烟气脱硫吸收塔现场大开孔的安全性分析

以某公司催化裂化装置烟气脱硫吸收塔(吸收塔)现场大开孔为例,介绍了在大开孔后吸收塔塔体重心发生偏移的情况下,重力载荷、偏心载荷、风载荷、地震载荷对开孔截面的影响,并对吸收塔现场大开孔的安全性进行了理论分析.分别选取两个风向(风沿着y,x轴方向)作为危险工况,计算两种工况下的抗弯截面系数,对两种工况下弯矩产生的轴向应力和稳定性进行校核计算.结果表明:该截面圆筒在工况1下产生的轴向拉应力σ和轴向压应力σ’分别为21.38,45.50 MPa,工况2下产生的σ和σ’分别为16.76,40.88 MPa,4种结果均小于对应塔体材料许用应力值115.44 MPa和许用压应力值178.50 MPa,说明该塔体开孔剩余截面的强度足够,即理论上现场大开孔是安全的.但由于现场实际施工情况复杂,开孔前仍需在开孔塔壁处采取有效的加强措施.     

塔设备受风诱导共振判定条件的分析与比较

通过对塔设备受风诱导共振条件不同判别式的计算比较，发现现有的规范或规定其判别结果并不一致，经分析比较后，提出了二个统一性好、简单实用的塔设备诱导共振判定条件。     

变压吸附塔应力和疲劳分析

介绍了变压吸附的工作原理,对变压吸附的核心设备变压吸附塔的结构、操作温度、压力等进行了简单介绍.按照规范JB 4732-1995第七章有关简体和封头的要求,根据吸附塔的设计条件分两个工况进行各部件的强度计算和应力指数法的厚度估算,两个工况分别是设计工况（工况一）和压力循环工况（工况二）.估算吸附塔各部件的壁厚后,利用ANSYS软件对其分两个模型进行应力分析,根据JB 4732-1995第5.3条各类应力强度许用极限的要求,一次总体薄膜应力强度SⅠ的许用极限为KSm,一次局部薄膜应力强度SⅡ的许用极限为1.5KSm,一次薄膜（总体或局部）加一次弯曲应力强度SⅢ的许用极限为1.5KSm,一次加二次应力强度SⅣ的许用极限为3KSm.按上述许用极限应力分析评定合格后,按照规范JB 4732-1995附录C对其进行疲劳分析,累计损伤系数U不大于1.0,满足JB4732-1995的要求,可为变压吸附塔或其他疲劳容器的分析设计提供参考.     

传递矩阵法求解悬挂塔的自振频率

根据悬挂式塔的固定条件与连续条件 ,利用传递矩阵法求解振动方程 ,得到了简支条件下悬挂式塔设备自振频率的计算方法 ,此法不仅适用于等截面设备 ,也适用于变截面设备。用该方法的计算结果与有限元法的计算结果相比 ,平均误差为 0 5 4%～ 1 0 4 %。还对悬挂塔的自振频率与支座位置的关系进行了探讨。     

多裂缝“载荷松弛”与应力强度因子

通过三维光弹性实验测量了具有内表面单裂缝与受内压厚壁圆简型化工容器内的环向应力场,研究了内表面多裂缝的“载荷松弛”机理,建立了“无因次附加弯矩”(M)的概念及其计算式,给出了M随裂缝位置、裂缝深度比以及裂缝形状比的变化规律,说明了M与“载荷松弛因子”(LRF)的关系.建立了受内压厚壁圆筒内表面环向对称分布纵向半椭圆形多裂缝的LRF,以及由LRF得到的应力强度因子的近似计算式.     

风弯矩对塔底大开孔应力分布的影响

采用有限元分析方法,对塔底大开孔在内压、不同方向的风载荷及重力载荷情况下,进行应力分 析,探讨风弯矩对塔底大开孔应力分布的影响。     

局部减薄管道极限弯矩计算新公式

对承受内压p、轴向力F和弯矩M联合作用的局部减薄管道,应用屈服准则,给出了管道横截面弯曲压缩侧应力极限值和弯曲拉伸侧应力极限值的计算式,导出了内压p和轴向力F必须满足的条件.釆用理想弹塑性本构模型,推导了含等深减薄管道在联合载荷作用下极限弯矩计算的新公式.指出有关文献中极限弯矩计算式的理论依据不充分.     

从两相交测线的视倾角求取真倾角的一点注记

通常，地层界面并不水平，且勘探测线也并不与地层倾向一致或垂直，于是就存在着众所周知的真倾角、视倾角、测线方向三者之间的关系式式中：9为地层倾斜界面沿测线方向的视倾角，它可根据时间剖面或深度剖面上的同相轴的斜率求得；～为地层倾斜界面的真倾角；a为测线与地层倾斜界面倾向在地面的投影线的夹角。由于a值测不出，所以要由净值直接求取～值是困难的。一般地，求取地层真倾角是利用两条相交测线的视倾角，但教科书上至今介绍的仍是作图法，难以在计算机上实现。本文将证明一种易于在计算机上实现求取地层真倾角～的算式，即当两…     

井控过程中防止井漏的若干理论问题

本文推导了许用井口压力与套管下入深度之间的关系式及防止井内地层被压漏的许可井底溢流体积计算式,并结合文中所给定的条件进行了若干计算。这些理论上的探讨及所得出的公式可作为确定井身结构、选用防喷设备以及指导井控施工时的参考。     

横向各向同性地层地应力的研究

根据岩石的沉积特点,将地层岩石假设为横向各向同性体,推导了横向各向同性地层地应力的计算式,给出了倾斜地层岩石弹性参数的转换公式和横向各向同性地层破裂压力的计算式及破裂压力的计算实例,并将其与各向同性计算值进行了比较。结果表明,考虑各向异性对地应力的影响,其计算值与地层实际更接近。     

水下导管出泥高度对井口稳定性的影响研究

针对工程中的具体问题,提出了导管允许高度与井口倾斜角相互关系的计算方法和模型,并对番禺35-2气田进行了导管出泥高度分析评价研究。对于井口的分析采用力学等化计算方法,把位于井口以上的设备对井口的力进行传递等化,在不同作业工况下采用统一的计算模型进行井口的校核模拟。分析结果表明,对于水下井口而言,最危险工况为完井作业工况,完井工况的侧向力比钻井工况大一个数量级,并且完井工况的弯矩也较大;井口允许导管出泥高度和井口倾角之间近似为二次曲线关系。     

落地塔型设备横风向共振的塔径范围及内力分析

在落地塔型设备及其基础设计中,人们往往认为发生横风向共振的可能性小,没有考虑横风向风荷载。文章认为,多数落地塔型设备有发生横风向共振的可能性,并按不同地面粗糙度类别、不同基本风压、不同设备高度求出落地塔型设备出现跨临界强风共振的塔径范围,研究了基顶处横风向与顺风向内力比值随塔径变化情况,给出横风向与顺风向弯矩相等时对应的塔径、横风向与顺风向弯矩比最大值及其对应的塔径。     

支耳式催化裂化反应器的抗震设计计算

给出了高度较大的支耳式设备的抗震设计计算的具体方法将框架和设备的质量分布进行适当简化,建立质点系的动力学方程组。通过对方程组的求解,得到这种类型设备的自振周期及振型。质点在各振型中的地震作用及地震弯矩的计算、各计算截面的应力校核等,则可采用《钢制塔式容器》JB4710—1992标准中所提供的计算方法进行计算。     

组合载荷下海上风机塔架受力特性数值分析

研究组合载荷下海上风机塔架的受力特性。基于江苏启东海域6 MW海上风机资料，采用GH Bladed软件开展组合载荷下海上风机塔架的受力特性数值模拟，得到以下主要结论：与风载荷作用相比，在风载荷+波浪载荷组合作用下，风机塔架基础底面所受峰值剪力提升72.0%，峰值弯矩提升8.3%；波浪载荷对基础所受剪力和弯矩的影响显著，在相对波高为4时，基础底面所受相对剪力和相对弯矩分别为3.04和1.44；与风载荷作用相比，在风载荷+地震载荷组合作用下，风机塔架基础底面所受峰值剪力提升76%，峰值弯矩提升21%。研究成果可为启东海域海上风机设计及施工提供理论支撑。     

直立设备的风力共振和强度校核

简述了直立细长设备发生风共振的起因。通过共振计算,确定共振时的临界风速,由此提出了直立细长设备发生风共振的判断准则。并根据临界风速产生的动载和弯矩,对设备进行了应力强度及疲劳强度校核。     

单筒砼烟囱中美标风荷载计算对比浅析

本文以某石化单筒式钢筋混凝土烟囱为例,从基本风速、顺风向风荷载、横风向共振、环向风弯矩入手,对比分析了单筒钢筋混凝土烟囱中美标风荷载计算的差异。分析得出:1)美标基本风速约为中规的1.423倍;2)顺风向风荷载计算差异较大,美标顺风向风荷载截面弯矩是中规的1.6~1.9倍;3)二者均为第一振型不考虑横风向风荷载,第二振型横风向风荷载美标约为中规的4.5倍;烟囱1/3高度以下横风向与顺风向风荷载组合弯矩中规是美标的1.2到1.6倍,随着高度上升,美标与中规截面弯矩比大幅度增大,顶部约3.5倍;4)美标环向风弯矩是中规的1.8~2.7倍。     

轴向拉力作用下复合钻柱允许扭转圈数的计算方法

深井、超深井钻井中经常使用复合钻柱,如出现卡钻等井下故障,处理时需要计算复合钻柱允许扭转圈数,但目前尚没有关于复合钻柱允许扭转圈数的计算方法。为此,从材料力学基础理论入手,建立了复合钻柱各分段最大剪切应力与几何尺寸之间的数学关系式和各分段谁先达到许用值的判定式,并推导出了在轴向拉力作用下的复合钻柱允许扭转圈数计算式。实例验算表明,推导出的轴向拉力作用下的复合钻柱允许扭转圈数计算式具有科学性和合理性,对处理深井、超深井复合钻柱卡钻等井下故障具有指导作用。      

初始曲率对管道承载能力的影响

为研究初始曲率对管道承载能力的影响,基于梁理论建立管道横截面应变能与变形之间的数学关系式,采用三角级数法对方程进行求解,获得了管道的弯矩和椭圆度。以φ254 mm(10 in)管道为例,基于有限元仿真计算了含有初始曲率管道的弯矩、张力承载能力和椭圆度,并通过试验对弯矩和椭圆度进行比较分析。研究结果表明:随初始曲率增大,弯矩呈现先增加再减小的规律,椭圆度则一直增大;含有初始曲率的管道比没有初始曲率的管道弯矩承载能力更小、椭圆度更大;管道张力承载能力随初始曲率和弯曲段长度的增加而降低;在相同初始曲率下,管道相对弯矩的试验值和仿真值分别比理论值大约18. 9%和8. 5%,椭圆度试验值比理论值和仿真值分别小约17. 5%和9. 1%,说明理论值偏保守,但偏差在工程应用的允许范围内,验证了理论方法的正确性。研究结果可为管道安全设计提供一定的参考。     

填料的润湿和传质

根据材料的性质，应用范围和特点阐述了影响填料湿润的主要因素及湿润的必要条件，湿润的基本原理，湿润对填料塔的传质效果的影响，从固／液界面附功和内聚功平衡分析入手，结合流体在填料环壁表面的理想流动，通过湿润准数，利用热力学方法，导出了填料塔最小润湿的计算公式，基于填料润湿的基本规律，以及填料过程中的特殊效应，提出了改善填料塔润湿的有效途径，并举例说明了该设计公式的实际应用情况及应用效果。     

平盖上开多个孔计算讨论

在压力和螺栓弯矩作用下平盖产生的应力为一次弯曲应力,建议将GB 150.3—2011《压力容器第3部分设计》中关于平盖公式适用控制条件为1倍许用应力的条款修改为按1.5倍许用应力控制。提出了超出GB 150.3中平盖上开多个孔适用范围的计算方法和计算公式。对压力容器上平盖及平盖开多个孔的结构进行了应力分析,并对计算方法进行了有限元分析验证。此计算方法使用方便、安全,且可减少材料浪费。