Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

приложение 2

.docx
Скачиваний:
6
Добавлен:
31.03.2015
Размер:
55.14 Кб
Скачать

Приложение 2

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО

ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ

СТАНДАРТ

РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

ГОСТ Р

53682-2009

(ИСО 13705:2006)

УСТАНОВКИ НАГРЕВАТЕЛЬНЫЕ

ДЛЯ НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ЗАВОДОВ

Общие технические требования

ISO 13705:2006

Petroleum, petrochemical and natural gas industries -

Fired heaters for general refinery service

(MOD)

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным

законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила

применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004

«Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»

Сведения о стандарте

1. РАЗРАБОТАН Открытым акционерным обществом «ВНИИНЕФТЕМАШ» (ОАО

«ВНИИНЕФТЕМАШ»), Федеральной службой по экологическому, технологическому и

атомному надзору (Ростехнадзор)

2. ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 23 «Техника и технологии

добычи и переработки нефти и газа»

3. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по

техническому регулированию и метрологии от 15 декабря 2009 г. № 1068-ст

4. Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному

стандарту ИСО 13705:2006 «Промышленность нефтяная и газовая. Огневые нагреватели

общего назначения для нефтеперерабатывающих заводов» (ISO 13705:2006 «Petroleum,

petrochemical and natural gas industries - Fired heaters for general refinery service») путем внесения технических отклонений, объяснение которых приведено во введении к

настоящему стандарту, и путем изменения его структуры

СОДЕРЖАНИЕ

  1. Область применения

  2. Нормативные ссылки

  3. Термины и определения

  4. Общие положения

  5. Методика расчета на прочность элементов нагревателей, работающих под

давлением

  1. Нормы

  2. Типы нагревателей

  3. Документация

  4. Документация на стадии технического предложения

  5. Документация на стадии технического проекта

  6. Окончательная документация

  7. Нормы проектирования

  8. Организация процесса теплопередачи

  9. Механические требования

  10. Трубы

  11. Общие положения

  12. Развитая поверхность

  13. Материалы

  14. Отводы и двойники (ретурбенды)

  15. Общие положения

  16. Двойники (ретурбенды)

  17. Отводы

  18. Материалы

  19. Трубопроводы, штуцера входа-выхода, коллекторы

  20. Общие положения

  21. Допустимые перемещения и нагрузки

  22. Материалы

  23. Трубные опоры

  24. Общие положения

  25. Нагрузки и допустимые напряжения

  26. Материалы

  27. Огнеупоры и изоляция

  28. Общие положения

  29. Кирпичные конструкции

  30. Конструкция футеровки

  31. Конструкция изоляции из керамического волокна

  32. Конструкция многокомпонентной футеровки

  33. Материалы

  34. Металлоконструкции и гарнитура

  35. Общие положения

  36. Металлоконструкции

  37. Ретурбендные камеры, двери и люки

  38. Материалы

  39. Дымовые трубы, газоходы и газосборники

  40. Требования к конструкции

  41. Методы расчета

  42. Статический расчет

  43. Расчет с учетом вибрации, обусловленной действием ветра

  44. Материалы

  45. Горелки и вспомогательное оборудование

  46. Горелки

  47. Сажеобдувочные устройства

  48. Вентиляторы (дымососы) и приводы

  49. Шиберы и средства управления шиберами для дымовых труб и дымоходов

  50. Штуцера для измерительных приборов и вспомогательные штуцера

  51. Дымовые газы и воздух

  52. Температура продукта

  53. Вспомогательные штуцера

  54. Поверхностные термопары

  55. Доступ к штуцерам

  56. Заводское изготовление и сборка на монтажной площадке

  57. Общие положения

  58. Изготовление металлоконструкций

  59. Изготовление змеевика

  60. Покраска и гальванизация

  61. Огнеупоры и изоляция

  62. Подготовка к отправке

  63. Монтажная сборка на месте установки

  64. Технический осмотр, контроль и испытания

  65. Общие положения

  66. Контроль сварных швов

  67. Контроль литых деталей

  68. Контроль и приемка остальных компонентов

  69. Испытания

Введение

Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному

стандарту ИСО 13705:2006. При этом в него не включены раздел 2 «Нормативные ссылки»

(«Normative references») и приложения B, С, D, E, F, G и Н международного стандарта,

которые нецелесообразно применять в национальной стандартизации в связи со

вспомогательным значением оборудования, представленного в этих приложениях.

Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному

стандарту ИСО 13705:2006 путем изменения отдельных структурных элементов, которые

выделены вертикальной линией, расположенной слева от текста. Аутентичные переводы

оригинальных текстов этих структурных элементов приведены в приложении Б к

национальному стандарту.

Причина изменения структурных элементов - учет требований национальной экономики

Российской Федерации и особенностей российской национальной стандартизации.

В начале пункта или подпункта жирная точка (•) обозначает, что требуется либо решение,

либо дальнейшая информация. Данная информация должна быть указана в Спецификациях

(см. приложение А) или запросе (заказе) на покупку.

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

УСТАНОВКИ НАГРЕВАТЕЛЬНЫЕ ДЛЯ НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ

ЗАВОДОВ

Общие технические требования

Fired heaters for refineries. General technical requirements

1. Область применения

Настоящий стандарт распространяется на нагревательные установки (далее - огневые

нагреватели) для нефтеперерабатывающих заводов нефтяной, нефтеперерабатывающей,

нефтехимической и газовой промышленности, работающие при температуре стенки трубы

змеевика до 760 °C и рабочем давлении до 16 МПа (160 кгс/см2

).

Настоящий стандарт устанавливает минимальные технические требования к

проектированию, материалам, изготовлению, приемке, испытанию, подготовке к отправке и

монтажной сборке огневых нагревателей и горелок общего назначения для

нефтепереработки.

Настоящий стандарт не распространяется на печи парового риформинга и печи пиролиза.

В дополнение к требованиям настоящего стандарта следует руководствоваться нормами и

правилами по промышленной безопасности.

3. Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими

определениями:

3.1 воздухоподогреватель (air heater, air preheater): Аппарат для теплопередачи, через

который воздух для горения проходит и нагревается теплоносителем, таким как продукты

сгорания, пар или другая среда.

3.2 анкер (anchor, tieback): Металлическое или огнеупорное приспособление, которое

фиксирует расположение огнеупорного материала или изоляции.

3.3 свод (arch): Плоская или скошенная часть камеры радиации, расположенная напротив

пода.

3.4 форсунка (atomizer): Устройство, которое используется для распыления жидкого

топлива до легкого тумана, с применением паровых, воздушных или механических средств.

3.5 последующий огнеупорный слой (backup layer): Огнеупорный слой, расположенный

за горячим слоем.

3.6 нагреватель с уравновешенной тягой (balanced draught heater): Нагреватель, в

котором используются вентиляторы для подачи воздуха для горения и дымососы для

удаления продуктов сгорания.

3.7 газосборник (breeching): Секция нагревателя, где собираются дымовые газы после

последнего змеевика конвекционной камеры для перехода в дымовую трубу или в газоход.

3.8 перевальная стенка (bridgewall, gravity wall): Стенка, которая разделяет две

прилегающие зоны нагревателя.

3.9 температура на перевале (bridgewall temperature): Температура дымовых газов,

выходящих из камеры радиации.

3.10 горелка (burner): Устройство, которое подает топливо и воздух в нагреватель с

заданными скоростями, турбулентностью и концентрацией для того, чтобы обеспечивать и

поддерживать необходимые условия для воспламенения и горения.

Примечание - Горелки классифицируются по типу топлива, такому как жидкое топливо, газ или

сочетание газа и жидкого топлива, которое может обозначаться как «комбинированное».

3.11 поворотный шибер (butterfly damper): Однолопастной шибер, лопасть которого

вращается вокруг оси.

3.12 кожух (casing): Металлическая оболочка, используемая в качестве обшивки корпуса

огневого нагревателя.

3.13 литая футеровка (castable): Теплоизоляционный бетон, который заливается или

наносится торкрет-пушкой и образует жесткую огнеупорную форму или конструкцию.

3.14 керамическое волокно (ceramic fibre): волокнистая огнеупорная изоляция на основе

окислов кремния и алюминия.

Примечание - Применяются следующие формы: рулонированный материал, картон, бумага, блок,

жесткая плита, а также конструкции, полученные способом вакуумного литья.

3.15 конвекционная камера (convection section): Часть нагревателя, в которой тепло

передается к трубам в основном посредством конвекции.

3.16 ступенчатый выступ (corbel): Выступающая часть огнеупорной поверхности,

используемая для предотвращения байпасирования дымовыми газами труб конвективного

змеевика при их размещении в шахматном порядке.

3.17 прибавка для компенсации коррозии (corrosion allowance): Дополнительная

толщина металла, которая добавляется к расчетной величине для компенсации потери

металла вследствие действия коррозии во время расчетного срока эксплуатации элемента

печи.

3.18 скорость коррозии (corrosion rate): Скорость уменьшения толщины металла

вследствие химического воздействия нагреваемого продукта, или дымовых газов, или того и

другого вместе, мм/год.

3.19 наружная перекидка (crossover): Соединительный трубопровод между двумя

секциями змеевика нагревателя.

3.20 шибер (damper): Устройство, имеющее переменное сопротивление, предназначенное

для регулирования потока дымовых газов или воздуха.

3.21 воздухоподогреватель с непосредственной теплопередачей (direct-air preheater):

Теплообменник, в котором тепло передается непосредственно от дымовых газов к воздуху

для горения.

Примечание - В регенеративном воздухоподогревателе используются нагреваемые вращающиеся

элементы, а в рекуперативной конструкции используются неподвижные трубы, пластины или чугунные

элементы для разделения двух теплообменивающихся сред.

3.22 тяга (draught): Отрицательное давление (разрежение) воздуха и/или дымовых газов,

измеренное в любой точке нагревателя.

3.23 потеря тяги (draught loss): Падение давления (перепад давления) в газоходах или в

трубах и оборудовании системы воздуховодов и газового тракта.

3.24 газоход (duct): Трубопровод для воздушного потока или потока дымовых газов.

3.25 КПД топливный (fuel efficiency): Отношение общего количества поглощенного

тепла к количеству тепла, полученному только от сгорания топлива (рассчитывается по

низшей теплоте сгорания без учета тепла, вносимого с воздухом, водяным паром и с

топливом).

3.26 термический КПД (thermal efficiency): Отношение общего количества поглощенного

тепла к общему количеству тепла, которое получено при сжигании топлива с учетом

теплоемкости воздуха, топлива и распыливающего агента (рассчитывается по

располагаемому теплу топлива).

3.27 эрозия (erosion): Уменьшение толщины стенки металла вследствие механического

воздействия нагреваемого продукта и содержащихся в нем примесей.

3.28 избыток воздуха (excess air): Количество воздуха, которое превышает

стехиометрическое требование для полного сгорания.

Примечание - Избыток воздуха выражается в процентах.

3.29 развитая поверхность (extended surface): Поверхность для передачи тепла,

снабженная ребрами или шипами.

3.30 коэффициент оребрения (ошипования) (extension ratio): Отношение полной

внешней поверхности к внешней поверхности гладкой трубы.

3.31 дымовой газ (продукты сгорания) (flue gas): Газообразный продукт горения,

включая избыточный воздух.

3.32 нагреватель с дутьевыми горелками (forced-draught heater): Нагреватель, в котором

воздух для горения подается вентилятором или другими механическими средствами.

3.33 поправка на загрязнение (fouling allowance): Фактор, принимающий во внимание

наличие слоя отложений на внутренней поверхности труб змеевика, который вызывает

увеличение сопротивления змеевика.

Примечания

1. Обычно - это кокс или иные отложения на внутренней поверхности змеевика.

2. Поправка на загрязнение используется при расчете перепада давления на змеевике с учетом отложений на

внутренней поверхности труб.

3.34 сопротивление загрязнений (fouling resistance): Фактор, используемый при расчете

общего коэффициента теплопередачи.

Примечание - Сопротивление внутренних отложений учитывается в процессе проектирования при

расчете максимальной температуры металла. Сопротивление внешних отложений учитывается для

компенсации снижения эффективности теплопередачи из-за отложений на внешней поверхности труб или на

развитой поверхности труб путем увеличения необходимой поверхности теплообмена.

3.35 гильотина глухая (guillotine, isolation blind): Однолопастное устройство,

использующееся для изолирования (отсечения) оборудования или нагревателей.

3.36 отвод или двойник (ретурбенд) (header, return bend): Общий термин, обозначающий

180-градусный литой или крутоизогнутый цельнотянутый фитинг, который используется для

соединения двух или более труб.

3.37 двойниковая (ретурбендная) камера (header box): Футерованная изнутри камера,

изолированная от потока дымовых газов, в которой размещаются двойники, отводы или

коллекторы.

Примечание - Доступ в ретурбендную камеру возможен через навесные двери или съемные панели.

3.38 теплопоглощение (heat absorption): Общее количество тепла, поглощенное

змеевиками, кроме тепла предварительного подогрева воздуха для горения.

3.39 средняя плотность теплового потока (average heat flux density): поглощенное тепло,

деленное на поверхность теплообмена секции змеевика.

Примечание - Средняя плотность теплового потока для оребренных (ошипованных) труб должна быть

отнесена к поверхности гладкой базовой трубы с указанием коэффициента увеличения поверхности

(коэффициента оребрения или ошипования).

3.40 максимальная плотность теплового потока (maximum heat flux density):

Максимальное локальное количество тепла, переданного через секцию змеевика.

3.41 общее тепловыделение (total heat release): Общее количество тепла, выделенное при

сжигании конкретного топлива, рассчитанное по низшей теплоте сгорания.

3.42 объемное тепловыделение (теплонапряжение топочного объема) (volumetric heat

release): Выделенное тепло, отнесенное к чистому объему радиационной секции, без учета

объема, занимаемого змеевиками и разделительными стенками из огнеупорного материала.

3.43 высшая теплотворная способность (теплота сгорания) (ВТС) (higher heating value,

hH, gross heating value): Общее тепло, полученное от полного сгорания конкретного топлива

при условии охлаждения дымовых газов до температуры 15 °C.

3.44 низшая теплотворная способность (теплота сгорания) (НТС) (lower heating value,

hL, net heating value): Высшая теплотворная способность за вычетом скрытой теплоты

парообразования воды, образующейся при сгорании водорода, содержащегося в топливе.

3.45 горячий наружный поверхностный слой футеровки (hot-face layer): В

многослойной или многокомпонентной футеровке - огнеупорный слой, воспринимающий

высокую температуру.

3.46 температура горячей наружной поверхности футеровки (hot-face temperature):

Температура поверхности футеровки, контактирующей с дымовыми газами или с нагретым

воздухом для горения.

3.47 воздухоподогреватель без непосредственной теплопередачи (indirect air preheater):

Устройство, в котором воздух нагревается без непосредственной теплопередачи от дымовых

газов.

Примечание - Теплопередача может быть реализована посредством использования специального жидкого

теплоносителя, технологического потока или водяного пара, которые нагреваются дымовыми газами или

другим источником тепла, отдавая затем воспринятое тепло нагреваемому воздуху. В воздухоподогревателе с

тепловыми трубами используется испаряющаяся/конденсирующаяся жидкость для передачи тепла между

дымовыми газами и воздухом.

3.48 нагреватель с принудительной тягой (induced-draught heater): Нагреватель, в

котором дымосос используется для удаления дымовых газов и поддержания разрежения в

нагревателе в целях подсоса воздуха на горение без использования вентилятора.

3.49 температура поверхности раздела (interface temperature): Расчетная температура

между слоями конструкции многослойной или многокомпонентной футеровки.

3.50 внутренние перекидки (jump over): Соединительные трубопроводы внутри секции

змеевика нагревателя.

3.51 шибер многолопастной (louvre damper): Шибер, состоящий из нескольких лопастей,

связанных между собой для одновременной работы, каждая из лопастей вращается вокруг

своей оси.

3.52 коллектор (manifold): Камера для сбора или распределения нагреваемой среды на

выходе или входе многопоточного нагревателя.

3.53 стекловата (man-made vitreous fibre, MMVF): Синтетическое некристаллическое

изоляционное волокно на основе химического состава из кальция, магния и кремния,

имеющее повышенную растворимость в жидких средах.

3.54 армирование металлическим волокном (проволокой) (metal fibre reinforcement):

Нержавеющая проволока (иголки), добавляемая в раствор бетона для увеличения его

прочности и износоустойчивости.

3.55 монолитная футеровка (monolithic lining): Однокомпонентная футеровка.

3.56 мертель (mortar): Огнеупорный материал, используемый в качестве раствора при

укладке огнеупорного кирпича.

3.57 многокомпонентная футеровка (multi-component lining): Огнеупорная система,

состоящая из двух или более слоев различного типа огнеупоров, например футеровка,

состоящая из слоя бетона и слоя керамического волокна.

Примечание - Примерами типов огнеупоров являются бетон, изолирующий кирпич, огнеупорный кирпич,

изоляция из плит, картона и керамического волокна.

3.58 многослойная футеровка (multilayer lining): Огнеупорная система, состоящая из

двух или более слоев огнеупора одного типа.

3.59 нагреватель с естественной тягой (natural-draught heater): Нагреватель, в котором

подсос воздуха на горение и эвакуация продуктов сгорания осуществляются за счет тяги

дымовой трубы.

3.60 номинальное тепловыделение (тепловая мощность) (normal heat release):

Проектное полезное тепло, деленное на расчетный топливный кпд.

3.61 поток или ход (pass, stream): Циркуляционный контур, состоящий из одной или

более последовательно соединенных труб.

3.62 пилотная горелка (pilot): Горелка малой мощности, которая обеспечивает розжиг

основной горелки.

3.63 воздушный короб (plenum, windbox): Камера, окружающая горелки, в которой

происходит распределение воздуха по горелкам, а также служащая для уменьшения шума.

3.64 двойник (ретурбенд) (plug header): Литой ретурбенд с одним или двумя

отверстиями, закрываемыми съемными пробками, которые используются для осмотра

внутренней поверхности труб, ее механической очистки или дренажа.

3.65 методика расчета на прочность элементов нагревателей, работающих под

давлением (pressure design code): Признанный стандарт для расчета элементов нагревателей,

работающих под давлением, указанный или согласованный покупателем.

3.66 падение давления (pressure drop): Разница между статическим давлением на входе и

на выходе, между конечными точками, исключая гидростатический напор.

3.67 первичный воздух (primary air): Часть всего воздуха, идущего на горение, которая

первой смешивается с топливом.

3.68 защитное покрытие (protective coating): Антикоррозионный материал, плакирующий

поверхность металла для его защиты от низкотемпературной сернистой коррозии при

использовании сернистого топлива.

Пример - Покрытие внутренней поверхности обшивки корпуса печи под пористым

огнеупорным материалом.

3.69 камера радиации (radiant section): Часть нагревателя, в которой тепло передается к

трубам в основном радиацией.

3.70 радиационные потери (radiation loss, setting loss): Потери тепла в окружающую

среду через обшивку корпуса печи, дымоходов и вспомогательного оборудования (когда

используется система утилизации тепла).

3.71 вторичный воздух (secondary air): Воздух, подводимый к топливу в дополнение к

первичному воздуху.

3.72 тепловое ограждение (setting): Кожух нагревателя, кирпичная кладка, футеровка и

тепловая изоляция, включая анкеры.

3.73 шоковый экран (защитная секция) (shield section, shock section): Первые по ходу

продуктов сгорания ряды труб конвективного змеевика, которые защищают остальные трубы

конвекционной секции от действия прямой радиации.

3.74 сажеобдувка (sootblower): Устройство, использующееся для удаления сажи или

других отложений с теплопоглощающих поверхностей в конвекционной секции.

Примечание - Обычно в качестве среды для удаления сажи используется водяной пар. Широкое

применение на НПЗ получили устройства газоимпульсной очистки.

3.75 дымовая труба (stack): Вертикальный канал, предназначенный для выброса

дымовых газов в атмосферу.

3.76 интерцептер (strake, spoiler): Приспособление в виде многозаходной спирали в

верхней части дымовой трубы, предотвращающее появление колебаний, вызываемых

ветровой нагрузкой.

3.77 строительные нормы для проектирования (structural design code): Строительный

стандарт по проектированию, указанный или согласованный с покупателем.

3.78 настильная стенка (target wall, reradiating wall): Вертикальная огнеупорная

кирпичная стенка, которая подвергается прямому воздействию пламени, настилаемому на

нее с одной или с обеих сторон.

3.79 температурная поправка (temperature allowance): Количество градусов по Цельсию,

которое должно быть прибавлено к температуре технологической среды для учета

неравномерного распределения потоков и неучтенных параметров в рабочем режиме.

Примечание - Температурная поправка прибавляется к расчетной максимальной температуре стенки

трубы или к эквивалентной температуре металла стенки для получения проектной расчетной температуры

металла.

3.80 штуцер (terminal): Фланцевое или подготовленное под сварку подсоединение к

змеевику, обеспечивающее вход и выход среды.

3.81 трубная направляющая опора (tube guide): Устройство, использующееся при

вертикальном расположении труб для ограничения горизонтального перемещения, при этом

допускается удлинение труб в осевом направлении.

3.82 фиксатор для труб (tube retainer): Устройство, использующееся для ограничения

подъема горизонтальных радиантных труб с промежуточных опор во время работы.

3.83 трубная опора или решетка (tube support, tube sheet): Устройство, использующееся в

качестве опоры труб.

3.84 дымопреградитель (vapour barrier): Металлическая фольга, расположенная между

слоями пористой футеровки, служащая преградой для потока дымовых газов к обшивке

корпуса печи.

Federal Agency for Technical Regulation and Metrology

NATIONAL

STANDARD

RUSSIAN

FEDERATION

GOST R 53682-2009

(ISO 13705:2006)

FIRED HEATERS FOR GENERAL REFINERY SERVICE

General specifications

ISO 13705:2006

Petroleum, petrochemical and natural gas industries Fired heaters for general refinery service (MOD) Foreword Purposes and principles of standardization in the Russian Federation are established by the Federal Law of 27 December 2002 № 184-FZ "On technical regulation ", and rules for the application of national standards of the Russian Federation - GOST R 1.0-2004 " Standardization in the Russian Federation. General."

Information about the standard

1. Developed by an Open Joint Stock company " VNIINEFTEMASH " (JSC " VNIINEFTEMASH "), the Federal Service for Ecological, Technological and Nuclear Supervision (Rostekhnadzor )

2 . INTRODUCED by the Technical Committee for Standardization TC 23 " Technology of production and processing of oil and gas"

3 . Approved and put into effect by order of the Federal Agency for Technical Regulation and Metrology of 15 December 2009 № 1068- Art

4 . This standard is modified in relation to the international standard ISO 13705:2006 " Petroleum and natural gas industries. Firing general purpose heaters for refineries »(ISO 13705:2006« Petroleum, petrochemical and natural gas industries - Fired heaters for general refinery service ») by making technical modifications , the explanation of which is given in the introduction to this standard , and by changing its structure

CONTENTS

  1. Scope

  2. Normative references

  3. Terms and definitions

  4. General

  5. Pressure design code

  6. Regulations

  7. Heater nomenclature

  8. Proposals

  9. Purchaser’s responsibilies

  10. Vendor’s responsibilities

  11. Final records

  12. Design considerations

  13. Process design

  14. Mechanical design

  15. Tubes

  16. General

  17. Extended surface

  18. Materials

  19. Headers

  20. General

  21. Plug headers

  22. Return bends

  23. Materials

  24. Piping, terminals and manifolds

  25. General

  26. Allowable movement and loads

  27. Materials

  28. Tube supports

  29. General

  30. Loads and allowable stress

  31. Materials

  32. Refractories and insulation

  33. General

  34. Brick and tile construction

  35. Castable construction

  36. Ceramic-fibre construction

  37. Multi-component lining construction

  38. Materials

  39. Structures and appurtenances

  40. General

  41. Structures

  42. Header boxes, doors and ports

  43. Materials

  44. Stacks, ducts and breeching

  45. Design considerations

  46. Design methods

  47. Static design

  48. Wind-induced vibration design

  49. Materials

  50. Burners and auxiliary equipment

  51. Burners

  52. Sootblowers

  53. Fans and drivers

  54. Dampers and damper controls for stacks and ducts

  55. Instrument and auxiliary connections

  56. Flue gas and air

  57. Process fluid temperature

  58. Auxiliary connections

  59. Tube-skin thermocouples

  60. Access to connections

  61. Shop fabrication and field erection

  62. General

  63. Structural-steel fabrication

  64. Coil fabrication

  65. Painting and galvanizing

  66. Refractories and insulation

  67. Preparation for shipment

  68. Field erection

  69. Inspection, examination and testing

  70. General

  71. Weld examination

  72. Castings examination

  73. Examination of other components

  74. Testing

Introduction

This standard is modified in relation to the international standard ISO13705:2006. At the same time it does not include the section 2 "Normative references» («Normative references») and application B, C, D, E, F, G and H of the international standard, which is inappropriate to use in national standardization in relation to the value of the auxiliary equipment available in these applications. This standard is modified in relation to the international standard ISO 13705:2006 by changing the individual structural elements , which are highlighted by a vertical line to the left of the text. Authentic translations of the original texts of these structural elements are given in Appendix B to the national standard . Reason for changing the structural elements is taking in account the national economy and the features of the Russian national standardization. In the beginning of the paragraph or subparagraph bold dot (•) indicates that it is required a decision or further information . This information should be listed in the Specifications (see Appendix A ), or request ( order) to buy.

RUSSIAN FEDERATION NATIONAL STANDARD EQUIPMENT FOR HEATING OIL REFINING PLANTS

General technical requirements

Fired heaters for refineries. General technical requirements

  1. Scope

This International Standard specifies requirements and gives recommendations for the design, materials, fabrication, inspection, testing, preparation for shipment, and erection of fired heaters, air preheaters, fans and burners for general refinery service.

This International Standard is not intended to apply to the design of steam reformers or pyrolysis furnaces.

  1. Terms and definitions

For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.

3.1

air heater air preheater

heat transfer apparatus through which combustion air is passed and heated by a medium of higher temperature, such as combustion products, steam or other fluid

3.2

anchor

tieback

metallic or refractory device that holds the refractory or insulation in place

arch

flat or sloped portion of the heater radiant section opposite the floor

3.4

atomizer

device used to reduce a liquid fuel oil to a fine mist, using steam, air or mechanical means

3.5

backup layer

refractory layer behind the hot-face layer

3.6

balanced draught heater

heater that uses forced-draught fans to supply combustion air and uses induced-draught fans to remove flue gases

3.7

breeching

heater section where flue gases are collected after the last convection coil for transmission to the stack or the outlet ductwork

3.8

bridgewall gravity wall

wall that separates two adjacent heater zones

3.9

bridgewall temperature

temperature of flue gas leaving the radiant section

  1. burner

device that introduces fuel and air into a heater at the desired velocities, turbulence and concentration to establish and maintain proper ignition and combustion

NOTE Burners are classified by the type of fuel fired, such as oil, gas, or a combination of gas and oil, which may be designated as “dual fuel” or “combination”.

3.11

butterfly damper

single-blade damper, which pivots about its centre

  1. casing

metal plate used to enclose the fired heater

3.13

castable

insulating concrete poured or gunned in place to form a rigid refractory shape or structure

3.14

ceramic fibre

fibrous refractory insulation which can be in the form of refractory ceramic fibre (RCF) or man-made vitreous fibre (MMVF)

NOTE Applicable forms include bulk, blanket, board, modules, paper, coatings, pumpables and vacuum-formed shapes.

3.15

convection section

portion of the heater in which the heat is transferred to the tubes primarily by convection

  1. corbel

projection from the refractory surface generally used to prevent flue gas bypassing the tubes of the convection section if they are on a staggered pitch

3.17

corrosion allowance

additional material thickness added to allow for material loss during the design life of the component

3.18

corrosion rate

rate of reduction in the material thickness due to chemical attack from the process fluid or flue gas or both

3.19

crossover

interconnecting piping between any two heater-coil sections

  1. damper

device for introducing a variable resistance in order to regulate the flow of flue gas or air

3.21

direct-air preheater

heat exchanger that transfers heat directly between the flue gas and the combustion air

NOTE A regenerative air preheater uses heated rotating elements and a recuperative design uses stationary tubes, plates or cast iron elements to separate the two heating media.

  1. draught

negative pressure (vacuum) of the air and/or flue gas measured at any point in the heater

3.23

draught loss

pressure drop (including buoyancy effect) through duct conduits or across tubes and equipment in air and flue-gas systems

  1. duct

conduit for air or flue-gas flow

3.25

fuel efficiency

total heat absorbed divided by the total input of heat derived from the combustion of fuel only (lower heating value basis)

NOTE This definition excludes sensible heat of the fuels and applies to the net amount of heat exported from the unit.

3.26

thermal efficiency

total heat absorbed divided by the total input of heat derived from the combustion of fuel (HQ plus sensible heats from air, fuel and any atomizing medium

  1. erosion

reduction in material thickness due to mechanical attack from a fluid

3.28

excess air

amount of air above the stoichiometric requirement for complete combustion NOTE Excess air is expressed as a percentage.

3.29

extended surface

heat-transfer surface in the form of fins or studs attached to the heat-absorbing surface

3.30

extension ratio

ratio of total outside exposed surface to the outside surface of the bare tube

3.31

flue gas

gaseous product of combustion including excess air

3.32

forced-draught heater

heater for which combustion air is supplied by a fan or other mechanical means

3.33

fouling allowance

factor to allow for a layer of residue that increases the pressure drop

NOTE 1 This residue is usually a build-up of coke or scale on the inner surface of a coil.

NOTE 2 The fouling allowance is used in calculating the fouled pressure drop.

3.34

fouling resistance

factor used to calculate the overall heat transfer coefficient

NOTE The inside fouling resistance is used to calculate the maximum metal temperature for design. The external fouling resistance is used to compensate the loss of performance due to deposits on the external surface of the tubes or extended surface.

3.35

guillotine isolation blind

single-blade device used to isolate equipment or heaters

header return bend

cast or wrought fitting shaped in a 180° bend and used to connect two or more tubes

3.37

header box

internally insulated structural compartment, separated from the flue-gas stream, which is used to enclose a number of headers or manifolds

NOTE Access is afforded by means of hinged doors or removable panels.

3.38

heat absorption

total heat absorbed by the coils, excluding any combustion-air preheat

3.39

average heat flux density

heat absorbed divided by the exposed heating surface of the coil section

NOTE Average flux density for an extended-surface tube is indicated on a bare surface basis with extension ratio

noted.

3.40

maximum heat flux density

maximum local rate of heat transfer in the coil section

3.41

total heat release

heat liberated from the specified fuel, using the lower heating value of the fuel

3.42

volumetric heat release

heat released divided by the net volume of the radiant section, excluding the coils and refractory dividing walls

3.43

higher heating value

hH

gross heating value

total heat obtained from the combustion of a specified fuel at 15 °C (60 °F)

3.44

lower heating value

hL

net heating value

higher heating value minus the latent heat of vaporization of the water formed by combustion of hydrogen in the fuel

3.45

hot-face layer

refractory layer exposed to the highest temperatures in a multilayer or multi-component lining

3.46

hot-face temperature

temperature of the refractory surface in contact with the flue gas or heated combustion air

3.47

indirect air preheater

fluid-to-air heat-transfer device

NOTE The heat transfer can be accomplished by using a heat-transfer fluid, process stream or utility stream that has been heated by the flue gas or other means. A heat pipe air preheater uses a vaporizing/condensing fluid to transfer heat between the flue gas and air.

3.48

induced-draught heater

heater that uses a fan to remove flue gases and to maintain a negative pressure in the heater to induce combustion air without a forced-draught fan

3.49

interface temperature

calculated temperature between each layer of multilayer or multi-component refractory construction

3.50

jump over

interconnecting pipework within a heater coil section

3.51

louvre damper

damper consisting of several blades, each of which pivots about its centre and is linked to the other blades for simultaneous operation

3.52

manifold

chamber for the collection and distribution of fluid to or from multiple parallel flow paths

3.53

man-made vitreous fibre, MMVF

synthetic amorphous glass insulation fibre, based on a calcium, magnesium and silicate chemistry, that has enhanced solubility in body fluids

3.54

metal fibre reinforcement

stainless steel needles added to castable for improved toughness and durability

3.55

monolithic lining

single-component lining system

  1. mortar

refractory-material preparation used for laying and bonding refractory bricks

3.57

multi-component lining

refractory system consisting of two or more layers of different refractory types

NOTE Examples of refractory types are castable, insulating firebrick, firebrick, block, board and ceramic fibre.

3.58

multilayer lining

refractory system consisting of two or more layers of the same refractory type

3.59

natural-draught heater

heater in which a stack effect induces the combustion air and removes the flue gases

3.60

normal heat release

design heat absorption of the heater divided by the calculated fuel efficiency

passstream

flow circuit consisting of one or more tubes in series

  1. pilot

small burner that provides ignition energy to light the main burner

  1. plenum windbox

chamber surrounding the burners that is used to distribute air to the burners or reduce combustion noise

3.64

plug header

cast return bend provided with one or more openings for the purpose of inspection or mechanical tube cleaning

3.65

pressure design code

recognized pressure vessel standard specified or agreed by the purchaser EXAMPLE ASME Boiler and Pressure Vessel Code, Section VIII.

3.66

pressure drop

difference between the inlet and the outlet static pressures between termination points, excluding the static differential head

3.67

primary air

portion of the total combustion air that first mixes with the fuel

3.68

protective coating

corrosion-resistant material applied to a metal surface

EXAMPLE Coating on casing plates behind porous refractory materials to protect against sulfur in the flue gases.

3.69

radiant section

portion of the heater in which heat is transferred to the tubes primarily by radiation

3.70

radiation loss setting loss

heat lost to the surroundings from the casing of the heater and the ducts and auxiliary equipment (when heat recovery systems are used)

3.71

secondary air

air supplied to the fuel to supplement primary air

  1. setting

heater casing, brickwork, refractory and insulation, including the tiebacks

3.73

shield section shock section

tubes that shield the remaining convection-section tubes from direct radiation

3.74

sootblower

device used to remove soot or other deposits from heat-absorbing surfaces in the convection section NOTE Steam is normally the medium used for soot-blowing.

  1. stack

vertical conduit used to discharge flue gas to the atmosphere

  1. strake spoiler

metal attachment to a stack that can prevent the formation of von Karman vortices that can cause wind- induced vibration

3.77

structural design code

structural design standard specified or agreed by the purchaser EXAMPLE International Building Code.

3.78

target wall reradiating wall

vertical refractory firebrick wall which is exposed to direct flame impingement on one or both sides

3.79

temperature allowance

number of degrees Celsius (Fahrenheit) to be added to the process fluid temperature to account for flow mal­distribution and operating unknowns

NOTE The temperature allowance is added to the calculated maximum tube-metal temperature or the equivalent tube-metal temperature to obtain the design metal temperature

3.80

terminal

flanged or welded connection to or from the coil providing for inlet and outlet of fluids

3.81

tube guide

device used with vertical tubes to restrict horizontal movement while allowing the tube to expand axially

3.82

tube retainer

device used to restrain horizontal radiant tubes from lifting off the intermediate tube supports during operation

3.83

tube support tube sheet

device used to support tubes

3.84

vapour barrier

metallic foil placed between layers of refractory as a barrier to flue gas flow

4 General

  1. Pressure design code

  • The pressure design code shall be specified or agreed by the purchaser. Pressure components shall comply with the pressure design code and the supplemental requirements in this International Standard.

  1. Regulations

  • The purchaser and the vendor shall mutually determine the measures required to comply with any local or national regulations applicable to the equipment.

  1. Heater nomenclature

In a fired heater, heat liberated by the combustion of fuels is transferred to fluids contained in tubular coils within an internally insulated enclosure. The type of heater is normally described by the structural configuration, radiant-tube coil configuration and burner arrangement. Some examples of structural configurations are cylindrical, box, cabin and multi-cell box. Examples of radiant-tube coil configurations include vertical, horizontal, helical and arbor. Examples of burner arrangements include up-fired, down-fired and wall-fired. The wall-fired arrangement can be further classified as sidewall, endwall and multilevel.