HG/T20525-2006 化学工业管式炉传热计算设计规定 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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化学工业第二设计院 编

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• 管式炉
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• 设计规范
• HG/T20525-2006
• 工业炉
• 热工计算
• 炉管
• 传热设计
• 规范标准
• 化工设备

出版社： 中国计划出版社

ISBN：9158005885304

版次：1

商品编码：11546531

包装：平装

开本：32开

出版时间：2007-02-01

用纸：胶版纸

前言/序言

好的，这是一份关于《化工行业管式加热炉传热计算设计规范》的图书简介，内容详实，并严格遵循您的要求，不包含您提及的特定书籍信息，旨在提供一个全面、专业且自然的行业规范介绍。 --- 化工行业管式加热炉传热计算与设计规范：深度解析与应用指南 书籍定位与核心价值 本书是一部面向石油化工、精细化工、焦化及相关工业领域的专业技术手册和设计指导文件。它系统性地梳理和阐述了化工行业中管式加热炉（或称管式反应炉、间接加热炉）在传热过程中的理论基础、计算方法、设计标准以及安全操作规程。该规范旨在为工程技术人员提供一套权威、统一、可操作的设计和校核依据，以确保加热炉系统的高效性、可靠性与安全性。 在现代化工生产中，加热炉作为核心单元设备，其设计水平直接决定了生产成本、产品质量及运行稳定性。本书超越了简单的设备选型，深入探讨了复杂多相流体在炉膛内的热交换机制，为工程师提供了从概念设计到详细施工图绘制的全流程技术支撑。 第一部分：管式加热炉基础理论与热力学原理 本部分为全书的技术基石，详细回顾了化工传热学的基本概念，并聚焦于加热炉特有的环境条件。 1.1 炉内热质传递基础： 深入讲解了三种基本传热方式（导热、对流、辐射）在炉膛内的耦合作用。重点分析了高炉温、高热流密度下的辐射传热理论，包括黑体辐射、灰体辐射及烟气辐射系数的精确计算。 1.2 炉膛流体力学与燃烧特性： 阐述了燃料（天然气、重油、焦炉气等）在燃烧室内的火焰形态、速度场分布及混合效率。讨论了不同类型燃烧器（如轴流式、文丘里式）的特性及其对炉膛内热负荷分布的影响。 1.3 烟气动力学与热损失分析： 系统分析了烟气流动的复杂性，包括边界层效应和换热管壁面附着的烟气流阻。详细介绍了烟气余热回收的可能性，以及精确计算排烟温度和显热损失的方法，为优化热效率提供依据。 第二部分：传热计算与管束设计规范 本部分是本书的核心技术内容，提供了精确计算管式加热炉核心性能参数的系列方法和图表。 2.1 管束换热系数的确定： 针对管束内介质（如烃类、蒸汽、空气等）的流动状态（层流、过渡流、湍流），提供了分区域的对流换热系数计算公式。特别针对管内发生相变（如汽化、裂解）时的强化传热模型进行了详述。 2.2 炉膛热负荷分配计算： 介绍了基于辐射和对流的综合热负荷计算模型。详细阐述了如何通过“单元法”或“网络法”精确划分炉膛空间，并计算不同区域的壁面热流密度（$Q/A$）。这是防止管材局部过热和结焦的关键步骤。 2.3 换热管材料与壁面温升控制： 探讨了不同合金钢（如Cr-Mo钢、奥氏体不锈钢）在高温高压下的机械性能与抗蠕变性能。提供了壁面平均温度、内壁温度和外壁温度的迭代计算方法，确保管材的长期安全运行温度不超过许用值。 2.4 间接加热炉（如间壁式换热器与加热炉结合体）的设计考量： 涉及管板设计、分程与集管设计，确保介质在管束内均匀分布，避免“热点”的产生。 第三部分：安全操作、环境排放与性能校核 本书强调了设计的前瞻性，涵盖了从设计验证到实际运行中的关键控制点。 3.1 炉管结垢与积碳的预防性设计： 分析了管内壁面污染物沉积的机理（如焦炭化、氧化皮生成），并提出了通过提高流速、优化热流密度梯度来抑制结垢的设计策略。 3.2 烟气排放控制与环保要求： 详细说明了氮氧化物（NOx）、硫氧化物（SOx）和一氧化碳（CO）的生成机理及其控制技术，包括低氮燃烧器（LNB）的设计选型，以及烟气脱硫脱硝的基本要求。 3.3 运行过程中的性能校核与故障诊断： 提供了如何利用实时监测数据（如排烟温度、炉膛压力、管壁温差）来评估加热炉的当前效率和管束的健康状况的方法论。包括如何通过传热系数的衰减率来预测换热管的清洗周期。 3.4 应急停炉与吹扫程序： 针对加热炉的特殊性，制定了安全停炉时必须执行的惰性气体吹扫、降温速率控制等关键操作步骤，以防止热应力和设备变形。 适用对象 本书适合于从事石油化工、煤化工装置的工艺工程师、设备设计师、项目经理、设备维护与检修人员，以及相关专业院校的高年级学生和研究人员。它是进行加热炉项目可行性研究、初步设计、详细工程设计、设备采购和运行管理不可或缺的工具书。

评分☆☆☆☆☆

这本专注于化工管式炉传热计算的规范，从我这个常年与工业设计打交道的工程师角度来看，它的价值简直是立竿见影。我翻阅了其中的章节，最让我感到踏实的是它对不同炉型——无论是直管式还是盘管式——在复杂工况下的热负荷分配和表面积确定给出的详尽步骤。它没有停留在理论公式的堆砌，而是紧密结合了行业内实际操作中经常遇到的难题，比如如何准确估算烟气侧的对流传热系数，以及在炉膛内辐射换热区如何处理炉壁辐射和炉内火焰辐射的耦合效应。书中对于温度分布的预测模型，简直就是一套实战手册，它清晰地指引我们如何选择合适的计算区间和边界条件，从而避免了以往设计中那种靠经验‘拍脑袋’定尺寸的粗放做法。每一次计算迭代后，我都能对照书中的校核标准，迅速定位潜在的设计缺陷，这极大地提高了我们出图的速度和最终运行的经济性。对于我们这些需要确保设备安全稳定运行的人来说，这种可操作性和严谨性是无价之宝。

评分☆☆☆☆☆

我最近在负责一个老旧加热炉的改造升级项目，原设计参数已经模糊不清，亟需一个权威的参考来重新评估其热负荷潜力。这本规范提供的技术支撑就显得尤为关键。书中关于“炉管壁温度均匀性”的分析部分，对我判断原有管材的受热状况起到了决定性作用。它深入探讨了管内物料流动不均（如相变过程中的膜状沸腾或干区形成）如何导致局部过热，并给出了基于热流密度梯度的安全操作边界。与市面上其他偏重理论推导的教材不同，这里的公式推导往往直接导向工程应用，数学推导的复杂部分被巧妙地整合进了流程图或表格中，使得非数学专业出身的工艺人员也能快速上手。它就像一本“疑难杂症诊断手册”，帮助我们快速锁定传热瓶颈，而不是纠结于复杂的偏微分方程求解，这点对于快速响应现场需求非常重要。

评分☆☆☆☆☆

从排版和结构上来看，这本设计规定也体现了对读者友好的考量。图表的清晰度是专业技术文档的生命线，而这本书中的流程图和关键热力学性能图表（比如不同烟气温度下的辐射率曲线）都采用了高分辨率的矢量图，即使用在大型打印件上也不会出现模糊不清的问题。特别是它对于“非均匀加热”工况下的热应力初步评估也做了简要的介绍，虽然不是核心内容，但为后续的结构强度校核提供了必要的前置信息，这种跨专业的考虑让人感到编写团队的全面性。整体来看，它构建了一个从基础传热学到化工管式炉具体工程应用的完整知识链条，它不是一本让你读完就束之高阁的书，而是需要作为工具书常备在手边的参考宝典。每一条规定背后，似乎都能看到无数次失败与成功的工程实践沉淀。

评分☆☆☆☆☆

说实话，一开始我对技术标准的期待值是比较低的，通常这类规定更倾向于晦涩难懂的术语和相互矛盾的参数表。然而，这本《化学工业管式炉传热计算设计规定》却展现出一种令人耳目一新的逻辑清晰度。它在阐述传热机理时，似乎遵循了一种“从宏观到微观”的叙事结构。比如，它首先界定了整个传热系统的能量平衡框架，然后才深入到管壁的复合阻力计算，接着细化到流体动力学对换热效率的影响。尤其让我印象深刻的是其中关于“炉膛辐射换热效率折减系数”的章节，它没有简单地给出一个固定值，而是结合了燃料类型（天然气、重油等）和炉内气氛的浓度变化给出了一个动态调整的指导原则。这种细致入微的处理，体现了编写者对实际运行中变量控制的深刻理解。阅读它就像是跟随一位经验丰富的导师在进行一次项目拆解，每一步都有明确的理论依据和实践佐证，让人在理解设计本质的同时，也获得了修正现有流程的灵感。

评分☆☆☆☆☆

对于一个年轻的设计师来说，掌握一套标准化的设计语言和计算流程至关重要，而这本规范在这方面做得非常出色。我注意到，书中对于各种工程假设的引入都做了明确的限定条件说明，这对于初学者避免“盲目套用公式”是极其重要的保护伞。例如，在讨论对流传热系数时，它明确区分了层流和湍流的适用范围，并给出了对应的经验关联式，甚至连管束的布置间距对气流夹角的影响都考虑进去了。更值得称赞的是，它在涉及安全裕度设定时，没有采用一刀切的做法，而是根据管式炉的工作压力等级和介质的腐蚀性，提出了差异化的安全系数区间建议。这不仅保证了计算结果的可靠性，更体现了设计哲学中对“适度冗余”的精准把握。每次我们遇到一个全新的工艺包时，翻开这本书，总能找到一个现成的、经过验证的计算起点，极大地减少了前期方案论证的时间成本。