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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αn502

四、炉墙内壁温度t1503

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K594

二、动力系数β595

三、结构系数C595

四、振型系数ηtk595

五、总的地震水平力系数K595

六、地震水平力St596

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△t598

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