SHT 3166-2011 石油化工管式炉烟风道结构设计规范.pdf

中华人民共和国石油化工行业标准 S H ／T3 1 6 6 2 0 11 石油化工管式炉烟风道结构设计规范 D e s i g ns p e c i f i c a t i o nf o rf l u eg a s ＆a i rd u c t so ft u b u l a rh e a t e r i np e t r o c h e m i c a le n g i n e e r i n g 2 0 11 - 0 5 - 1 8 发布 2 0 11 - 0 6 - 0 1 实施 中华人民共和国工业和信息, f J c 部发布 ∞7 q 0 坦 8 J 衢 号。他烈 K P 备 目次S H ／T3 16 6 _ 一2 0 1 1前言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯Ⅲ1 范I 虱⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯12 规范性引用文件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13 设计基本原则⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯14 烟风道规格与材料⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯25 烟风道布置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯25 ．1 一般规定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯25 ．2 烟道⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯45 ．3 风道⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯56 烟风道结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯66 ．1 一般规定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯66 ．2 道体与加固肋⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯66 ．3 管道结构选型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯76 ．4 保温结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 37 零件、部件和传动装置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 48 支吊架⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 6附录A 资料性附录 矩形道体加固肋及内撑杆规格选型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 7附录B 规范性附录 道体与法兰的焊接⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 8附录c 规范性附录 加固肋的焊接⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 9附录D 规范性附录 矩形道体加固肋的典型布置及内撑杆节点结构形式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 1附录I B 资料性附录 圆形管道横向加固肋的选型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 5用词说明⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 6附条文说明⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 7 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 S H ／T3 t 6 6 - - 2 0 11刖吾根据国家发展和改革委员会办公厅 2 0 0 6 年行业标准项目计划 发改办工业F 2 0 0 6 J 1 0 9 3 号 的要求，规范编制组经广泛调查研究，认真总结实践经验，参考有关国际标准和国外先进标准，并在广泛征求意见的基础上，制定本规范。本规范共分8 章和5 个附录。本规范主要技术内容是石油化工工业炉烟风道结构的设计原则、管道布置、管道材料、金属管道加固、支吊架及零部件设置等方面的要求。本规范由中国石油化工集团公司负责管理，由中国石油化工集团公司设备设计技术中心站负责日常管理，由南京金凌石化工程设计有限公司负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见和建议，请寄送日常管理单位和主编单位。本规范日常管理单位中国石油化工集团公司设备设计技术中心站通讯地址北京市朝阳区安慧北里安园2 1 号邮政编码1 0 0 1 0 1电话0 1 0 8 4 8 7 7 5 8 7传真0 1 0 8 4 8 7 8 8 5 6本规范主编单位南京金凌石化工程设计有限公司通讯地址南京市栖霞区甘家巷炼油厂0 号路邮政编码2 1 0 0 3 3本规范参编单位中国石化集团洛阳石油化工工程公司本规范主要起草人员王久征郭科峰张海燕本规范主要审查人员汪扬李文辉厉亚宁乔桂芝夏毓芳王洪军I I本规范为首次发布。 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 1 范围石油化工管式炉烟风道结构设计规范S H ／T3 1 6 6 _ 2 0 1 1本规范规定了石油化工管式炉烟风道结构的设计原则、管道布置、管道材料、金属管道加固、支吊架及零部件设置等方面的要求。本规范适用于以燃油或燃气作为燃料的石油化工管式炉烟风道结构的设计。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单 不包括勘误的内容 或修改版均不适用于本规范，然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。G B ／T3 0 0 3 耐火材料陶瓷纤维及制品G B ／TI1 8 3 5 绝热用岩棉、矿渣棉及其制品G B ／T1 6 4 0 0 绝热用硅酸铝棉及其制品G B5 0 0 1 7 钢结构设计规范S H ／T3 0 7 0 石油化工管式炉钢结构设计规范．S H ／T3 1 1 5 石油化工管式炉轻质浇注料衬里工程技术条件3 设计基本原则3 ．1烟风道设计应做到运行可靠、技术先进、经济合理、安装维修方便和可能条件下的美观。并应符合下列要求a 输送烟气、空气的流量和参数应满足炉子各种运行工况 包括加热物料、控制压力、预热供燃烧用空气等 的需要；b 节省投资，节省能量，降低运行费用；c 管道、零部件及支吊架等应具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性；d 加工、运输、安装、运行和维修方便；e 采取有效措施，解决防爆、防雨、防漏、防磨、防腐蚀以及防噪声等问题。32 烟风道应按运输、安装以及运行过程中可预见的所有荷载条件进行设计。这些荷载包括 但不限于 静荷载、风荷载、地震荷载、活荷载、温度荷载以及连接管道和其他部件作用引起的荷载。在炉子停工时，还应考虑雪荷载和冰荷载。33 烟风道的介质设计压力应采用炉子各种运行工况下管道内介质可能出现的最大压力 正或负 。不同管段分别采用不同的介质设计压力。送风机出口风道、引风机前管道，均应按风机特性曲线上的最大风压值选取。任何烟风道中介质设计压力的绝对值均不得小于2 k P a 。34 烟风道的介质设计温度应采用炉子运行中管道内介质可能出现的最高温度。不同管段分别采用不同的介质设计温度。烟风道道体为金属时，设计金属温度应为计算金属温度加5 0 。C 。当管道采用外保温时，计算金属温度等于介质设计温度；当管道采用内衬时，计算金属温度等于基于介质设计温度算得的金属温度。35 选择烟风管道内介质流速、确定管道尺寸时，应考虑介质特性、设备条件以及合理节省运行费用和基建投资等因素。设计者在缺少烟风道气流速度指定值时，可按表I 选取。 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 表1 烟风道内介质流速棹协m ／sa 榆修时需通过机动1 。的} 耍通道．应小小r2 5 0 0 r a m 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 S H ／T3 16 6 _ 一2 0 1 1b 一般通道应不小于2 0 0 0 m m c 在扶梯上方的管道布置见图1 ，其保温外表面与扶梯倾斜面之间的垂直距离应不小于表2 所列的数值。图1 扶梯上方管道布置表2 管遵保温层表面与扶梯倾斜面之间的垂直距离日单位m ml 扶梯倾斜角。 o 3 84 55 05 56 06 57 07 58 08 59 0IH1 9 0 01 8 ∞17 0 016 0 015 0 01 4 0 01 3 0 01 2 0 010 0 09 0 08 0 05 ．1 ．4 除位置受限的管道 如送风机的吸风道、炉子附近的烟风道 外，相邻管道之间及管道与设备、管道与建筑物之间的净距离，应按表3 选取 对于有保温层的管道，净距离应从保温层外表面算起 。裹3 管道与周圈物件的净距离单位∞矩形项目圈形边长≤1 0 0 0边长 1 0 0 0平行管道表面之间、管道与墙壁或楼板平行的净距离2 0 0 ～3 0 0≥3 0 0≥5 0 0管道与相邻设备或粱、柱交叉的净距离≥1 0 0≥1 5 0≥2 0 05 ．1 ．5 烟风管道应采用焊接连接，仅当所连接的设备、部件为法兰接口或检修时需要拆卸的管段才采用螺栓连接。5 ．1 ．6“Z ”形弯管、空间弯管和“Ⅱ”形弯管的两弯管内侧之间的距离应符合表4 的规定；当不能满足上述要求时，宜设置导流板或导向叶片。表4 两弯管内侧之间的距离L弯管形式“Z ”形弯管空间弯管“n ”形弯管纠时副图例垃注D d l 为当量直径．圆形管道时D d 。等于管道直径对于边长为a 、b 的矩形管道，D d I 2 a b ／ a b 。3 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 s n ／v3 16 6 2 0 1 15 ．1 ．7 当管道拐弯后紧接着收缩时，拐弯处宜采用收缩形弯管当管道拐弯后紧接着扩大时，拐弯处宜采用等截面弯管再接扩散形管连接。在这些转弯的管段后面宣布置有足够长度的直管段，直管段的长度应符合5 ．1 ．6 条的要求。5 ．1 ．8 下列情况应装设补偿器a 管道自身不能补偿热膨胀和端点的附加位移；b 需要控制传递振动、传递荷载的管段，例如风机进、出口处的管段。5 ．1 ．9 管道上装设补偿器时应满足下列要求a 其两侧管段的径向错位，应符合补偿器的要求；b 应避免承受和传递管道荷载；C 对水平管道，在补偿器两侧应装设支吊架，支吊架边缘与补偿器之间管段净长度宜不大于管道当量直径的3 倍且不宜大于4 m ；d 应考虑安装、冷拉和维修所需的空间；e 相邻的平行管道上的波形补偿器如不能并列布置时，可错开布置，前后错开的净距不宜小于3 0 0 m m f 垂直管道上的补偿器，当布置在平台板 或楼板 或地面以上时，其净空高度不宜小于2 0 0 0 m m ；当布置在平台板 或楼板 下面时，与梁、板之间的净距离不应小于3 0 0 m m 。5 ．1 ．1 0 挡板及其传动装置的布置，应满足下列要求a 挡板的布置应便于操作及传动装置的设置；b 电控、气控传动装置或远方传动装置的挡板，有条件时应尽量布置在热位移较小的管段上；C 串联装设和布置在异形管段附近的挡板应能完全开启，且不妨碍装设传动装置；d 需同时进行配合操作的手动挡板，其操作装置宜集中布置；e 经常操作的手动挡板的传动装置宣布置在便于操作的地方。5 ．1 ．1 1挡板的操作手轮呈水平布置时，手轮面与操作层的距离宜为9 0 0 r a m ；当垂直布置时，手轮中心与操作层的距离宜为9 0 0m m ～1 2 0 0 m m 。当手轮位于操作平台以外时，手轮面或手轮中心与平台栏杆的距离不宜大于3 0 0 m m 。当几只手轮并列布置时，手轮轮缘之间的净距离不宜小于1 5 0 m m 。5 ．1 ．1 2 回转式空气预热器的出口烟道和进口冷风道，宜装设除灰孔 或与人孔一并考虑 。当设有冲洗装置时，烟道和冷风道应有0 ．0 5 的放水坡度，坡向管道的最低点，在最低点设放水管。5 ．1 ．1 3 管道穿过墙壁或楼板等，所设预留孔的内壁与管道表面 包括加固肋及保温层 之间的净距离，宣为3 0 m m ～5 0 m m 。当管道的径向热位移较大时，应另加考虑。5 ．1 ．1 4 大截面的烟风道应设有足够数量供内部检查、维修和清扫的人孔，并应设置进出人孔所需的平台梯子。小截面的烟风道根据需要设置检查孔或手孔。与竖向管段上部相连通的设有人孔的水平烟风道，应在其连通端设内部栅格，以防人员跌落。5 ．1 ．1 5 对需要经常操作或维修的管道零部件，如人孔、挡扳、手孔等处，宣设置维护平台或直梯。5 ．2 烟道5 ．2 ．1 烟道布置应避免出现“袋形”、“死角”以及局部流速过低的管段。5 ．2 ．2 当数台引风机的出口烟道接入总烟道时，在各风机出口处宜装设隔断挡板；总烟道内各截面处的流速不宜有显著差别。并避免烟气冲撞。5 ．2 ．3 下列各处应设人孔，且人孔宜设置在便于出入的烟道侧壁下部a 空气预热器出口的烟道 其入口根据情况而定 b 引风机进口风箱或烟道上；c 进入烟囱的总烟道或烟囱底部。4 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 S H ／T3 16 6 2 0 1 15 ．2 ．4 在容易积灰处应装设除灰孔，且应设于烟道底部。5 ．2 ．5 尾部烟道在最后一排对流炉管 目前的和未来的 之上应留有至少0 ．8 m 的净空，以便进人和使烟气分配均匀。每1 2 m 对流炉管至少应设置一个烟气引出口。5 ．2 ．6 在烟道接入烟囱时，如双侧引入，宜在烟囱内设置与烟道中心线成4 5 。角的垂直隔墙，隔墙每一侧的下部宜做成斜坡 见图2 烟气单侧引入时，宜装设沿气流向上倾斜的底板 见图3 和图4 。囱 f 囱 f 图4 带“分扇板”的单侧烟道接入烟囱 f 0 ．4 6 注图2 ～图4 中f 为计算烟道接入烟囱处局部阻力时采用的局部阻力系数。5 ．2 ．7 烟囱侧面开口的净宽应不超过烟囱直径的2 ／3 。对于两个相对的开口，每个开口的弦长应不超过烟囱的半径。开口处采用等强度方法补强。5 ．3 风道5 ．3 ．1送风机吸风口的位置应避免吸入雨水和被污染的空气。吸风口开口最低位置距地面的高度应在4 ．5 m 以上，且高于平台面1 ．5 m 以上。5 ．3 ．2 送风机吸风管上应采取消声措施。5 ．3 ．3 布置在送风机前的暖风器宜设不经过暖风机的旁通吸风道布置在送风机后且使用时间较短的暖风器宜采用易拆卸的结构形式。5 ．3 ．4 配有两台送风机时，连接管道宜对称布置，使风量分配均匀，还应避免气流对冲。每台送风机穸P 徊On 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 出l 』宜装醴隔断捎板。636 空气预热器进口风道P 卣装设人536 炉前风道的布置应满足F 列戚a 进入各燃烧器的b 给燃烧器的管线篙藉鬻637 强制通6 烟风道结掏。5 ．，1 ，- - 烟嘲风遁作方便。／．612 管j 董计曲b c d 61362 ；】621附录A支大小对622用。面623嚣“伴62 穗625 角钢州箍状。、直焊式矩形的作什j 。空间，便于拆卸燃烧器；在内，且1 ；得影响结构的在自然通风的条件F 操作时，炉酊风道应K 嘲曙侠丑Ⅺ自然通风u作为加同f荷载应不作固肋进行加镕要加强时，固肋均需各涝慧板间l} 求见i i 鬟誊襄加崮肋的焊接示例荷载差异采用叫距和备面板不等的角弯矩分别进行蝴简支荷载进行加固肋汁算。／6 。矩6 篇鬈篡嬲嚣翮澍蔫霖蕊磊忑2角钢内贴式矩形道体的田雕洳啊，当为刚接式横向加小考虑其葡萱体防止横设；r 及常计；其他又制其稳风规烈缴●6 r a m 的等边角钢当为铰接式横向邡t 驰地4 ，宜采J I 】L 7 0 m 皿 町而m ～L 7 5 m m 8 t a r a 的等边角钢。627当人截面矩形道体加阎肋超过频率抟 H i 隔郭田葶师附录A 的表A2 或为减小加固肋规格时，宜设置横向内撑杆，对于仅需单边内撑杆的矩形道体，内撑杆也u r 在宽边上做成纵向桁架式 见附录∞O 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 D 的幽D ．j 。内撑杆对准怖道横向加吲肋设置S 1 t ／T3 1 6 62 0 1急转弯管～／b ／b04 ～06 见图8 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 S H ／T3 1 6 6 _ 2 0 11 布置有困难时可采用外削角急转弯管 见图9 b 需要收缩并急转弯时，宜采用收缩形弯管，并使～／6 ，Ⅱ／6 ≥0 ．3 见图1 0 ； 需要扩散并急转弯时，宜在等截面转弯后再扩散。 图7 缓转弯管 f 图9 外削角急转弯管图1 0 变截面收缩急转弯管 6 ．3 ．5 烟风道导向叶片或导流板的设置应满足下列要求 a 急转弯管的内边弯曲半径h 与弯管进口径向宽度b ，的比值在下列条件下宜装设导向叶片 等截面急转弯管，Ⅱ／b 1 4 0 ．2 5 ；扩散急转弯管，n ／b l ≤1 ；收缩急转弯管，n ／6 - 山 L “ ＼ ＼＼ 、＼ 、 、． 、 、 ＼＼＼ ＼ - 、 、、 1 、 ＼＼＼ ＼＼ ＼ ＼卜 1＼ 、 、 ＼ ＼ ＼ Ll 、 、 1 、 ＼ 1 ．5 ＼ ＼ ＼ ＼ ＼ ’穹恭 、、 、L＼ ＼ ＼ 、 、＼ 、、 ＼＼ ＼ ＼ ＼ 、、 ‘N 、＼ ＼ ＼ ＼ ＼ j 基f 、 ＼ 、 ＼ ＼f p ＼ 、、 ＼＼ L，＼ 1 ．0 、． 冷丈 ＼ ＼＼ n9 ＼、、 、、1 、、 ＼I、L ＼ 0 ．8 ＼、． 、＼ j ’6 、 0 ．7 ＼ 道体面板5 5 m m ～6 m m N 0 ．6 加固肋Q Q 3 2 4 3 5 5 一B 4 0 0 3 5 ℃0 ℃ 。 享、 ＼ ＼ 、～ O5 34567891 01 52 2 设计荷载 脚0 ∑g d ， 加固肋间距S k P a m C Q 2 3 5 B 一3 5 0 ℃或Q 3 4 5 4 0 0 “ 2 姑 ■吲 喜囊 魁孵 地鬻 嗟水 辎恃 幕餐 强回 褂最 骚簟 毒捌 暄崮 异 主 蓁l 茎| 霎 蒹鼍 S H ／T3 1 6 6 2 0 1 1 道体面板宽度眦或矸毛㈤ 1 0 ＼＼＼ ＼ ＼ ＼＼＼＼＼ ＼ 9 ．0 ＼ ＼ 、 ＼ 1 ＼ ＼ 、＼ ＼＼＼ 、 、 、 ＼ R0 ＼＼ 、 ＼ 、 、＼ 、 ＼＼ ＼ ＼ ＼、、、 ＼ ＼ ＼＼＼、．＼ 7 ．0 ＼、＼＼。＼ ＼ ＼ 、k 。、 、 6 ．0 ＼＼．＼＼ ＼ ＼毒＼＼、 ≮々 、、 ．＼．＼ ＼ ＼ 、 。＼、 ＼0 0 X 。。 ＼ ＼■，＼ 5 ．0 ．＼． ＼ ＼ ＼ ＼ ＼＼ 、、、 ＼t p＼、N 。、 ＼ ＼＼．＼． ＼ 、 ＼＼1 X 、X ＼乏i 、、 、 、、、 ＼ ＼ ＼ ＼＼。 ＼“、 毒} 、、 X 4 ．