卧管箱式炉转油线设计研究

谢 龙

（中海油石化工程有限公司，山东 青岛 266061）

目前炼油化工装置的管式加热炉热负荷较大，同时要求加热炉有比较宽的操作弹性范围，适合不同原料的加工处理能力。 卧管箱式炉可以在较宽的流速范围内保持较好的流型，尤其适用于高压加氢加热炉[1]，因此大多新建炼油化工装置加热炉设计为卧管箱式加热炉。 本文主要对辐射段炉管为上进下出且管架为下支撑式的卧管箱式炉转油线设计技术进行探讨， 同时利用柔性分析设计软件Caesar II 对加热炉炉管转油线应力位移进行校核计算，进一步结合工厂的安装运行情况对转油线设计技术进行探讨。

1 转油线设计技术研究

1.1 理论计算依据

卧管箱式炉转油线膨胀量计算包括三部分：辐射管架膨胀量ΔL1、 辐射排管膨胀量ΔL2 和转油线自身的膨胀量ΔL3。 各部分的膨胀量均可按下式计算：

ΔL=L·α·Δt

式中：ΔL—炉管伸长量，mm

L—计算管长，m

α—炉管的线膨胀系数，mm/（m·℃）

Δt—炉管管壁温差，℃

1.2 转油线预拉伸量计算

由于辐射管架和辐射炉管的线膨胀系数不同，热态时，管系和管架会存在一定的热膨胀差，同时转油线位置会产生应力。 为确保加热炉转油线设计合理可靠， 辐射转对流转油线预拉伸量的计算可以从两个方面进行考虑：

（1）当从消除管架和管系膨胀量差值角度考虑时，转油线的预拉伸量 ΔL=ΔL1-（ΔL2+ΔL3）。

（2）当从消除转油线应力角度考虑时，转油线的预拉伸量 ΔL=ΔL1（或 ΔL2）+ΔL3，取 ΔL1、ΔL2 中的较大值。

设计时，需要根据加热炉的具体情况充分考虑，既要尽量消除转油线管系的应力， 又要补偿管系和管架的热膨胀差。……