SH/T 3045-2024 石油化工管式炉热效率设计计算方法（正式版）

中华人民共和国石油化工行业标准代替SH/T3045—2003Calculationmethodofthethermalefficiencyforpetrochemicaltubularheaters2024-03-29发布2024-10-01实施中华人民共和国工业和信息化部发布ISH/T3045—2024前言 12规范性引用文件 13术语和定义 14热效率计算方法 2附录A（资料性附录）计算表格及公式 5本标准用词说明 11 SH/T3045—2024ContentsForeword III1Scope 2Normativereferences 13Termsanddefinitions 14Calculationmethodofthethermalefficiency 2AnnexA（Informative）Calculationtableandformular 5Explanationofwordinginthisstandard 11Add：Explanationofarticle 13SH/T3045—2024根据中华人民共和国工业和信息化部《2015年第三批行业标准制修订计划》（工信厅科[2015]115号）的要求，标准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（修订）本标准。本标准共分4章和1个资料性附录。本标准与SH/T3045―2003《石油化工管式炉热效率设计计算》相比，本标准修订的主要技术内容1根据最新的物性数据库，对原标准中的基础数据进行修订，并回归成公式，便于编程计算。2增加了以蒸汽为降低氮氧化物的措施时，热效率的计算。请注意本标准的某些内容可能直接或间接涉及专利。本标准的发布和管理机构不承担识别这些专利的责任。本标准由中国石油化工集团有限公司负责管理，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，由中国石化工程建设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。本标准日常管理单位：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21号邮政编码：100101电话箱：zengxj.sei@本标准主编单位：中国石化工程建设有限公司通讯地址：北京市朝阳区安慧北里安园21号邮政编码：100101电话箱：shaoc.sei@本标准主要起草人员：邵晨何细藕李昌力胡鸣郭玉萍蔡建光张伟乾申海女赵永华薛磊侯瑞本标准主要审查人员：李金科葛春玉曾小军谢茂兴蒋明敬陈德明李心芳吴雄标陈央章立窦世山何智灵严正芳黄萍王昌冕周水钧田子锋郭慧波杨金龙本标准1992年首次发布，2003年第1次修订，本次为第2次修订。1SH/T3045—2024石油化工管式炉热效率设计计算方法本标准规定了燃气、燃油的石油化工管式炉热效率的计算方法。本标准适用于燃气、燃油的石油化工管式炉热效率的计算。2规范性引用文件下列文件对于本标准的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本标准。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本标准。SH/T3036一般炼油装置用火焰加热炉3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3.1热效率thermalefficiency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。3.2体系system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。3.3总供热量totalheatinput外界供给体系热量的总和。3.4总吸热量totalheatabsorbed总供热量中已被利用热量的总和。3.5总热损失totalheatloss总供热量中未被利用部分的总和。3.6低发热量lowerheatingvalue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15.6℃为基准。3.7显热sensibleheat物质发生温度变化时（无相变）所吸收或放出的热量。一般是指定压条件下的显热。3.82SH/T3045—2024基准温度datumtemperature进入体系或离开体系的物体所带入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焓值为零，一般以15.6℃为基准。4热效率计算方法4.1热效率应按公式（4.1-1）、（4.1-×100………………或×100……………式中：e——热效率，%；Qd——设计热负荷或总吸热量，kW；B——燃料量，kg/h；hL——燃料低发热量，可按附录A表A.1计算确定，kJ/kg燃料；Δhα——由单位燃料量所需的燃烧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；Δhf——由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；Δhm——由雾化单位燃料油所需雾化剂或其它用途蒸汽带入体系的显热，可按附录A表A.2计算确定，kJ/kg燃料。当雾化剂或其它用途蒸汽为水蒸汽时，其带入的热量应等于水蒸汽在进入体系时的焓与等量的水蒸汽在基准温度下的焓之差，在基准温度下的水蒸汽的焓为2530kJ/kg。雾化蒸汽或其它用途蒸汽的焓值可从附录A表A.6计算得；hs——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；hu——按单位燃料量计算的不完全燃烧损失，kJ/kg燃料，可按4.6确定；η——散热损失占燃料低发热量的百分数，可按4.7确定；4.2管式炉体系一般可分为以下三类：a)无预热燃烧空气系统，体系内仅有管式炉本体（图4.2-1b)利用外界热源预热燃烧空气系统，体系内仅有管式炉本体（图4.2-2c)利用自身热源预热燃烧空气系统，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空气的换热设备，或用进料预热燃烧空气的换热设备（图4.2-3）。4.3供给热量应包括燃料的低发热量、燃料的显热、燃烧空气的显热及雾化剂或其它用途蒸汽带入的热量。4.4热损失应包括排烟损失、燃料不完全燃烧损失及散热损失。4.5排烟损失应等于烟气离开体系时的热量。4.6燃料不完全燃烧损失应根据燃料低发热量hL的百分数确定，一般取不大于hL的0.5%。对于气体3SH/T3045—2024燃料和轻质燃料油可不考虑此项损失，或依据实测数据计算。4.7加热炉的散热损失，无空气预热系统时，设计散热损失不应大于燃料低发热量的1.5%；有空气预热系统时，设计散热损失不应大于燃料低发热量的2.0%。或依据实测数据计算。4.8燃烧空气组成（按质量分数计）可采用：氧气（O2）23.2%，氮气（N2）76.8%，空气湿度可忽略不计。4SH/T3045—2024图4.2-1无预热燃烧空气体系图图4.2-2用外界热源预热燃烧空气体系图4.2-3用自身热源预热燃烧空气体系5SH/T3045—2024（资料性附录）A.1燃料燃烧计算见表A.1的计算表格。表A.1燃料燃烧计算6SH/T3045—2024A.2Δhf、Δhm、Δhα的计算见表A.2表格。表A.2Δhf、Δhm、Δhα计算燃料名称：过剩空气系数α：雾化蒸汽或其它用途蒸汽压力Pm：MPaG雾化蒸汽或其它用途蒸汽量W：kg/kg燃料℃23456丁烷（CH）丁烯（CH）戊烷（CH）戊烯（CH）——Δh=Δh=Δh=oαL=oΔh=7SH/T3045—20243.雾化蒸汽量W按所选燃烧器的性能要求确定。4.其它用途蒸汽量W按燃烧器供货商要求确定。A.3hs的计算见表A.3的表格。表A.3hs计算燃料名称：排烟温度：℃1234二氧化碳水（HO氮气（N（SO汽W=—h=3.α及W值均见表A.2。8SH/T3045—2024A.4氢及纯烃理想气体焓值与温度的关系式见表A.4。表A.4氢及纯烃理想气体焓值与温度的关系式甲烷(CH)H=-4×10T-3×1乙烷(CH)H=2×10乙烯(CH)H=6×10T-乙炔(CH)丙烷(CH)H=-4×10T+6×10T-0.0丙烯(CH)H=5×10T-9×10丁烷(CH)H=2×10T-1×10T+0.0032T+0.049T-2丁烯(CH)H=2×10T-1×10T+0.00戊烷(CH)H=2×10T-1×10T+0.0034T-0.0083T-224.45一氧化碳(CO)H=6×1硫化氢(HS)H=3×10T-8×10T+0.08699SH/T3045—2024A.5燃料油焓值与温度的关系式见表A.5。表A.5燃料油焓值与温度的关系式0.90DH=3×100.91DH=7×0.92DH=2×10t0.93DH=-5×10t+4×100.94DH=6×100.95DH=-1×0.96DH=-3×10t+2×10.98DH=9×100.99DH=6×102、公式中t的取值范围0℃~300℃。SH/T3045—2024表A.6水蒸汽在不同压力焓值与温度的关系式见表A.6。表A.6水蒸汽在不同压力焓值与温度的关系式H=-3×10t+4×10t-0.0014tH=-9×10t+1×10H=-2×10t+3×10t-0.017t2、公式中t的取值范围100℃~350℃。表A.7为烟气各组成的焓值与温度的关系式。表A.7烟气各组成焓值与温度的关系式水蒸汽(HO)H=-7×10t+2×10t+0.00二氧化碳(CO)H=-2×10T+2×10T+0.0004T+0.5804T+二氧化硫(SO)H=-2×10T+2×10T+0.0001T+0.5282T+224.64氮气(N)H=-3×10T+1×10T-4×10T+1.0289T-27过剩空气H=8×10T-8×10T+0.0003T+0.8525TSH/T3045—2024本标准用词说明1为便于在执行本标准条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下：1）表示很严格，非这样做不可的：正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”；2）表示严格，在正常情况下均应这样做的：正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”；3）表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的：正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”；4）表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。2条文中指明应按其他有关标准执行的写法为：“应符合……的规定”或“应按……执行”。中华人民共和国石油化工行业标准条文说明SH/T3045—2024修订说明《石油化工管式炉热效率设计计算》（SH/T3045－2024经工业和信息化部2024年03月29日以第01号公告批准发布。本标准是在《石油化工管式炉热效率设计计算》（S