台车式弯管热处理炉设计

为改善热煨弯管的力学性能,设计了台车式弯管热处理炉。介绍了热处理炉的主体设计特点,说明了热处理炉控制系统的主要内容,包括炉内温度控制、炉膛压力控制等。实际使用结果表明,该设计炉型提高了热处理效率,实现了理想的温控效果,改善了热煨弯管的力学性能,满足了西气东输二线工程对大直径、厚壁弯管的性能要求。     

0.12t/d油页岩干馏炉预热过程中温度分布特性

油页岩干馏炉启动升温过程中,其炉内的温度分布特性对油页岩的预热具有显著影响。干馏炉内气体在固体物料间的空隙内流动十分复杂,难以实现模拟研究。试验结果表明,空炉与填料时水平截面的温度分布变化基本相似,可通过空炉时的温度分布特性来进行近似分析。在进气量12 m3/s、进气比1的工况下,采用LES和RNS模型分别对空炉下干馏段和布气装置的升温过程进行数值模拟,分析干馏段和布气装置内温度及流速的变化。结果表明,布气方式决定炉内不同区域油页岩发生热解的顺序,率先发生热解的油页岩吸热减少,该位置温度加速上升,加剧炉内温度分布不均;加权平均数公式能更加准确反映截面温度不均性;炉内温度分布主要由不同区域的喷嘴加热功率与该区域的流场特性共同作用形成。     

大型设备焊后热处理技术研究

某公司2台500万t/a常减压电脱盐罐需要进行焊后热处理,由于热处理炉结构尺寸的局限,该设备无法进行炉内整体热处理,经研究确定采用内燃烧器加热、外保温的方法解决这一难题。文章详细介绍了内燃烧器加热、外保温、测温、温度控制、排烟方法及其配套设施的制作与安装等。实践证明,该热处理方法的温度曲线完全满足热处理工艺要求。     

燃烧器结构对气体火焰形状和炉内温度分布的影响

利用数值模拟方法,选用标准的K-ε湍流模型、PDF扩散燃烧模型、离散坐标辐射传热模型,研究了燃烧器结构对气体火焰形状和炉内温度分布的影响,主要考察了不同燃烧器喷孔直径、喷孔角度和旋流角度下速度、温度、火焰形状等参数的变化规律.结果表明, 喷孔直径越小,喷孔出口速度越大,速度峰值也越大,射流的影响区域越大,燃料与空气的混合越好,燃烧速率越高,燃烧的火焰越短、越窄;喷孔角度和旋流配风也可以增强混合、强化燃烧,但其对火焰形状及长度和炉内整体的温度分布影响很小.因此,若要提高辐射传热效率,只能从配风和火道形状的优化入手,开发新结构的高效燃烧器.     

特大型全纤维台车式电阻炉设计

介绍了自行设计、制造的大型全纤维台车式电阻炉的总体设计方案。该炉经试运行表明，具有隔热性能好、操作方便、温度控制平稳等优点，可满足热处理工艺的要求。     

基于CFX的缓蚀剂在等径三通中均匀分布方法研究

长输管线中的等径三通是一种常见管件型式,利用ANSYS-CFX软件对等径三通模型进行数值模拟,探讨缓蚀剂在其中的运动规律和分布情况。通过改变缓蚀剂喷嘴个数及喷入角度、喷入速度、粒径大小,得出以下结论:喷嘴数量为3个且喷嘴夹角为120゜、缓蚀剂喷入速度达到12 m/s、粒径在10μm时能够增加缓蚀剂均匀覆盖率,有利于三通管道内缓蚀剂趋向均匀分布。     

双列叶片式气体分布器的研究

应用计算流体力学软件FLUENT,模拟填料塔内双列叶片式气体分布器内流体的流场分布情况。重点考察了叶片数量对双列叶片式气体分布器的性能影响情况,得出了其对双列叶片式气体分布器性能影响的一般规律及在文章研究条件下的最优参数。     

流化床内松木屑气化过程的MP-PIC数值模拟

基于多相质点网格(MP-PIC)方法建立了三维流化床内的生物质气化反应模型,考虑蒸发、挥发分析出以及均相、非均相反应等子模块,研究了松木屑在气-固强非线性耦合作用下的空间分布特性和高温热传递过程中的热物性分布规律,探究了不同的空气当量比(ER)、蒸汽生物质比(SBR)、气化温度对气化性能和气相热物性的影响规律。结果表明：可燃气体和焦炭的氧化反应促使气相温度升高,而低温蒸汽将自由空域的温度降低至约900 K;ER的增加提升了炉内的气化温度,减小了气体密度和比热容,然而过量的空气会降低气化性能和炉内温度;SBR的增大稀释了气化产物浓度;增加气化温度提升了H₂产率,但抑制了C₂H₄的生成。     

引进的连续辊底式光亮热处理炉简介

介绍了一种国外引进的连续辊底式光亮热处理炉,主要用于处理φ１５￣２１９ｍｍ的管材和棒材,该炉电气控制部分采用ＰＬＣ以及闭环系统来完成,炉子性能完全满足各项热处理的工艺参数要求,提高了电焊锅炉管的质量。     

气-液分流式分布器的流体力学性能

开发了一种具有抗塔板倾斜性能的气-液分流式分布器。通过冷模实验,研究了该分布器液体破碎程度与液体分布均匀性之间的关系,以及操作条件变化对分布器压降的影响,并在直径为1 m的加氢反应器中考察了由37个气-液分流式分布器组成的气-液分配盘的液体分布均匀性。结果表明,存在一个液体破碎雾化的临界气速。临界气速同时也是分布器液体分布均匀与否的分界点,只有气体流速超过该临界值时,才能实现液体的均匀分布。当通过分配盘的气量超过总体临界气体流量时,其液体分布相对不均匀度可降至5%以内,实现液体的均匀分布。此外,基于实验数据,还得到了气-液分流式分布器的压降与气、液两相Reynolds数间的关系式。     

奥氏体不锈钢焊管在线光亮热处理的影响因素及解决措施

不锈钢管生产线中，在线光亮热处理工艺是保证不锈钢管在内外表面白亮光滑，无氧化色的主要环节，生产中发现，热处理炉内的保护气氛，热处理温度，冷却效果，管面清洁程度以及焊接，矫直等环节直接影响着在线光亮热处理效率，为此，进行了多方面的试验研究，对热处理炉进行了改造，使用氢气保护气氛，热处理温度严格控制在１０５０～１１５０℃；经常检查冷却系统保证速冷效果；采用新的润滑液，保证管体清洁，另外，连续稳定可靠的     

常压加热炉辐射段耦合传热的数值模拟

 采用分区耦合的方法研究了某常压加热炉辐射段内的流动、燃烧和传热的全部工艺过程,并系统地分析了炉管表面温度和热强度分布。计算中,实现了燃烧器、炉膛、炉管整体几何结构的建模和网格划分,选用标准k-ε湍流模型、非预混燃烧模型和离散坐标辐射传热模型,将炉管黑度定为0.8,模拟得到了炉内的流场、温度场及炉管表面温度和热强度分布的详细信息。结果表明,底部燃烧器的高速射流在炉膛下部产生较大回流区,对炉膛下部烟气温度分布的均匀性至关重要;炉管管壁温度和热强度分布存在明显非均匀性,影响炉管使用寿命。炉膛温度及炉管管壁热强度模拟结果与常压炉测定数据和设计数据一致,证明了模拟计算的可行性和准确性,为常压炉的设计和优化提供理论参考。     

现场组焊设备整体热处理技术

哈萨克斯坦PKOP奇姆肯特炼油厂现代化改造项目现场组焊的非标设备多,需要进行整体热处理的设备多达14台,经研究确定,对于催化分馏等13台形状较规则、外形尺寸相对较小的塔式和罐式设备,采用在现场建造模块化热处理炉的方式进行焊后热处理;对于三级旋风分离器,因其外形尺寸超大,高度较小,则采用内部电加热的方法进行焊后热处理。在简要介绍工程概况及特点、热处理目的及整体筹划的基础上,重点介绍了三级旋风分离器封头电加热处理和处理措施,设备炉内处理的热处理炉设计参数及建造、热处理步骤、质量检查和评定,主要HSE控制点等内容。     

硫磺回收燃烧炉气体混合效果分析及其结构优化

现役旋流燃烧炉存在气体混合效果不理想,硫转化不完全的问题。为了提高燃烧炉的硫转化率,根据现役燃烧炉结构特点建立了燃烧炉三维实体模型,采用Realizablek-ε双方程湍流模型及EDC燃烧模型对炉内燃烧场进行了数值模拟,重点考察了高旋流装置下燃烧器内的气体混合效果及组分分布情况;在此基础上提出了增设外环酸气入口的结构改进措施。结果表明:现役高旋流装置对炉内H2S和SO2的二次混合不利,采用外环酸气入口对酸气进行分流可有效提高炉内气体混合效果,提高炉内燃烧稳定性,并起到节能、降耗的作用。     

炼油厂制氢转化炉完整性评价方法研究(二)——不同负荷运行时转化炉内部温度的有限元计算

在石油炼制过程中,加氢技术已经成为提高石化产品质量的重要手段。加氢装置需要的氢气大部分由制氢转化装置提供。生产过程中,制氢转化炉的运行负荷会根据加氢装置处理量的变化情况进行调整。制氢转化炉负荷的变化会造成炉子内部温度分布变化,而炉内温度的变化又会直接影响炉管的运行寿命。文章依据制氢转化炉的结构、运行参数,建立有限元计算模型,模拟计算转化炉在不同负荷条件下内部温度场的分布特点,分析转化炉在不同负荷条件下内部各部位温度的变化情况,为炉管寿命的评价提供温度参数,同时为不同负荷下转化炉的操作提供指导。     

基于CFD的气阀内气体流动规律模拟

采用CFD对气阀内气体流动规律进行了仿真计算.利用Gambit建立了气阀内流道模型,进口边界和出口边界压力取均匀分布,采用修正SIMPLEC算法,经过100次迭代,计算了吸气和排气时气阀内气体的速度场和压力场分布,分析了气阀的性能特点,为气阀的设计和改造提供了理论依据.     

分布器位置对环流反应器内流动状况的影响

采用κ-ε方程模型和欧拉多相流模型，对一种气升式环流反应器内的流动状况进行了全尺寸的数值模拟，研究了分布器位置对反应器内流动状况的影响。结果表明，分布器的位置对气含率分布和内筒中两相速度分布都有很大影响。分布器高于内筒下沿放置时，在内筒中下部的中心处造成向下的回流，不利于气含率的均匀分布和气液两相均匀接触；分布器低于内筒下沿放置时，外环液速较高，循环推动力较大，气液两相接触较好。计算得到的局部气含率与相同结构参数和操作参数条件下的大型冷模试验的结果基本吻合。     

费托合成搅拌釜气含率的冷模实验与CFD模拟

为解决费托合成实验室气-液搅拌釜相分散的问题,冷模实验以轻柴油-空气为工作介质模拟费托合成工况。采用化学刻蚀法制备的光纤探针,考察不同表观气速、搅拌转速及气体分布器结构的搅拌釜内气含率分布。同时,采用双流体模型和标准k-ε湍流模型,对搅拌釜流场进行数值模拟。结果表明:局部气含率随表观气速增大而增大、随搅拌转速增大而增大;改进入口气体分布器对气体均匀分布的作用明显;改变釜体结构可以有效地改善釜底物相分散。     

新型高效烟气混合器的开发

文章介绍了流体混合的基本概念,以及根据烟气活性焦干法脱硫技术开发过程中原烟气和净烟气的混合要求研究开发的一种内设锥形分布段的新型气体混合器。相比于现有的三通型混合器,新型气体混合器内速度和温度分布更加均匀,可有效防止气体混合过程中出现低温区,避免露点腐蚀,同时还可提高混合效率,但压降略有增加。     

整圈未焊透三通塑性极限内压的影响因素解析

三通是压力管道系统中不可缺少的管道元件，但国内对存在未焊透缺陷的三通研究很少。基于有限元方法分别计算了插入焊和跨接焊两种整圈未焊透三通，插入焊三通有限元模型所得的无量纲化塑性极限内压值要大于跨接焊三通有限元模型所得值，在后续工作中可用后者模型替代前者，既能保证安全又大大减少工作量。选取了7个参量，分别计算分析了每个参量对整圈未焊透三通无量纲塑性极限内压的影响程度。确定了三通强度因子、主管管径比和未焊透深度为整圈未焊透深度敏感三通无量纲塑性极限内压的主要影响因素；其中前两者为整圈未焊透深度非敏感三通无量纲塑性极限内压的主要影响因素。