工业炉前管道系统的设计是围绕工业炉分配燃料、冷却水、空气体和蒸汽的各种管道系统的设计。炉前管道系统的设计包括按设计要点敷设管道、确定介质流量和管径、配置管道支架、管道膨胀补偿器、吹扫和放泄管道以及必要的保温措施的设计。管道设计还应提出试压要求，保证安全运行，并注意送风管道与呼吸机的配合。设计要点包括:(1)根据炉子额定生产能力的需要配置管道，并适当考虑可能的发展。(2)尽量使系统简单，线路短，流阻低，便于操作和维护，但不得妨碍交通或敷设在起重机的主要工作区域内。(3)每台炉的管道系统应能独立开启、关闭和调节；当炉膛要求分段控制时，管道系统应满足分段运行的要求。在各炉煤气主管与车间主管的接点附近，应有闸阀、放散系统和能严密切断的煤气爆炸试验管。(4)除管道附件和需要拆卸维修的部位的法兰或螺纹连接外，管道一般采用焊接连接，以保证其密封性。(5)在管道经常操作、维护和检修的部位应设置操作平台，通往应急操作平台的梯子应采用斜梯，不得采用直梯。
(6)燃气及助燃空燃气管道一般按空敷设，底面距人员通过面高度不小于2.5m必须设置在地下的燃气管道应敷设在地下沟内，并保证通风良好，便于检修管道。空燃气管道必须设置在地下。直径较小的燃气管道可在表面防腐处理后直接埋于地下，直径较大的热空燃气管道宜敷设于地沟内。一般来说，燃料管道可以敷设在地沟中或固定在炉体钢结构上的支架上。(7)炉前煤气管道不设计排水坡度，但在容易积水的地方，如水平主管的流量孔板前后、主闸阀前后、分段管端部等，应设置两阀排水管，以便及时排出积水。冬季积水可能结冰的部位应采取防冻措施。连接到燃烧器的燃气垂直支管应从水平主管的顶部或侧面连接，以防止主管中的水流入燃烧器。(8)当气体中含有腐蚀性介质时，管道中不能使用带有铜密封的阀门。闸阀应用于需要紧密关闭的部件。介质流量和管径管道中的介质流量取决于通过介质的流量和合理流阻损失引起的压降，管径按流量计算。管道内介质流速(m/s)一般可从以下范围选择:冷煤气和冷空煤气管道8 ~ 12(标准状态)预热煤气和预热空煤气管道6 ~ 8(标准状态)天然气管道(>:0.1 MPa) 15 ~ 30(标准状态)燃油管道0.2 ~ 1m/s饱和蒸汽管道(d
当吹扫和释放管道的气体管道开始和停止输送气体时，有可能在管道中形成气体空气体混合物。在一定的比例范围内，混合物遇到明火会爆炸。为保证安全生产，在此期间通常采用蒸汽(或氮气)吹扫管道，原空气或煤气通过放空管道系统排入大气。辐射系统的设计应考虑每台炉可独立辐射，多级运行控制的炉可根据生产和维护的需要分阶段辐射。为了防止短时间停炉时主管道内的气体由于闸阀不严密而泄漏到炉内，在向炉内供气的煤气主管道上的第一闸阀和第二闸阀之间连接有泄压管，可能通过闸阀泄漏的气体被排放到大气中而不会泄漏到炉内。管径小于50毫米的炉前煤气管段可不设放散管。直径小于100mm、容积小于0.3m3的管段应配有散热管，但可不经蒸汽吹扫直接通入气体散热。向大气排放气体的放空管顶部要求高出附近10m以内建筑物的放空口4m，且离地面不小于10m。根据煤气管道直径和管段长度，考虑放散管直径为25 ~ 100mm，吹扫用蒸汽接头直径为13 ~ 25mm。燃油管路停用时，要用蒸汽吹扫管路中的油，吹扫蒸汽可临时用软管连接。隔热措施热媒管道应采取隔热措施，以减少介质在管道中流动时的散热和温降。管道保温方式可分为管外包裹和管内内衬两种，根据介质温度和管径选择。一般介质温度低于350℃，管径小于700mm时，可在管外包裹。当介质温度高于400℃或管径较大时，可采用管内内衬，但内衬后的内径不应小于500mm，并每隔15 ~ 20m设置人孔。管道的外包材料一般是矿渣棉制品、蛭石制品、珍珠岩制品和玻璃棉制品，用钢丝网捆扎，然后涂上10ram厚的石棉硅藻土粉保护层。为了避免对敷料材料的机械损伤，表面常涂以玻璃纤维布或涂以镀锌钢板。保温层的总厚度一般为50 ~ 70毫米..管道内衬采用硅藻土砖、轻质粘土砖或其他保温材料，内衬厚度为115 ~ 230 mm，蒸汽管道一般用预制保温砖包裹保温。高粘度燃油管路要用蒸汽保温，保证管路中的油温不会下降，造成流动困难。油管和蒸汽管用保温材料包裹在一起。炉前管道系统的压力试验和安全措施要求有一定的严密性。设计中应对安装前的管件和安装后的管道系统提出试压要求。作为切断气体的阀门，安装前应按产品技术性能规定的压力进行气密性试验，半小时压降率不得超过1%。燃气管道安装后，用高于工作压力30kPa的压缩空气体进行气密性试验，天然气管道用最大工作压力的1.5倍进行压力试验，半小时降压率不超过1%。降压速率A(%)计算如下:其中Ts和Tz是试验开始和结束时管道中气体的绝对温度，k；Ps和Pz分别是试验开始和结束时管道内气体的绝对压力，Pa。助燃空燃气管道应以工作压力进行试验，要求无明显泄漏。为保证安全运行，煤气管道应装设煤气压力过低时的报警信号和自动切断煤气装置，以防止在燃烧器不能工作时煤气继续进入炉内形成爆炸性气体。当使用空燃气燃烧的风机被切断或空燃气压力过低的故障时，也应具有报警信号，同时自动切断燃气，以防止燃气泄漏到空燃气管道中，形成爆炸性气体。管道工业炉通常采用离心风机为燃料助燃提供空气。根据其结构特点和转速，离心风机风量与风压关系的特性曲线如图2所示。风机接入管道后，其特性曲线与送风时管道特性曲线的交点即为风机的工作点(如图2a所示)。此时风机的送风压力为HA，风量为QA。工业炉生产运行中，经常需要改变燃料量和助燃空气量来调节供热。例如，当燃烧所需的空气体量减少到QB时，通常可以采取的调节措施是:(1)多余的空气量通过空气排出管排出，耗能较大，不经济。(2)改变管道特性曲线，即增加管道内的阻力，使新的管道特性曲线与风机特性曲线在B1点相交。(3)改变风机的特性曲线，即改变风机入口的阻力或风机的转速，使新的风机特性曲线在B2与管道特性曲线相交。在一定条件下，可以将几台风机并联或串联，以满足管道特性所需的风量或风压，但最好使用特性曲线相同的风机。
