管式加热炉技术问答【14】

1. 炉管常用哪几种厚度?

加热炉的炉管壁厚通过计算以后，按表5～1进行选用。

表5-1 炉管常用壁厚

炉管外径/m	炉管壁厚/m	炉管外径/m	炉管壁厚/m
ϕ60 ϕ89 ϕ102 ϕ114	5、6、8 6、8、10 6、8、10 6、8、10	ϕ127 ϕ152 ϕ219	6、8、10 6、8、10、16、20 8、10、12、14

2.  炉管材质的选用和壁厚计算应符合什么规定？

炉管材质的选用和壁厚计算应符合《炼油厂加热炉炉管壁厚计算方法》SHT 3037的规定。

3.  辐射炉管和对流炉管的材质是否要求牌号一致?

对流段和辐射段的操作温度及炉管表面热强度不同，必要时可以选用两种材质；遮蔽管的材质应和辐射管一样。如有关于对辐射室内 各区的传热特性、温度及介质腐蚀情况的足够数据，辐射室内的炉管也应分段采用不同的材质。有时，管内操作条件不变，但可能由于热强度较高而使管材需要升级选用，这时，也可选用较低的热强度，这样做虽然增加了炉管，但材料便宜了，其结果还是经济的。

4.  辐射炉管直径如何确定?

炉管截面积是根据管内的质量流速选用的。但流速决定后，可以用一根大管子，也可以用几根小管子。管径越大路数越少，管壁越厚；管径越小，路数越多，管壁越薄。路数少了便于控制，但管壁加厚又增加于投资。从强度计算上考虑，炉管厚度与炉管外径大小成正比。在操作条件不变时，ϕ219炉管的厚度比ϕ114炉管的厚度几乎增加了1倍。所以除了必须或有其他特殊要求外，从经济上考虑，一般不推荐采用ϕ219炉管。如果选用太小的管子，路数多了难以分配均匀；炉管虽省了，却增加了控制系统的投资。所以辐射炉管的大小应全面综合考虑。高压炉管的管径及路数的选用更应慎重对待。

5.  对流炉管直径如何确定?

对流炉管直径大，则管壁厚、路数少、流量控制容易；炉管直径小，则管壁薄、路数多、流量控制较难；这些特点和辐射管同。

辐射炉管直径不同时，只要“管心距／管径”之比不变.排管所占面积是相同的。也就是说，不管采用多大炉管，在相同的传热面积下，辐射室尺寸不会有多大变化。而对流室则完全不同，假定对流室宽度和“管心距／管径”基本不变，每一排对流管所排炉管面积是相同的。但各排炉管之间的距离则随着管径不同而变化，炉管直径越大，则排心距越大，对流室越高，所以对流室采用小管径可以降低对流室高度。

另外，对流管的外膜传热系数也随管径的缩小而加大，它与管子外径的0.333次方成反比。

对流管采用小管径比采用大管径优点多，所以锅炉对流段均采用多路小管径，其中水的分配不均匀不会带来严重的后果。在石油化工厂的加热炉中，对流管与辐射管一般是串连在一起的，原料油在各路盘管中分配是否均匀是影响炉管寿命、操作周期、油品质量的关键问题，所以采用的对流管比锅炉对流管大。

但在一般条件下，对流室是不推荐用ϕ219炉管的。对流室过热蒸汽管本应采用小管径，但有时为了 统一管径，改变热负荷后可与油管互换及简化设计和配件制造，所以往往对数量不多的蒸汽管也用了与油管相同的规格。

6.  如何考虑炉管壁厚的使用寿命?

炉管壁厚的使用寿命按以下情况考虑。

（1）长期开工大于8000小时／年，按10万小时设计。

（2）开工6000～8000小时／年，按8万小时设计。

（3）间隙开工，按2～4万小时设计。

7.  如何考虑炉管的腐蚀裕量?

在没有相应腐蚀数据的情况下，炉管的最小腐蚀裕量按以下选用。

（1）用于烃加工，碳钢和铁素体钢为3mm。

（2）用于烃加工，奥氏体合金钢为1.5～3mm。

（3）用于蒸汽，铁素体合金钢为1.5mm。

8.  炉管壁厚加厚有什么优缺点?

因为炉管内走油，管外是明火加热，温度不均匀，容易引 起局部过热，发生爆炸后会引起严重火灾，带来巨大的损失，所以炉管的设计一定要慎重对待，要保险。但是也不要任意加厚。炉管太厚，虽然对某些种类的腐蚀使用年限增加了，但对于与厚度无关的晶间腐蚀和应力腐蚀等并未带来好处，反而会使热应力加大。另外，炉管金属耗量占炉子钢材总量的40％～50％，投资占60％以上，如果加厚2mm，对热负荷47MW的炉子，总钢材用量就增加约40t，占11％。

9.  为什么炉管外径与工艺管线的外径不同?

这是由于历史原因造成的。在50年代从国外进口 的装置中所采用的斜顶炉，大部分炉管直径都是 φ 60、φ 89、φ 102、φ 114、φ 127、φ 152和 φ 219mm。由于考虑到以后的检修方便，所以回弯头也按这几种规格标准化了。后来的加热炉也按这几种炉管规格进行设计，原冶金部于1963年也将这几种炉管规格定为部颁标准。上述规格与装置工艺管线规格并不完全相同，虽然给管线的连接带来了 困难，但对于生产、检修、配件都有好处，如重新对炉管进行调整及修改也会存在不少问 题。

对公称直径相同但外径不同的炉管，与工艺管线焊接连接时，应采用大小头；法兰连接时，由于炉管专用法兰上的螺栓孔和中心圆直径均匀同等级的一般法兰相同，故不存在问题。

10.  10 # 和20 # 碳钢炉管有何优缺点?

10 # 钢含碳量为0.1％，强度较低，伸长率较高，适用于胀接炉管，可焊性良好。

20 # 钢含碳量为0.2％，强度较高，伸长率较低，不适用 于胀接炉管，可焊性尚好。