1.加热炉工艺计算软件FRNC5使用入门

1加热炉工艺计算软件FRNC5使用入门通用加热炉工艺计算软件FRNC-5使用入门FRNC-5软件的引进与使用概况中石化集团公司下属的若干设计院（石化工程公司）从1997年开始引进了多套美国PFR公司的通用加热炉工艺计算软件FRNC-5。

此软件在加热炉工艺计算中得到很好的应用，发挥了重大作用。

美国PFR公司全称为PFR工程系统公司（PFR Engineering System，Inc ）。

公司设在美国洛杉矶，创建于1972年1月，从事热力学系统设计分析和人员培训。

该公司的软件产品拥有六十多个用户，遍布六大洲的十五个以上的国家。

其中FRNC-5PC软件有二十年以上的使用经验。

本软件可以优化加热炉设计，并可对现有加热炉进行操作分析、加强管理，是一个较为优秀的软件。

FRNC-5软件功能与特点2．1 软件应用范围本程序可用于炼油、石油化工及热电联合等装置中大多数火焰加热炉及水管锅炉的性能模拟及效率预测。

程序采用经过证明了的技术，通过综合迭代，将工艺物流模拟、传热和压力降计算等过程组合在一起。

程序沿物流及烟气流程，逐个管组逐个炉段严格迭代求解，能精确确定加热炉的工艺参数。

计算中还指明不利操作状态，如发出炉膛正压、管壁和扩面元件超温、超临界流动以及酸露点腐蚀等警告信息。

程序会算出与显示加热炉的以下工艺参数或不利操作状态：（1）加热炉总热负荷、总热效率，辐射室热负荷（2）辐射室出口温度（桥墙温度）与烟囱入口处温度（3）辐射和对流热强度的均值和峰值（4）辐射段遮蔽段和对流段中所有管组的管壁金属温度和翅片尖端温度的峰值和均值（5）两相流流型及沸腾状态的确定（6）管内两相流的传热和压降（7）管外传热和阻力（8）“阻塞”、“干锅”或“冷端”腐蚀的可能性2．2 适用的加热炉类型（1）常减压装置加热炉（2）铂重整、铂铼重整和强化重整等装置加热炉（3）重沸炉和过热炉（4）一氧化碳加热炉和锅炉（5）脱硫装置原料预热炉（6）焦化炉和减粘加热炉（7）润滑油蒸馏和蜡油加热炉（8）煤炭液化加热炉（9）螺旋管加热炉（10）蒸汽发生器（11）余热锅炉本软件不适用于制氢、合成氨、甲醇等工艺装置的转化炉。

加热炉的工艺流程
加热炉的工艺流程通常包括以下几个步骤：
1. 加炉：将待加热的物料放置在加热炉内。

物料可以是固体材料、液体或气体。

2. 选择加热方式：根据加热炉的类型和物料的性质，选择合适的加热方式。

常见的加热方式包括电加热、燃气加热、蒸汽加热等。

3. 加热控制：通过控制加热炉的加热装置，提供适当的能量使物料升温。

加热温度和时间可以根据工艺要求进行调整和控制。

4. 温度监测与调节：在加热过程中，通过温度传感器和控制系统监测加热炉内的温度，并按照设定值进行调节。

确保加热过程中温度的稳定性和准确性。

5. 加热炉内环境控制：对于某些特殊工艺要求，可能需要对加热炉内的气体组成、湿度等进行控制，以满足工艺要求。

6. 冷却与卸料：待物料加热到目标温度后，可以停止加热，进行冷却处理。

冷却方式通常与加热方式相反，可以是自然冷却、水冷却、气体冷却等。

同时，也需要将已加热物料从加热炉中取出，以便进行后续处理或使用。

需要注意的是，加热炉的工艺流程和具体操作步骤会因加热炉的类型、用途、物料性质以及工艺要求的不同而有所差异。

以上流程仅为常规情况下的简要描述，具体的工艺流程还需要根据实际情况进行调整。

目录扩散炉软件使用说明 (1)1 启动 (1)1.1 启动 (1)2 .进程管理 (1)2.1 温度实时显示 (3)2.2 运行信息 (3)2.3 报警显示功能 (4)2.4 阀门及流量控制功能 (4)2.5 推拉舟(机械手)及炉门状态显示 (6)2.6 调试窗口 (6)2.7 工艺控制 (7)3 .工艺管理 (9)3.1 窗口介绍 (9)3.2 工具栏介绍 (10)3.4 工艺（RECIPE）编写步骤 (11)4．工艺表 (20)4.1控制温度表 .................................................................................错误！未定义书签。

4.2 Profiles修正表 (20)4.3 工艺信息表 (21)5. 实时曲线 (22)5.1 曲线查看 (22)5.2 工具栏 (23)6．历史记录 (24)6.1 查询历史数据 (24)6.2 数据操作 (25)7．事件日志 (25)7.1 基本操作 (25)8.用户管理 (26)8.1添加和删除用户 (26)8.2修改用户权限 (27)9 串口配置 (28)9.1 串口 (28)10 扩散炉参数配置 (29)10.1 舟位调整 (29)10.2 流量计 (30)10.3 报警参数设定 (31)10.4 炉管名称修改 (32)10.5 风压补偿控制 (32)11 窗口排列 (33)12 软件注册 (35)扩散炉软件使用说明1 启动1.1 启动将计算机电源打开，启动计算机。

点击桌面“计算机工艺自动化管理系统”快捷图标，出现登陆画面(如图1.1)。

输入正确的用户名和密码，点击“确定”按钮即可登录到系统。

（提示：第一次登陆默认的管理员用户名为“admin”,密码为空。

登陆系统后管理员可以更改密码，添加其它用户。

）下次登陆时，用户名栏中会自动填入本次登陆的用户名。

图1.1 登录2 .进程管理软件登录后，自动打开进程管理窗口。

FRNC-5PC工艺计算软件中文操作指南FRNC-5PC工艺计算软件操作指南目录1总则 (3)1.1主要应用 (3)1.2相关标准及参考书籍 (3)2软件简介 (4)2.1软件使用范围 (4)2.1软件计算方法 (5)2.1.1固定发热量（固定燃料量） (5)2.1.2固定热负荷 (5)3输入部分 (6)3.1燃烧室输入 (7)3.1.1 Characteristic (7)3.1.2 Furnace type (8)3.1.3 Furnace dimension (9)3.1.4 Flue Gas “Take-Off” (10)3.1.5 The ID’s of Coil Sections in Firebox (11)3.2对流室输入 (12)3.2.1 Characteristic (12)3.2.2 Internal Duct Dimensions (12)3.2.3 Coil Section, Q-Bank, or Air Preheater ID (13)3.3烟囱输入 (13)3.3.1 Characteristic (13)3.3.2 Geometry (14)3.4管路输入 (14)3.4.1 Geometry (15)3.4. 2 Process fluid (15)3.4.3 Geometry I (16)3.4.4 Geometry II (16)3.4.5 Additional data (18)3.4.6 Additional data (19)3.5炉管数据输入 (20)3.5.1 General characteristics (20)3.5.2 Fin type and diameter (21)3.5.3 Fin data (22)3.6物料数据输入 (23)3.6.1 Process stream Characteristic (23)3.6.2Condition (24)3.7燃烧数据输入 (24)3.7.1 Firing data (25)3.7.2 Bridge wall temperature (26)3.7.3 Fuel #1 (27)3.8燃料数据输入 (28)3.8.1 Identification (28)3.8.2 Composition (29)3.9热损失输入 (29)3.10注入水蒸气/水数据 (30)3.11Q-B ANK输入 (31)3.12空气数据输入 (31)3.13空气预热器输入 (32)3.13.1 General Characteristic (33)3.13.2 Specification (33)3.14物理数据输入 (34)3.14.1 自动生成的物理性质 (34)3.14.2 直接输入的物理数据 (35)3.14.3 仅仅生成的物理属性数据 (35)4输出部分 (35)4.1输入数据的重现 (35)4.2输入数据的处理 (35)4.3物理属性数据的重现 (36)4.4计算过程输出 (36)4.4最终结果输出 (36)1总则1.1 主要应用本手册规定了FRNC-5PC软件的使用方法和步骤等。

收稿日期:２０１８Ｇ０３Ｇ０９.作者简介:王强,男,２０１１年毕业于北京化工大学化工过程机械专业,工学硕士,主要从事加热炉设计工作,工程师.E m a i l :w q２３４０＠h l e t ．c o m .F R N C Ｇ５P C 软件在蒸汽过热炉优化设计中的应用王㊀强,吴红艳(华陆工程科技有限责任公司,陕西西安７１００６５)㊀㊀摘㊀要:文章介绍了某煤化工项目中蒸汽过热炉的工艺设计要点和方法,以理论计算公式为依据,确定影响炉管最高管壁金属温度的过程变量因素;通过加热炉工艺模拟计算软件F R N C Ｇ５P C 试算算例,分析不同调整措施对过程变量因素的影响趋势,以及最终对炉管管壁最高金属温度的影响规律.分析表明,增大辐射炉管长度㊁减少辐射炉管程数和减小辐射炉管壁厚能够降低炉管最高管壁金属温度.据此对拟定的蒸汽过热炉设计方案进行优化,通过比选确定最优设计方案.关键词:蒸汽过热炉㊀优化设计㊀F R N C Ｇ５P Cd o i :１０．３９６９/j ．i s s n ．１００６－８８０５．２０１８．０４．００７㊀㊀蒸汽过热炉被广泛应用于石油和化工行业,例如,催化裂化㊁苯乙烯㊁合成氨和甲醇等许多装置中,其主要作用是将饱和蒸汽升温过热,提高蒸汽品质,以便为反应器等下游设备的单元操作提供热量,或用于驱动汽轮机做功.本文所讨论的蒸汽过热炉,为某煤化工项目甲醇合成装置的辅助设备,主要用于将甲醇合成塔副产的饱和蒸汽过热至工艺操作要求的温度,然后并入蒸汽管网.１㊀设计条件蒸汽过热炉的工艺设计数据表由工艺专业按全厂物料平衡和热平衡计算后提出,表１为蒸汽过热炉的主要设计参数.表１㊀蒸汽过热炉主要工艺设计参数㊀㊀根据设计热负荷和规范的要求,蒸汽过热炉采用辐射Ｇ对流型结构圆筒炉ʌ１ɔ,燃烧器位于炉底.蒸汽过热炉结构如图１所示.对流段包含上下两部分盘管.上部为锅炉给水盘管,主要作用为充分利用烟气余热加热锅炉给水,同时降低排烟温度,从而提高燃料热效率.被过热的饱和蒸汽先进入对流段下部盘管加热,之后再经转油线进入辐射段继续过热至所需的出口温度.图１㊀辐射Ｇ对流型蒸汽过热炉示意工业炉㊀㊀石油化工设备技术,２０１８,３９(４) ２２P e t r o ＧC h e m i c a l E q u i p m e n tT e c h n o l o g y㊀㊀蒸汽过热炉为气体加热炉,炉管内被加热介质为蒸汽,可以不考虑介质裂解或结焦的问题,但由于气体的内膜传热系数很小,内膜热阻很大,在相同的辐射热强度下,炉管壁温要高得多,设计时最高管壁温度应不超过其金属的最高允许温度ʌ２ɔ.２㊀工艺方案设计蒸汽过热炉方案的主要设计思路如下:根据以往项目设计经验和设计条件中的最高允许压力降,拟定几种不同的炉管布置设计方案,在F N R CＧ５P C软件中建立对应的工艺计算模型,并执行计算.根据计算结果,分析和比选各种设计方案的关键指标,进一步优化,确定最优工艺设计方案.蒸汽过热炉工艺设计方案主要从以下几个方面进行考虑:(１)流体质量流速;(２)管径和程数;(３)辐射段热负荷所占比例;(４)桥墙温度;(５)最高管壁金属温度;(６)炉管外表面热强度;(７)炉管表面积;(８)排烟温度;(９)经济指标.２．１㊀流体质量流速在给定工艺设计条件下,炉管内流体质量流速主要取决于管径和管程数,管程数越多,则每程流体分布不均匀的危险性就越大,越容易造成局部炉管超温ʌ３ɔ.因此,在满足最高允许压力降的前提下,应尽量提高流体质量流速,可采取减小炉管内截面积或管程数的方法.推荐的蒸汽过热炉蒸汽质量流速取值范围为１４０~３５０k g/(m２ s)ʌ３ɔ.２．２㊀管径和程数影响管程数和炉管尺寸的因素,除流体质量流速外,还要考虑最高允许压力降的限制.按照经验和常用的炉管尺寸系列确定炉管外径ʌ１ɔ时,可以设计多种管径和管程数的组合方案.本文主要讨论ϕ１１４．３㊁ϕ１４１．３㊁ϕ１６８．３和ϕ２１９．１mm这４种常用的炉管规格.２．３㊀辐射段热负荷所占比例辐射段是热交换的主要场所,总热负荷的７０％~８０％由其承担,是全炉最重要的部位ʌ３ɔ.总热负荷一定时,辐射段热负荷占总热负荷的比例越大,表明辐射段炉管与热烟气完成的换热量越多,而在对流段完成的换热量则越少,烟气离开辐射段携带的热量也就少,即桥墙温度较低.２．４㊀桥墙温度桥墙温度表征了离开辐射段烟气温度的高低,是炉子操作的重要控制指标.桥墙温度高,说明辐射段传热强度大.为保证加热炉长期安全运行,一般将桥墙温度控制在８５０ħ以下(但烃蒸汽转化炉㊁乙烯裂解炉除外)ʌ３ɔ.蒸汽过热炉方案设计时,应尽量获取较低的桥墙温度.桥墙温度高,辐射段炉管支吊架的材质要求就需提高,同时衬里的耐火材料等级和衬里厚度也均受影响.２．５㊀最高管壁金属温度炉管的设计管壁金属温度是炉管选材的重要依据,其等于最高管壁金属温度至少加上１５ħʌ４ɔ.蒸汽过热炉管内流体为水蒸气,在不考虑结垢的情况下,炉管最高管壁金属温度的计算公式ʌ５ɔ如下:T m a x＝T b f＋ΔT f f＋ΔT t w(１)ΔT f f＝q R,m a x Kf fD oD iæèçöø÷ΔT t w＝q R,m a x D o l nD oD iæèçöø÷２λt mæèççöø÷÷式中:T m a x 最高管壁金属温度,ħ;T b f 流体体积平均温度,ħ;ΔT f f 通过流体膜温差,ħ;ΔT t w 管壁温差,ħ;q R,m a x 外表面最高热强度,W/m２;K f f 流体膜传热系数,W/(m２ ħ);D o 管子外径,m;D i 管子实际内径,m;λt m 管子金属导热系数,W/(m ħ).由式(１)知,炉管的最高管壁金属温度主要受流体体积平均温度㊁流体膜温差和管壁温差的控制.当被加热介质物性一定时,增大管内流体质量流速或减小炉管内径,均可提高流体内膜传热系数ʌ２ɔ.因此,对于辐射段炉管,减小管炉外表面热强度㊁增大管内流体质量流速㊁减小炉管内径和减小炉管壁厚等都能降低炉管最高管壁金属温度.这些理论定性分析结论,为蒸汽过热炉工艺３２㊀第３９卷第４期王㊀强等．F R N CＧ５P C软件在蒸汽过热炉优化设计中的应用设计方案的调整和优化提供了思路.２．６㊀炉管外表面热强度由式(１)知,减小炉管外表面热强度会降低炉管的管壁金属温度,而增大炉管外表面热强度,能减小炉管所需换热面积,即节约炉管材料.推荐的蒸汽过热炉辐射段炉管表面热强度范围为２６０００~３００００W/m２ʌ３ɔ.蒸汽过热炉设计方案调整优化时,应使管壁金属温度与炉管外表面热强度同时保持较低水平.２．７㊀排烟温度排烟温度是与排烟热量损失直接相关的参数,对全炉热效率产生直接的影响.为了提高加热炉的热效率,节约燃料,方案设计时应尽可能降低排烟温度,但同时应注意保证排烟温度与对流末级盘管进料温差.合理的温差(冷端温差)应由技术经济比较确定,冷端温差一般为７０~８０ħ,最低可为４０~５０ħʌ３ɔ,因此排烟温度最低应控制在１７２ħ左右.同时,还应根据燃料组分特性,确定烟气硫露点温度,设计时应保证对流段末级盘管金属壁温度高于烟气的硫露点温度,在实际工程应用中还应留有１０~１５ħ的温度裕量.２．８㊀经济指标加热炉方案设计过程中,对经济指标的控制主要体现在设备和材料费用㊁加工制造费用以及运营费用３个方面.在满足所有技术要求的前提下,通过多方案对比和优化,使加热炉的体积㊁重量合理化,减少材料用量,同时应采用成熟可靠且易于加工制造的结构形式,有效降低制造费用.运营费用则主要是针对燃料消耗和维护检修方面,特别是燃料消耗量.３㊀优化策略辐射段最高管壁金属温度是蒸汽过热炉设计的重点控制指标.上文２．５节中,以理论公式为依据,分析了影响最高管壁金属温度的因素,但这些因素都属于中间过程因素,且每个因素对最高管壁金属温度的影响程度不同.不同调整措施可能会对其中一个或多个过程因素同时产生作用,且作用结果使过程因素可能增大也可能减小,至于最终会使最高管壁金属温度增大还是减小,理论公式无法评估.利用F R N CＧ５P C模拟计算软件,对采用不同调整措施的算例进行试算,得到各种调整措施对过程变量因素的影响趋势,以及最终对炉管最高管壁金属温度的影响规律,详见表２.４㊀计算模型蒸汽过热炉的工艺计算采用P F R公司开发推出的F R N CＧ５P C加热炉工艺模拟计算软件.该软件属于校核型软件,需要用户事先定义加热炉的炉管布置方案,然后由软件进行校核计算,可以快速进行多方案的比较和优选ʌ６ɔ.表２㊀各种调整措施对相关过程因素的影响注:括号内的 增大/减小 表示能够使辐射段管壁最高金属温度减小的最佳过程因素变化趋势.㊀㊀不同设计方案之间的比较基础应相同,因此在计算模型中作如下假设:相同的过剩空气系数㊁散热损失率㊁燃料特性以及相同的环境温度㊁炉管材质和流体进出口边界条件等.根据前述蒸汽过热炉的工艺设计原则,以及选定的４种炉管规格,共建立８种设计方案(见表３),其中A系列为初始设计方案,B系列为采取调整措施后的优化设计方案.炉管管心距取标准短半径弯头尺寸,辐射段炉管中心线到炉墙衬里表面的距离取１．５倍炉管公称直径ʌ４ɔ.辐射段炉底衬里上表面到炉顶衬里下表面之间的距离,即辐射段净高度,取值按辐射炉管总高度(炉管直段长度加上２个弯头高度)加上６００mm;辐射段衬里内径取炉管节圆直径加４２ 石㊀油㊀化㊀工㊀设㊀备㊀技㊀术２０１８年㊀上(２ˑ１．５)倍炉管公称直径.对于立式圆筒加热炉,当设计热负荷大于６MW时,辐射段炉管直段长度与节圆直径之比,一般取１．５~２．７５,且以气体为燃料的加热炉可以取低值ʌ２ɔ.表３㊀蒸汽过热炉的主要机械设计数据㊀㊀对流段长度和宽度应按规范规定的对流段截面尺寸要求ʌ１ɔ,并结合辐射段筒体直径确定.锅炉给水盘管的作用主要是进一步降低排烟温度,提高全炉热效率.各方案中均采用相同尺寸炉管.由F R N CＧ５P C模拟软件分别建模计算上述８种设计方案.表４为主要计算结果数据.由表４可知,所有设计方案的流体质量流速均在要求范围内,且炉管压力降计算值均小于允许压力降值.桥墙温度是设计方案比选的主要评价指标之一.优化后方案的温度比初始设计方案低３５ħ左右,这对辐射炉管管架和耐火衬里选材十分有利.各方案中离开对流段的烟气温度几乎相同,但略低于１７２ħ.可适当减少锅炉给水盘管的换热面积,以保证合适的冷端温差.不同方案之间的总吸热量略有微小差异,这主要是由各方案的蒸汽盘管压力降差异造成的;辐射段热负荷所占比例在６４％~６８％之间,略低于２．３节中的要求.笔者尝试分别采用减小对流段面积和增大辐射段炉管换热面积的方法来提高这一比例数值,但试算结果表明:减小对流段面积会使桥墙温度㊁辐射段管壁最高金属温度都增大,炉管选材要求提高;而增大辐射段炉管换热面积,会使辐射室体积增大,造成建设投资增加.因此笔者认为,仅在桥墙温度较高(＞８５０ħ)时,可以考虑提高辐射段热负荷所占比例来降低此温度,而其余情况下,单纯地将辐射段热负荷所占比例控制在７０％~８０％的范围内,有待商榷.辐射段炉管平均热强度与２．６节中的要求差异较大.笔者尝试采用减小辐射段换热面积来增大这一数值,但试算结果表明,桥墙温度也会增大.笔者认为,在炉管材质较为昂贵时,可考虑适当提高辐射段炉管平均热强度以节约炉管材料,而单纯地将辐射段炉管平均热强度控制在２６０００~３００００W/m２的范围内,有待商榷.辐射段最高管壁金属温度也是设计方案比选的主要评价指标之一.除ϕ１４１．３方案外,其余优化后方案的温度均比初始方案低８ħ左右.ϕ１４１．３方案同时采用了２种优化措施,使最高管壁金属温度降低了１５ħ,这对辐射炉管选材和强度计算十分有利.燃料消耗量和计算热效率体现了加热炉的节能环保性能,也是设计方案比选的主要评价指标.综上所述,蒸汽过热炉B２设计方案的工艺性能最佳.５２㊀第３９卷第４期王㊀强等．F R N CＧ５P C软件在蒸汽过热炉优化设计中的应用表４㊀不同蒸汽过热炉设计方案优化前后的主要计算结果数据５㊀结语１)满足压力降的前提下,应尽量提高管内介质质量流速,以提高流体膜传热系数,从而降低辐射段管壁最高金属温度;２)随着炉管内径增大,管内介质质量流速减小,辐射段管壁最高金属温度会增大;３)增大辐射段炉管直管长度和减小炉管壁厚均能降低辐射段炉管管壁最高金属温度;４)蒸汽过热炉桥墙温度较高(＞８５０ħ)时,可适当增大辐射段炉管换热面积,以降低桥墙温度和辐射段管壁最高金属温度;５)对于蒸汽过热炉,将辐射段炉管平均热强度控制在较高数值范围内,会使桥墙温度和辐射段管壁最高金属温度增大,不利于炉管选材和强度设计.参考文献:[１]㊀中华人民共和国国家发展和改革委员会．化学工业炉结构设计规定:H G/T２０５４１ ２００６[S]．北京:中国计划出版社,２００７．[２]㊀李文辉．加热炉炉管内膜温度控制[J]．石油化工设备技术,２０１６,３７(２):４１Ｇ４３．[３]㊀钱家鳞．管式加热炉:第二版[M]．北京:中国石化出版社,２００３．[４]㊀中华人民共和国工业和信息化部．一般炼油装置用火焰加热炉:S H/T３０３６ ２０１２[S]．北京:中国石化出版社,２０１３．[５]㊀中华人民共和国工业和信息化部．炼油厂加热炉炉管壁厚计算方法:S H/T３０３７ ２０１６[S]．北京:中国石化出版社,２０１６．[６]㊀程微．管式加热炉遮蔽管的模拟计算和优化设计[J]．化工与医药工程,２０１５,３６(３):１Ｇ５．６２ 石㊀油㊀化㊀工㊀设㊀备㊀技㊀术２０１８年㊀。

加热炉主要和辅助技术操作的构成和算法下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

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1 概述1.1前言本操作手册为整个系统的操作说明，上岗操作人员上岗前请详细阅读本手册及有关仪表说明书。

1.2系统简介加热炉系统包括加热炉炉体、燃烧器等设备和燃烧系统、自动控制系统等部分。

加热炉本体由多根立柱支撑，炉本体自挪娥、塑垂段及逛堕度城。

下部辐射段为圆筒形，炉管采用多头并联立管；中部对流段采用横向列管结构，靠近辐射段的换热管采用光管，其余选用翅片管结构；对流段上方设计带翻板的烟囱，通过控制翻板可调节炉膛压力。

辐射段底部炉底安装三台燃烧器。

燃烧系统由燃烧器、燃料管线、燃气放空管线、灭火管线、氮气置换吹扫管线组成。

燃烧器为自然通风型燃气燃烧器；燃料管线分为主燃料输送管线和长明灯燃料输送管线；烟风系统采用自然通风给燃烧器供风。

加热炉自动控制系统包括点火控制、负荷调节控制、炉膛负压控制及安保联锁控制等。

通过控制点火步骤保证加热炉安全点炉，通过物料出口温度控制燃料流量实现加热炉负荷自动调节，通过炉膛负压测点和烟囱翻板阀实现炉膛负压调节，在点炉及运行中可以通过操作画面实现直观显示相关参数，通过对敏感测点监控实现安保联锁控制保证加热炉设备安全。

2 功能及技术特征2.1工艺系统2.1.1工艺系统简介加热炉燃烧工艺系统流程详见随机资料之“系统流程图P&ID”。

燃烧系统主要包括主燃气管线、点火燃气管线、氮气置换吹扫管线和灭火管线。

主燃料气管线的燃料供应及调节阀组内设置有带温压补偿的流量计、流量调节阀、双切断加放空阀组，在燃烧器前设置手阀、阻火器和金属软管，在燃气进入界区处设置氮气置换管线，主燃气切断阀后设氮气吹扫管线。

系统可实现对燃料气的流量控制和切断，阻火器可保证燃料气管道的安全，当燃气系统停止工作时可以通过氮气管线对燃气管线进行安全置换。

长明灯燃料气管线为燃烧器的长明灯提供燃气，气源来自主燃气管线，长明灯火焰稳定燃烧，从而保证主火焰被可靠引燃，长明灯管线设置双切断加放空阀组可通过程序控制燃料气的供应，并在长明灯火焰熄灭时及时切断燃气，保证系统安全。

使用PFR FRNC-5——对加热炉遮蔽段炉管设置的讨论程珂【摘要】通过比较PFR FRNC-5中有关遮蔽段炉管的设置选项.讨论了如何设置这些选项以满足设计的意图.【期刊名称】《化工设备与管道》【年(卷),期】2010(047)004【总页数】3页(P23-25)【关键词】FRNC-5;工业炉;遮蔽管【作者】程珂【作者单位】中国石化集团上海工程有限公司,上海,200120【正文语种】中文【中图分类】TQ054近年来,越来越多的工程公司在设计工业炉时使用 PFR系列软件。

但由于种种原因,很少有针对该软件的技术交流,也没发现有使用该软件而发表的论文、书籍等技术文献。

笔者在工作中一直使用 PFR FRNC-5对蒸汽过热炉进行工艺计算。

对如何正确设置遮蔽段炉管有些个人总结。

以下笔者将从实际的蒸汽过热炉实例出发讨论本文的主题。

希望抛砖引玉,有更多的工业炉工程师来分享使用软件的心得。

1.1 加热炉简介一般加热炉的结构包括辐射段、对流段、烟囱。

火焰在辐射段炉膛内燃烧,对辐射炉管进行辐射传热。

产生的高温烟气顺序经过辐射段、对流段、烟囱排入大气,并对沿途经过的炉管进行对流传热。

所需加热的物料顺序经过对流段扩面管、遮蔽段炉管、辐射段炉管,完成工艺所需的加热过程。

遮蔽管位于对流段的最下方,一般采用光管。

某装置蒸汽过热炉被设计成双辐射炉膛公用一个对流段,遮蔽段炉管使用 800H/800HT材质,本文以此为例进行分析讨论。

1.2 使用 PFR FRNC-5PFR FRNC-5能够对炼油厂、化工厂中大部分的直接火焰加热炉和水管锅炉进行性能模拟和效率预测计算。

工业炉中大部分部件能够被程序模拟。

程序可以给出各个流程单元的进出口状况,可以模拟工艺流程、计算热负荷和压力降。

程序严格按着工艺流程和烟气流经过程计算出所需的各个参数数据。

在建立模型时,需要对定义的每个盘管设置属性。

其中在对话框“Coil section data”中,在选项卡“Radiant/shock tubes”中的选项组“Coil”中有3个选项。

管式加热炉单元仿真培训系统操作说明书北京东方仿真软件技术有限公司二〇〇六年十月目 录一、工艺流程说明 (2)1、工艺流程简述 (2)2、本单元复杂控制方案说明 (3)3、设备一览 (3)二、本单元操作规程 (3)1、开车操作规程 (3)2、正常操作规程 (5)3、停车操作规程 (6)4、复杂控制系统和联锁系统 (7)5、仪表一览表 (8)三、事故设置一览 (10)四、流程仿真界面 (12)附：思考题 (14)一、工艺流程说明1、工艺流程简述本单元选择的是石油化工生产中最常用的管式加热炉。

管式加热炉是一种直接受热式加热设备，主要用于加热液体或气体化工原料，所用燃料通常有燃料油和燃料气。

管式加热炉的传热方式以辐射传热为主，管式加热炉通常由以下几部分构成：辐射室：通过火焰或高温烟气进行辐射传热的部分。

这部分直接受火焰冲刷，温度很高（600-1600℃），是热交换的主要场所（约占热负荷的70-80%）。

对流室：靠辐射室出来的烟气进行以对流传热为主的换热部分。

燃烧器：是使燃料雾化并混合空气，使之燃烧的产热设备，燃烧器可分为燃料油燃烧器，燃料气燃烧器和油一气联合燃烧器。

通风系统：将燃烧用空气引入燃烧器，并将烟气引出炉子，可分为自然通风方式和强制通风方式。

1.1、工艺物料系统某烃类化工原料在流量调节器FIC101的控制下先进入加热炉F-101的对流段，经对流的加热升温后，再进入F-101的辐射段，被加热至420℃后，送至下一工序，其炉出口温度由调节器TIC106通过调节燃料气流量或燃料油压力来控制。

采暖水在调节器FIC102控制下，经与F-101的烟气换热，回收余热后，返回采暖水系统。

2.2、燃料系统燃料气管网的燃料气在调节器PIC101的控制下进入燃料气罐V-105，燃料气在V-105中脱油脱水后，分两路送入加热炉，一路在PCV01控制下送入常明线；一路在TV106调节阀控制下送入油—气联合燃烧器。

来自燃料油罐V-108的燃料油经P101A/B升压后，在PIC109控制压送至燃烧器火咀前，用于维持火咀前的油压，多余燃料油返回V-108。

FRNC-5PC工艺计算软件中文操作指南目录1 总则31.1 要紧应用31.2 有关标准及参考书籍32 软件简介42.1软件使用范畴42.1软件运算方法52.1.1固定发热量（固定燃料量）52.1.2固定热负荷53 输入部分53.1 燃烧室输入63.1.1 Characteristic 63.1.2 Furnace type 73.1.3 Furnace dimension 73.1.4 Flue Gas “Take-Off”73.1.5 The ID’s of Coil Sections in Firebox 8 3.2 对流室输入83.2.1 Characteristic 83.2.2 Internal Duct Dimensions 83.2.3 Coil Section, Q-Bank, or Air Preheater ID 9 3.3 烟囱输入93.3.1 Characteristic 93.3.2 Geometry 93.4管路输入 93.4.1 Geometry 103.4. 2 Process fluid 103.4.3 Geometry I 103.4.4 Geometry II 113.4.5 Additional data 113.4.6 Additional data 123.5炉管数据输入133.5.1 General characteristics 13 3.5.2 Fin type and diameter 13 3.5.3 Fin data 133.6物料数据输入143.6.1 Process stream Characteristic 14 3.6.2Condition 143.7燃烧数据输入153.7.1 Firing data 153.7.2 Bridge wall temperature 15 3.7.3 Fuel #1 163.8燃料数据输入163.8.1 Identification 163.8.2 Composition 173.9热缺失输入173.10注入水蒸气/水数据173.11Q-Bank输入 183.12空气数据输入183.13空气预热器输入183.13.1 General Characteristic 19 3.13.2 Specification 193.14物理数据输入203.14.1 自动生成的物理性质20 3.14.2 直截了当输入的物理数据203.14.3 仅仅生成的物理属性数据204 输出部分214.1输入数据的重现 214.2输入数据的处理 214.3物理属性数据的重现214.4运算过程输出214.4最终结果输出21总则1.1 要紧应用本手册规定了FRNC-5PC软件的使用方法和步骤等。

工艺计算软件操作指南模板FRNC-5PC工艺计算软件操作指南目录1 总则 .............................................................................. 错误!未定义书签。

1.1主要应用 ................................................................... 错误!未定义书签。

1.2相关标准及参考书籍............................................... 错误!未定义书签。

2 软件简介...................................................................... 错误!未定义书签。

2.1软件使用范围........................................................... 错误!未定义书签。

2.1软件计算方法........................................................... 错误!未定义书签。

2.1.1固定发热量( 固定燃料量) ................................ 错误!未定义书签。

2.1.2固定热负荷 ......................................................... 错误!未定义书签。

3 输入部分...................................................................... 错误!未定义书签。

3.1燃烧室输入 ............................................................... 错误!未定义书签。

热处理炉操作站界面设置讲解1.工艺参数设置：热处理炉在进行工作时，需要对温度、压力、时间等工艺参数进行设定。

通过工艺参数设置模块，可以根据具体的工艺要求设定炉子内部的参数，并进行调整。

2.温度控制：温度是热处理炉中最重要的参数之一、通过温度控制模块，可以实现对炉子内部温度的显示和调节。

操作人员可以根据需要设定工艺温度，炉子会根据设定值自动调节温度，确保加热和冷却的过程中温度的稳定性。

3.时间控制：热处理工艺中，时间的控制是非常重要的。

通过时间控制模块，可以设定工艺的时间要求，炉子在工作过程中会自动计时，并在设定时间到达时自动停止工作，保证热处理的时间准确性。

4.压力设定：对于一些特殊的热处理工艺，压力也是需要设定的参数之一、通过压力设定模块，可以设定炉子内部的压力要求，并进行调整。

炉子在工作过程中会根据设定值自动控制压力，并保持在设定范围内。

5.数据记录和报表打印：对于热处理过程来说，数据的记录和分析是非常重要的，可以通过数据记录模块将炉子内部的温度、时间、压力等参数进行记录，并可以生成报表进行分析。

操作人员可以通过界面设置，实现对数据的存储和导出，便于后期的分析和统计。

在操作站界面设置中，一般会有操作按钮和指示灯等交互元素，用于实现对炉子的启动、停止、暂停、报警等操作。

通过点击相应的按钮，可以实现对炉子的控制和调整。

指示灯则可以显示炉子的工作状态，如运行状态、报警状态等，方便操作人员了解炉子的实时情况。

总结起来，热处理炉操作站界面设置是一个非常重要的环节，它直接影响到炉子的工作效果和稳定性。

通过合理的界面设置，可以方便操作人员对炉子进行参数的设定和调整，提高炉子的工作效率和质量。

同时，界面设置中的数据记录和报表打印功能也可以为后续的数据分析和统计提供便利。

因此，合理设计和设置热处理炉操作站界面是热处理工艺的重要一环。