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.     

塔设备大接管现场改造若干问题

从设计、焊接、热处理和耐压试验等方面对CO2汽提塔大接管改造中遇到的问题进行了探讨,改造接管部位最危险工况为内压＋重力载荷＋开孔面法线方向风载荷组合工况,此工况下大开孔和不规则补强应力校核满足JB4732—1995（（钢制压力容器——分析设计标准》要求。采用回火焊道技术并在焊接时采用专用夹具和优化的焊接顺序施焊,有效地降低了焊接残余应力。改造中严格执行改造工艺,在满足汽提塔结构强度和密封性的前提下免除了水压试验。改造后设备运行平稳,质量良好。     

烟气脱硫洗涤塔大开孔应力分析及评定

按照某催化裂化装置烟气脱硫洗涤塔塔体设计受载条件下受到的重力、压力、风载荷、地震载荷及温度载荷的组合参数进行了应力场数值模拟。采用实体单元建立洗涤塔有限元分析模型;运用有限元分析软件ANSYS对其温度场、应力场及温度-应力耦合场进行了数值模拟。最后依据JB 4732—1995对计算结果进行校核,结果表明脱硫洗涤塔的设计满足要求。     

基于ANSYS的焦炭塔动力学分析

利用ANSYS软件建立了焦炭塔应力场分析的有限元模型,结合风载、地震载荷等对焦炭塔进行了分析,计算了各工况下焦炭塔的应力与强度。利用有限元模型对焦炭塔操作过程各阶段的载荷进行了分析计算,结果表明,焦炭塔在风载与地震载荷下能够安全平稳运行。     

风载与内压联合作用对圆柱壳支管应力影响的探讨

塔器是石化装置中常见的高耸设备,此类设备除压力、重力等载荷外,设计时还须考虑风载荷和地震载荷。风载荷除产生诱导振动外,对塔器横截面产生的风弯曲对设备壳体和接管根部应力也会造成影响。当前设备设计的常用软件,在计算圆柱壳支管应力时,通常是按内压载荷进行开孔补强计算,计算中只计入压力载荷而没有计入风载荷。对于何时需要计入风载荷的影响规范中没有给出判断条件,须由设计人员自行考虑确定。为此,本文以某塔器的圆柱壳径向接管为例,结合力学基本理论,对风载荷与内压联合作用下接管根部应力进行探讨,给出一个便于工程实际应用的判断方法,供工程技术人员参考。     

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本文在设计和生产实践的基础上,提出液态烃脱硫筛板抽提塔工艺设计计算方法;并评述不同计算方法对筛孔直径、开孔率、过孔速度等进行的选择,解决了目前国内液态烃脱硫抽提塔塔顶“带液”和塔径选用过大等问题。     

焦炭塔筒体热应力的理论分析

通过建立焦炭塔的二维温度场模型,分析各种载荷下焦炭塔塔体径向和轴向的应力大小,再通过叠加得到组合应力。计算结果表明:由温差产生的应力占主导地位,并且进油生焦和进水冷却2个阶段的温差应力最大,而轴向温差产生的温差应力要比径向温差产生的温差应力大的多;由自重和内压产生的应力很小。     

组合载荷作用下开孔-接管区弹性应力试验研究

带接管内压圆筒通常受到内压和接管弯矩的共同作用,接管附加的弯矩载荷会影响内压圆筒开孔-接管区的强度性能。对4台不同di/Di比值的带径向接管圆筒压力容器在组合载荷作用下开孔-接管区弹性应力进行了试验研究,考察了内压和接管面内弯矩、内压和接管面外弯矩共同作用下开孔-接管区的弹性应力分布、应力集中以及2种载荷之间的相互影响规律。研究结果表明,接管附加弯矩载荷显著增加了承压容器在开孔-接管区的应力集中,且应力集中随开孔率的大小而变化,开孔率小的模型,接管弯矩变化对内压作用下各截面应力集中的影响较大;内压变化对接管弯矩作用下各截面应力集中的影响是开孔率大时影响相对较大,但关系不是很明显。     

吸附塔底封头结构数值模拟及优化设计

为了降低吸附塔底封头的局部应力强度及轴向位移,对某一吸附塔采用不同结构的底封头进行数值模拟,研究了封头种类、中心管裙座角度、底座环形式对底封头局部应力强度及轴向位移的影响。计算结果表明,不同种类封头的轴向位移相差很大,中心管裙座角度和底座环形式的改变可以较大幅度地降低局部应力强度。     

焦炭塔运行过程热应力有限元分析

焦炭塔作为延迟焦化装置的关键设备,在其运行过程中承受着巨大的周期交变温度和循环载荷。研究焦炭塔不同部位应力及同一部位不同时刻应力对焦炭塔安全运行具有重要意义。本研究运用热-结构耦合有限元计算方法,以热分析结果、焦炭塔自重、操作内压、水压等作为载荷对焦炭塔进行了结构场数值计算。研究结果表明:温度梯度所产生的热应力远大于介质重量、自重所产生应力对焦炭塔安全的影响;过渡段热应力变化最复杂,热应力最大;除油气预热阶段外,都有焦炭塔应力最值超过塔体材料的屈服极限从而导致塑性应变的情况;蒸汽冷焦阶段塔体应力变化量最小,给水冷焦阶段对塔体安全运行影响最大。     

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。     

有限元方法在设备大开孔应力分析中的应用

以国内某大型乙烯装置的急冷塔为例,对塔顶蒸汽出口进行了有限元分析。工程应用表明,采用有限元分析软件能很好地解决设备大开孔问题,特别是当管口承受管线复杂外载荷情况下的应力计算。     

风力发电塔筒在地震和风载下的失效分析

为了研究1.5 MW水平轴风力发电机塔筒在强地震和风力载荷作用下的结构响应和失效模式,根据抗震规范中的两条设计响应图谱选定地震运动的形式和规模,同时根据热带气旋设定风力载荷,对研究模型进行了非线性动力学响应分析,并比较了在风力载荷作用下,塔筒在短周期和长周期地震载荷下的结构性能。结果表明,在强风力载荷作用下,风机塔筒的失效是由塔筒下部塑性铰的形成引起的,这一区域在塔筒承受较大的地面载荷时也是十分关键的。但在一些短周期地震中,由于高阶振动模态的叠加,最终导致塔筒中上部出现失效。虽然长周期的地震往往会导致更严重的结构响应,但是短周期的地震可能会直接导致脆性断裂,在这种模式下,只有中等耗散功率的塔筒全塑性铰会快速发展。基于以上研究结果,对风机塔筒提出了相关的设计建议。     

单桩式风电机塔架设计和强度计算

根据API(美国桩基规范)海上固定平台规划、设计和建造的推荐方法——工作应力设计法,以及DNV(挪威船级社)有关风电机的设计规范,应用SACS软件建立了2MW单桩式风电机组的塔架(包括桩—土)模型,并应用SACS软件计算出在外载荷下的各构件的内力、弯矩和应力,然后将计算出的与许用应力比较,再用ANSYS做了塔架的振动特性研究和塔架的挠度分析,最终得到塔架的尺寸。     

大型常压塔塔盘主梁和受液槽结构设计

介绍了大型常压塔内件设计中采用的两项新结构。塔盘用不锈钢双腹板焊接主梁，能够减小焊接变形、保证主梁的直线度、增强主梁抗水平方向动载荷的刚性和主梁的整体稳定性、降低塔体高度。采用分段受液槽和分段抽出斗取代了以往在与主梁的交叉处将主梁切割开口的方法，在不影响工艺操作效果的前提下，简化了结构、避免了主梁因切割开口而产生的应力集中、降低塔体高度、节省了主梁材料和塔体材料消耗。两项新结构通过了生产实践检验，在大型塔盘设计中具有普遍推广价值。     

基于实测的海上测风塔结构动态响应分析

为了更真实合理地分析柔性结构在风载荷作用下的动力行为,建立海上测风塔结构的振动监测系统,并在2018年-2019年冬季开展现场监测。基于大量的实测数据明确柔性结构在风载荷作用下的振动特性。结合数值模拟,验证监测数据的合理性,并对极端风况下结构的振动响应进行预测。     

低能耗乙烯分离技术

开发出了新的乙烯分离技术———低能耗分离技术。该技术采用了分配分离、开式热泵等技术降低能耗 ,适用于液体裂解原料 ,其具有能耗低、流程简单、投资省的特点 ,达到国际先进水平     

常压炉出口温度平稳率对轻质油收率的影响探讨

胜利油田分公司石油化工总厂常减压蒸馏装置常压炉出口温度频繁大幅度波动,平均平稳率仅为59.34％,造成常压塔温度和压力波动,给平稳操作带来困难,影响装置轻质油收率.通过分析影响常压炉出口温度的因素（包括工艺过程、仪表控制、燃料系统及原油性质等）,采取修改初馏塔塔底液位控制方案、调整炉出口温度及初馏塔塔底液位的PID控制参数,补充燃料油以稳定燃料气压力等措施,使炉出口温度的平稳率提高到90％以上,从而稳定了换热网络的温度,提高了轻质油收率,降低了减压塔的负荷,取得了较好的经济效益及社会效益.