固定管板釜式重沸器斜锥壳转角过渡区的应力分析

利用FEPG软件的前处理程序生成系统MTI,对固定管板釜式重沸器的斜雏壳建立了简化力学模型,并进行了有限元分析计算,发现斜锥大小端过渡区均存在应力集中现象,其中大端转角过渡区经线方向存在明显的弯曲应力,内壁表现为拉应力,外壁表现为压应力;环向内、外壁均存在明显的拉应力,且与最大拉应力位置相对应的外、内壁上亦存在一定的压应力.对一系列参数的斜锥壳进行了计算,整理了斜锥大小端过渡区在各计算参数下基于分析设计的应力集中系数,发现无论大端还是小端,应力集中系数随大小端直径比的增大、斜锥角的增大而增大;一次加二次应力的应力集中系数总是大端过渡区较大,而局部薄膜应力的应力集中系数当大小端直径之比较小时,小端较大,当大小端直径之比较大时,大端较大.     

固定管束釜式重沸器斜锥壳转角过渡区应力分析

对固定管束釜式重沸器的斜锥壳元件建立了简化力学模型,并进行了有限元分析计算,结果表明大端转角过渡区存在较大的弯曲应力.随后对一系列结构尺寸的斜锥壳进行了计算,整理了斜锥壳大小端转角过渡区在各计算参数下基于分析设计的应力强度水平系数.结果表明,无论大端还是小端,应力强度水平系数随大小端直径比的增大及斜锥角的增大而增大.一次加二次应力的应力强度水平系数总是大端转角过渡区较大.而局部薄膜应力的应力强度水平系数当大小端直径之比较小时,小端较大;当大小端直径之比较大时,大端较大.     

应力分析法进行斜锥壳设计的探讨

针对带蒸发空间的卧式换热器中圆柱壳体与管箱之间过渡元件斜锥壳的设计，提出现有设计方法存在的问题，用应力分析的方法推导出斜锥壳壁厚设计的计算公式。     

釜式重沸器的设计

换热器是化工行业生产中的重要设备。本文以釜式重沸器的设计为实例,对设计过程中换热器的结构、选材、壁厚计算以及检验等进行了介绍。     

不同锥角的斜锥壳应力分析

采用有限元软件ANSYS对不同锥角的斜锥壳应力分布和应力强度进行了分析,将分析结果与GB150常规设计标准中相关条款进行比较,探讨GB150标准中锥壳结构的锥角限定条件。     

内压无折边锥壳加强设计与应力分析

无折边锥壳在内压作用下,由于连接处的结构不连续性,会产生比薄膜应力高数倍的边缘应力,因而对其强度设计的分析有利正确设计和安全使用。本文基于ASMEⅧ-1和ASMEⅧ-2分别对无折边锥壳的加强设计原理从应力的观点进行了探讨;另外,基于有限元法对圆筒与锥壳连接结构的三向应力分布规律、边缘应力衰减规律及不同半锥角对边缘应力分布的影响规律进行了合理分析,并对GB150-2011中关于内压无折边锥壳强度设计中的若干规定进行了有针对性的探讨。     

外压锥壳上加强圈设计方法分析

通过分析外压锥壳大端或小端与圆筒连接处的加强设计原理,给出了外压锥壳上设置加强圈时锥壳段稳定性计算方法,并指出在进行加强圈惯性矩计算时,可以将加强圈和加强圈中心线至相邻加强圈中心线距离之半范围内的锥壳处理成当量圆筒,再根据外压圆筒加强圈设计方法进行计算。     

壳程偏锥对换热器固定管板设计影响的研究

在固定管板换热器的设计中,壳程带偏锥换热器管板的设计,一般采用与壳程不带偏锥的结构相同的方法,随着装置的不断大型化,换热器的尺寸也逐渐增大,壳程偏锥结构以及锥角给换热器管板的设计所带来的影响值得研究。作者对11种不同结构尺寸的壳程带偏锥的固定管板换热器进行了研究计算和总结对比,给类似结构的换热器的设计提供有效参考。     

U形管式釜式重沸器的有限元分析

对某U形管式釜式重沸器建立有限元模型进行温度场及应力场分析。结果表明:管板温度场分布存在明显的"表皮效应"现象,使得管板靠近壳程侧布管区表面的较薄一层区域内存在较大的热应力。此应力属峰值应力,为此在疲劳分析时必须计及。此外还分析了管板温度载荷和压力载荷对U形管板产生一次应力与二次应力的机理及应力分布规律,诠释了压力载荷与温度载荷对U形管板应力的叠加状况,指出在U形管板应力分析中对管箱筒体局部应力校核是必要的,且应以一次应力进行控制。     

国内外分析设计规范中锥壳大小端评定准则的讨论

内压作用下锥壳的大端厚度主要由轴向弯曲应力控制,小端厚度主要由环向薄膜应力控制,国内外规范中对大端应力控制的条款基本一致,但对小端的应力,JB4732中要求小端环向薄膜应力小于1.1倍许用应力,ASMEⅧ-2中要求小端环向薄膜应力小于1.5倍许用应力。本文利用有限元法,对锥壳小端的评定进行研究,讨论两标准中评定条款的不同之处,为工程人员提供设计参考。     

含膨胀节固定管板换热器管板的简化计算探讨

为简化带波形膨胀节固定管板换热器管板的有限元分析计算,以某余热回收换热器为例,利用ANSYS软件分别建立该换热器管板的全模型和简化模型,并将两种模型的管板应力及位移分布进行对比。结果表明:简化模型管板的Tresca当量应力分布及径向位移分布与全模型的一致,但简化模型管板的计算最大应力强度值比全模型约大2.6%。计算结果证明此简化方法可行。     

炼油厂塔底重沸器泄漏分析及改造

泄漏率是炼油厂考核换热器的重要指标之一 ,由于各种原因造成的换热器泄漏 ,影响生产装置的正常运行和工厂的经济效益。尤其是各装置的塔底重沸器 ,其操作条件复杂 ,泄漏率较一般换热器高 ,一旦泄漏就会影响整个装置的正常生产。以我厂气分装置为例 ,再生塔重沸器Ｈ10Ｚ在 3个月内就泄漏10余次 ,催化装置吸收塔稳定重沸器也发生过类似情况 ,给生产造成很大损失。1　原因分析塔底重沸器的主要泄漏部位有 2处 ,即内浮头密封失效和换热管管头破坏。表 1是 2 0 0 0年 6月到 9月的泄漏统计。表 1　泄漏部位和泄漏因素分析统计序号泄漏部位　泄漏…     

蒸汽重沸器泄漏的快速判断方法

随着原油劣质化的加剧,芳烃抽提装置原料中携带的氯离子数量呈上升趋势,氯离子对设备焊缝的腐蚀以及氯离子与环丁砜发生化学反应,加剧了环丁砜化学分解出酸性物质,对各类设备造成了叠加腐蚀,导致了装置包括重沸器在内的各类设备腐蚀泄漏增多。及时的判断、发现隐蔽的重沸器漏点,对对整套装置的安全生产就十分重要。     

双管板换热器管板设计厚度探讨

由于双管板换热器管板结构的多样性,其管板厚度设计方法目前国内没有标准可依,国外TEMA标准也仅给出了3种设计计算模型。针对某U形管及固定管壳式换热器双管板结构,根据SW6软件相应模块进行管板厚度近似计算,在此基础上采用ANSYS软件对管板模型结构进行热应力分析并进行优化设计。分析结果表明,双管板换热器管板厚度采用SW6软件近似计算是安全的,但结果过于保守。有限元优化设计有效地降低了管板厚度,为双管板换热器管板设计提供了有效手段。     

五段制井眼降斜段钻井提速关键技术分析

五段制井降斜段摩阻大,滑动钻进托压现象严重,导致滑动效率低。为此,本文分析降斜段技术难点,提出了"井斜角≥15°时采用水力振荡器+1.5°单弯螺杆进行主动降斜;井斜角<15°时采用"常规钻具+螺杆式液动冲击器"进行自然降斜段的提速技术,并在B16108井进行了现场试验。试验结果表明,该技术有效提高了降斜段机械钻速,提高降斜效率。本文的研究,为五段制井井眼降斜段钻井提速提供了有力的技术支持。     

页岩气脱水装置TEG重沸器火管结垢问题分析及解决方案

重沸器作为TEG再生系统的关键装置,其内部U型火管结垢会导致局部变形凹陷,严重情况下甚至会破裂,导致整个TEG再生系统停运,天然气脱水系统失效,对生产产生极为严重的影响。针对此项问题,通过对结垢物、TEG溶液取样进行组分分析,将化验结果和现场实际页岩气开采方式、TEG脱水系统运行工艺相结合进行分析。结果表明:①页岩气生产采出的高矿化度返排液进入TEG脱水系统是重沸器火管结垢的主要成因;②气井采用泡排工艺后会加大高矿化度返排液进入TEG脱水系统的量,应及时采取措施。结论认为:通过对工艺设备和生产模式等方面进行优化改进,可以很好地预防重沸器U型火管结垢,为页岩气处理净化站解决类似生产问题提供参考,保障天然气TEG脱水系统设备设施的安全平稳生产。      

再沸器膨胀节应力分布的电测分析

采用高温条件下的电阻应变测量方法对再沸器膨胀节的应力分布进行了实际测量,得到了膨胀节外表面沿经线的周向应力分布规律,与有限元计算结果相符。测量结果验证了膨胀节上危险点之一位于波谷圆弧中心的外表面中心处。