（正式版）SHT 3045-2024 石油化工管式爐熱效率設(shè)計計算方法

中華人民共和國石油化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)代替SH/T3045—2003Calculationmethodofthethermalefficiencyforpetrochemicaltubularheaters2024-03-29發(fā)布2024-10-01實施中華人民共和國工業(yè)和信息化部發(fā)布ISH/T3045—2024前言 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14熱效率計算方法 2附錄A（資料性附錄）計算表格及公式 5本標(biāo)準(zhǔn)用詞說明 11 SH/T3045—2024ContentsForeword III1Scope 2Normativereferences 13Termsanddefinitions 14Calculationmethodofthethermalefficiency 2AnnexA（Informative）Calculationtableandformular 5Explanationofwordinginthisstandard 11Add：Explanationofarticle 13SH/T3045—2024根據(jù)中華人民共和國工業(yè)和信息化部《2015年第三批行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制修訂計劃》（工信廳科[2015]115號）的要求，標(biāo)準(zhǔn)編制組經(jīng)廣泛調(diào)查研究，認真總結(jié)實踐經(jīng)驗，參考有關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進標(biāo)準(zhǔn)，并在廣泛征求意見的基礎(chǔ)上，制定（修訂）本標(biāo)準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)共分4章和1個資料性附錄。本標(biāo)準(zhǔn)與SH/T3045―2003《石油化工管式爐熱效率設(shè)計計算》相比，本標(biāo)準(zhǔn)修訂的主要技術(shù)內(nèi)容1根據(jù)最新的物性數(shù)據(jù)庫，對原標(biāo)準(zhǔn)中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行修訂，并回歸成公式，便于編程計算。2增加了以蒸汽為降低氮氧化物的措施時，熱效率的計算。請注意本標(biāo)準(zhǔn)的某些內(nèi)容可能直接或間接涉及專利。本標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布和管理機構(gòu)不承擔(dān)識別這些專利的責(zé)任。本標(biāo)準(zhǔn)由中國石油化工集團有限公司負責(zé)管理，由中國石油化工集團公司設(shè)備設(shè)計技術(shù)中心站負責(zé)日常管理，由中國石化工程建設(shè)有限公司負責(zé)具體技術(shù)內(nèi)容的解釋。執(zhí)行過程中如有意見和建議，請寄送日常管理單位和主編單位。本標(biāo)準(zhǔn)日常管理單位：中國石油化工集團公司設(shè)備設(shè)計技術(shù)中心站通訊地址：北京市朝陽區(qū)安慧北里安園21號郵政編碼：100101電話箱：zengxj.sei@本標(biāo)準(zhǔn)主編單位：中國石化工程建設(shè)有限公司通訊地址：北京市朝陽區(qū)安慧北里安園21號郵政編碼：100101電話箱：shaoc.sei@本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人員：邵晨何細藕李昌力胡鳴郭玉萍蔡建光張偉乾申海女趙永華薛磊侯瑞本標(biāo)準(zhǔn)主要審查人員：李金科葛春玉曾小軍謝茂興蔣明敬陳德明李心芳吳雄標(biāo)陳央章立竇世山何智靈嚴(yán)正芳黃萍王昌冕周水鈞田子鋒郭慧波楊金龍本標(biāo)準(zhǔn)1992年首次發(fā)布，2003年第1次修訂，本次為第2次修訂。1SH/T3045—2024石油化工管式爐熱效率設(shè)計計算方法本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了燃氣、燃油的石油化工管式爐熱效率的計算方法。本標(biāo)準(zhǔn)適用于燃氣、燃油的石油化工管式爐熱效率的計算。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本標(biāo)準(zhǔn)。SH/T3036一般煉油裝置用火焰加熱爐3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。3.1熱效率thermalefficiency總吸熱量除以總供熱量，或總供熱量減去總熱損失之差除以總供熱量。3.2體系system通過熱平衡對其進行熱效率計算的對象。體系邊界以外的物體均稱為外界。3.3總供熱量totalheatinput外界供給體系熱量的總和。3.4總吸熱量totalheatabsorbed總供熱量中已被利用熱量的總和。3.5總熱損失totalheatloss總供熱量中未被利用部分的總和。3.6低發(fā)熱量lowerheatingvalue燃料完全燃燒后，其燃燒產(chǎn)物中的水蒸汽仍以氣態(tài)存在時的反應(yīng)熱，以15.6℃為基準(zhǔn)。3.7顯熱sensibleheat物質(zhì)發(fā)生溫度變化時（無相變）所吸收或放出的熱量。一般是指定壓條件下的顯熱。3.82SH/T3045—2024基準(zhǔn)溫度datumtemperature進入體系或離開體系的物體所帶入或帶出熱量大小的參照溫度，假設(shè)所有物體在該參照溫度下的焓值為零，一般以15.6℃為基準(zhǔn)。4熱效率計算方法4.1熱效率應(yīng)按公式（4.1-1）、（4.1-×100………………或×100……………式中：e——熱效率，%；Qd——設(shè)計熱負荷或總吸熱量，kW；B——燃料量，kg/h；hL——燃料低發(fā)熱量，可按附錄A表A.1計算確定，kJ/kg燃料；Δhα——由單位燃料量所需的燃燒空氣帶入體系的熱量，可按附錄A表A.2計算確定，kJ/kg燃料；Δhf——由單位燃料量帶入體系的顯熱，可按附錄A表A.2計算確定，kJ/kg燃料；Δhm——由霧化單位燃料油所需霧化劑或其它用途蒸汽帶入體系的顯熱，可按附錄A表A.2計算確定，kJ/kg燃料。當(dāng)霧化劑或其它用途蒸汽為水蒸汽時，其帶入的熱量應(yīng)等于水蒸汽在進入體系時的焓與等量的水蒸汽在基準(zhǔn)溫度下的焓之差，在基準(zhǔn)溫度下的水蒸汽的焓為2530kJ/kg。霧化蒸汽或其它用途蒸汽的焓值可從附錄A表A.6計算得；hs——按單位燃料量計算的排煙損失，可按附錄A表A.3計算確定，kJ/kg燃料；hu——按單位燃料量計算的不完全燃燒損失，kJ/kg燃料，可按4.6確定；η——散熱損失占燃料低發(fā)熱量的百分?jǐn)?shù)，可按4.7確定；4.2管式爐體系一般可分為以下三類：a)無預(yù)熱燃燒空氣系統(tǒng)，體系內(nèi)僅有管式爐本體（圖4.2-1b)利用外界熱源預(yù)熱燃燒空氣系統(tǒng)，體系內(nèi)僅有管式爐本體（圖4.2-2c)利用自身熱源預(yù)熱燃燒空氣系統(tǒng)，體系內(nèi)除了管式爐本體外，還包括用煙氣直接或間接預(yù)熱燃燒空氣的換熱設(shè)備，或用進料預(yù)熱燃燒空氣的換熱設(shè)備（圖4.2-3）。4.3供給熱量應(yīng)包括燃料的低發(fā)熱量、燃料的顯熱、燃燒空氣的顯熱及霧化劑或其它用途蒸汽帶入的熱量。4.4熱損失應(yīng)包括排煙損失、燃料不完全燃燒損失及散熱損失。4.5排煙損失應(yīng)等于煙氣離開體系時的熱量。4.6燃料不完全燃燒損失應(yīng)根據(jù)燃料低發(fā)熱量hL的百分?jǐn)?shù)確定，一般取不大于hL的0.5%。對于氣體3SH/T3045—2024燃料和輕質(zhì)燃料油可不考慮此項損失，或依據(jù)實測數(shù)據(jù)計算。4.7加熱爐的散熱損失，無空氣預(yù)熱系統(tǒng)時，設(shè)計散熱損失不應(yīng)大于燃料低發(fā)熱量的1.5%；有空氣預(yù)熱系統(tǒng)時，設(shè)計散熱損失不應(yīng)大于燃料低發(fā)熱量的2.0%?；蛞罁?jù)實測數(shù)據(jù)計算。4.8燃燒空氣組成（按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計）可采用：氧氣（O2）23.2%，氮氣（N2）76.8%，空氣濕度可忽略不計。4SH/T3045—2024圖4.2-1無預(yù)熱燃燒空氣體系圖圖4.2-2用外界熱源預(yù)熱燃燒空氣體系圖4.2-3用自身熱源預(yù)熱燃燒空氣體系5SH/T3045—2024（資料性附錄）A.1燃料燃燒計算見表A.1的計算表格。表A.1燃料燃燒計算6SH/T3045—2024A.2Δhf、Δhm、Δhα的計算見表A.2表格。表A.2Δhf、Δhm、Δhα計算燃料名稱：過?？諝庀禂?shù)α：霧化蒸汽或其它用途蒸汽壓力Pm：MPaG霧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.霧化蒸汽量W按所選燃燒器的性能要求確定。4.其它用途蒸汽量W按燃燒器供貨商要求確定。A.3hs的計算見表A.3的表格。表A.3hs計算燃料名稱：排煙溫度：℃1234二氧化碳水（HO氮氣（N（SO汽W=—h=3.α及W值均見表A.2。8SH/T3045—2024A.4氫及純烴理想氣體焓值與溫度的關(guān)系式見表A.4。表A.4氫及純烴理想氣體焓值與溫度的關(guān)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硫化氫(HS)H=3×10T-8×10T+0.08699SH/T3045—2024A.5燃料油焓值與溫度的關(guān)系式見表A.5。表A.5燃料油焓值與溫度的關(guān)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的取值范圍0℃~300℃。SH/T3045—2024表A.6水蒸汽在不同壓力焓值與溫度的關(guān)系式見表A.6。表A.6水蒸汽在不同壓力焓值與溫度的關(guān)系式H=-3×10t+4×10t-0.0014tH=-9×10t+1×10H=-2×10t+3×10t-0.017t2、公式中t的取值范圍100℃~350℃。表A.7為煙氣各組成的焓值與溫度的關(guān)系式。表A.7煙氣各組成焓值與溫度的關(guān)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氮氣(N)H=-3×10T+1×10T-4×10T+1.0289T-27過剩空氣H=8×10T-8×10T+0.0003T+0.8525TSH/T3045—2024本標(biāo)準(zhǔn)用詞說明1為便于在執(zhí)行本標(biāo)準(zhǔn)條文時區(qū)別對待，對要求嚴(yán)格程度不同的用詞說明如下：1）表示很嚴(yán)格，非這樣做不可的：正面詞采用“必須”，反面詞采用“嚴(yán)禁”；2）表示嚴(yán)格，在正常情況下均應(yīng)這樣做的：正面詞采用“應(yīng)”，反面詞采用“不應(yīng)”或“不得”；3）表示允許稍有選擇，在條件許可時首先應(yīng)這樣做的：正面詞采用“宜”，反面詞采用“不宜”；4）表示有選擇，在一定條件下可以這樣做的，采用“可”。2條文中指明應(yīng)按其他有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行的寫法為：“應(yīng)符合……的規(guī)定”或“應(yīng)按……執(zhí)行”。中華人民共和國石油化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)條文說明SH/T3045—2024修訂說明《石油化工管式爐熱效率設(shè)計計算》（SH/T3045－2024經(jīng)工業(yè)和信息化部2024年03月29日以第01號公告批準(zhǔn)發(fā)布。本標(biāo)準(zhǔn)是在《石油化工管式爐熱效率設(shè)計計算》（S