雾化剂为水蒸气时，雾化蒸汽带入的热量应等于雾化蒸汽在进入体系时的焰与等量的水蒸气在基准温度下的焙之差。在基准温度下的水蒸汽的焰为2530k1/k乌。雾化蒸汽的熔值可从附录A表A. 6 查得：h，按单位燃料量计算的排烟损失，可按附录A表A.3计算确定，kJ/kg燃料：u—按单位燃料量计算的不完全燃烧损失，kJ/kg燃料：n——散热损失占燃料低发热量的百分数。3. 2管式炉体系一般可分为以下三类:a）无预热燃烧用空气体系，体系内仅有管式炉本体（图I)：b）用外界热源预热燃烧用空气体系，体系内仅有管式炉本体（图2）：c）用白身热源预热燃烧用空气体系，体系内除了管式炉本体外，还包括用烟气直接或间接预热燃烧用空气的换热设备，或用进料预热燃烧用空气的换热设备（图3。3.3有效热量应采用设计热负荷。3.4供给热量应包括燃料的低发热量，燃料的显热、空气的显热及雾化剂带入的热量。3.5损失热量应等于排烟损失、燃料不完全燃烧揽失及散热损失之和。3.6排烟损失应等于烟气离开最后换热面时的。3.7燃料不究全燃烧损失应根据燃料低发热量乱的百分数确定，一般取不大于机的0.5%。对于气体燃料利轻质燃料油可不考虑此项损失。3.8加热炉的散热损失，无空气预热系统时，不应大于燃料低发热量的1.5%：有空气预热系统时，不应大于2.5%。此外，还应考虑炉型和设计热负荷大小的影响。纯辐射型管式炉应取较小的百分数；辐射对流型管式炉应取较大的百分数。设计热负荷较大时，应取较小的分数：反之，应取较大的百分数。3. 9基准温度应采用 15℃。
3.10燃烧用空气组成（按质量分数计）可采用：氧气（02）23.2%，气（Nz）76.8%。3.11空气湿度的影响可忽略不计。2
排烟损失
供给热量
体系边界，
图1无预热燃烧用空气体系
排烟痴失
改计热负荷
供给热量
）烟气直接预热燃烧用空气
体系边界。
拌烟损失
供给热量
体系边界，
SH/T 3045--2003
图2用外界热源预热燃烧用空气体系排烟损失
供给热量
b）循环热载体间接预热燃烧用空气图3用自身热源预热燃烧用空气体系接烟据失
供结热量
）进料预热燃烧用空气
组分或元素
氢 (H)
二氧化碳（）
“包化嵌（C0)
化氢（ES)
甲烷(CFL>
之烷（CH>
Z垢（CH)
阿烷（cal）
丙拓（Cae）
J淀（C:Hm)
「媛(CH)
皮倪（CHe）
皮崋（CHm）
氧气(N)
氢(H)
分子盘或
质量分数
kg/kg燃料
(3×:)/(3×4)
发热监品
#5 2410
50 000
47 190
15 750
45 1rl
45 360
1:J2995
10 266
EJ/kg嫩料
附录A
（烫料性附景）
设计计算图表
现论齐气量L
燃料燃烧计耳
》生成盘
kp/kg 燃
kg/kg 燃料
(3×10)
H2尘成量
kg/kg 燃料
(×12)
燃料名称：
SO2 生成量
kg/kg 燃料
(3×14)
N成中
SH/T3045—2003
kg/kg燃料
(×16)
燃料名称：
设计募化汽用量 F:
氢气(Hs)
二氧化（CO2）
一载化（00）
巅化氨（H）
甲烷(CHI)
乙烷（CHe）
乙烯（CH）
两烷（CaHe）
丙烯（CsHr）
丁烷(CH)
丁烯（CHe）
庞烷（C:H12）
烯（CsH1o）
氧气 (C)
氨气(N2)
燃料油
雾化蒸汽
表A2Ar、AmAh计算
过剩空气系数在：
kg/kg燃料
kg/kg燃料
(表A. 1第6项)
注1：L.取表A.1第9项总计值
注2：计算△五。时，雾化蒸汽焙查附表A.6。入炉溢度
设计化蒸汽压力P..
SH/T3045—2003
在入炉溢度下的焙
(表 A. 4、A 5、
附图 A. 1、A. 2)
注3：过剩空气系数α值按SH/T3036一般炼油装置用火焰加热炉的规定选取.设计雾化蒸汽用量W按所选憋烧器的性能要求确定。注4t
k3/kg 料
(3×5)
SH/T3Q45—2003
燃料名称：
烟气组分
兰氧化碳(C0n)
水(HO)
斑气(N)
二氧化蔬（SO）
雾化蒸汽
排烟温度Te
表 A. 3 hs计算
在烟气中的含量
kg/kg 燃料
Le(α-1) =
在温度 T,时的堵
k/kg燃料
注 1: COz、HzO, SO2、N2在烟气中含量分别为表 A 1 中第 11、13、15、17 项的总计值,注2：L为表A1中第9项的总计值。注3：改形值均见表A2.
注4：计算h,时。烟气各组分焙值均见表A.1、A,2.表A4氢及纯烃理想气体在不同度下的熔气体
氢气(H)
甲烷(CH)
乙烷(CzHe)
乙烯(CaHa)
丙烷(CaHa)
丙烯(CsHa）
T烷(CHm）
丁烯(CaHa)
戊烷(CsH12)
戊烯(CsHro)
硫化氢(HS)
-13, 9
注：始的基准區度为15℃，
度，℃
1942 9
注！焙的基准温度为15亡，
燃料油在不同温度下的焰
液体。
3 212.53 211. 7
.463. 1
过热蒸汽在不同压力不同温度下的焰压
注1：焙的基准温度为15℃，水。2674.5
力，MPa
注2：水然气在基准温度下的始值为2530kJ/kg。2 702. 2
SH/T 3045--2003
2989,0
图A.1烟气中H2O、CO、CO,和SO的恰（焰的基准温度15℃，气体）800
SH/T 3045—2003
溢癌，
图A.2空气、O和N的（烩的基准温度15℃，气体）T00
SH/T3045--2003
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