两种焦炭塔裙座连接结构应力对比分析

以某石化公司焦炭塔为研究对象,首先分析焦炭塔受力情况,进而对比新型板焊结构和整体锻件结构的优劣性,为此后大型焦炭塔裙座连接部位的结构设计提供参考。两种结构的对比主要围绕结构内应力分布的对比。运用有限元分析软件ANSYS建立新型板焊结构以及整体锻件的二维模型,对结构只受重力和内压、升温、降温三种工况分别进行分析,分别得出在三种工况下结构内的机械应力和热应力。根据分析结果,对比两种结构的等效应力强度大小和应力集中点的位置。通过对比,可以得出以下结论:新型板焊结构在三种工况下的最大应力均出现在上部角焊缝上方的塔体上,最大值达到371.5 MPa,是焦炭塔开裂的主要原因;整体锻件的最大应力出现在裙座与塔体连接的圆弧过渡处,最大值为273.3 MPa,应力分布状况要优于新型板焊结构。     

20 G焦炭塔剩余寿命的持久实验分析

研究了焦炭塔用材20 g钢的持久强度,并用该指标对焦炭塔的剩余寿命进行评估.试验用材选用已在焦炭塔上使用了27年(已发生轻度球化)的20 g钢板.做成两组(轻度球化和中度球化各6个)标准试棒,在475℃下做持久试验,然后利用双对数曲线进行外推得出焦炭塔的剩余寿命.     

基于外壁监测数据的焦炭塔内壁应力推算方法

提出了一种基于外部监测数据对内壁应力进行推算的方法。焦炭塔塔壁的弹性应力主要由内外壁温差和轴向温差两种因素引起。基于热弹性理论和叠加原理,分析径向温差引起的热应力和由轴向温差引起的瓶颈效应产生局部热收缩对塔壁应力的影响,获得了利用外壁监测数据对内壁应力进行计算的公式,并采用有限元数值模拟对结果进行了验证。结果表明:与传统方法相比,该方法不需要在塔壁凿孔深埋热电偶,对塔壁无损伤。     

焦炭塔结构的固有频率和振型研究

在传统的直立塔设备固有频率和振型的计算中,将塔设备简化为悬臂梁计算模型,但实际塔的薄壁圆筒结构与梁模型不符,为此对焦炭塔建立有限元分析模型进行模态分析,得到焦炭塔的固有频率和振型,计算分析表明,由于焦碳塔特殊的结构特点使得焦炭塔的振动特性与传统大型直立设备简化为悬臂梁计算模型所得振动特性相比有所不同,因此焦炭塔结构计算中在计及高阶振型与固有频率时,不宜简化为悬臂梁计算模型。     

基于风险的检验技术(RBI)在焦炭塔上的应用

介绍了焦炭塔常见失效模式以及采用风险检验的过程及方法,指出使用RBI技术后可以得出焦炭塔的实际风险,根据风险再考虑损伤模式等因素有助于制定焦炭塔的合理检修方案。     

焦炭塔过渡段区域的热应力有限元分析

本文应用Ansys有限元软件,以中石化茂名分公司提供的焦炭塔原始数据为条件,建立焦炭塔有限元模型,分析焦炭塔各个操作阶段塔筒体和锥体的过渡段(锻件)的应力分布情况。结果表明:焦炭塔过渡段的应力在升温阶段或者是降温阶段达到最大值或最小值。环向应力、轴向应力和Mises等效应力在筒体与过渡段连接焊缝附近和过渡段与裙座连接焊缝附近达到峰值。     

焦炭塔高压切焦水射流的CFD仿真及其对塔体安全影响评估

借助CFD软件Fluent和FE软件ANSYS,分析评估焦炭塔除焦阶段提高泵压后的高压切焦水射流对塔体安全的影响。采用标准k-ε湍流模型和适于自由表面流的VOF多相流模型,模拟高压水射流在塔内空气中湍流状况;获得射流压力、速度和二相组分的分布规律,与实验结果相符。分别对在水射流和自重载荷下的焦炭层与焦炭塔的应力强度进行有限元分析。在分析焦炭塔的应力强度时,通过在内壁节点施加非均匀切向力来模拟焦炭重量,从而建立不含焦炭、高效简化的切向力模型。     

焦炭塔筒体和裙座连接部位热力耦合分析

本文以中石油独山子石化分公司某焦炭塔的结构和原始操作参数为依据,以焦炭塔筒体和裙座连接部位为研究对象,应用ANSYS和Workbench有限元分析软件建立有限元模型,模拟分析主要操作阶段的瞬态温度场变化及相对应下的热力耦合应力。结果表明:焦炭塔筒体和裙座连接部位热应力主要由轴向温差变化引起,整个循环周期中的峰值应力均出现在筒体和裙座连接处。     

焦炭塔法兰应力分析计算

采用有限元分析软件ANSYS,对焦炭塔法兰在设计条件下的应力进行分析计算,依据JB4732-95对其进行强度校核。分析计算结果可知,该法兰强度符合要求,设计合理。     

20小时清焦抢修——九江检安石化工程公司焦炭塔大油气管线清焦抢修纪实

10月23日,九江检安石化工程公司仅用了20h,便优质高效地提前完成了九江石化公司100万t／a延迟焦化装置焦炭塔西塔大油气管线清焦抢修任务,全力确保了焦化装置安全平稳连续生产。目前,焦炭塔西塔已经顺利投入运行,各项工艺指标都满足生产要求。     

焦炭塔堵焦阀接管部位的应力计算及高温应力测定

为算出一座焦炭塔堵焦阀接管处的管端推力（矩）数值及塔体接管部位的应力，特选用等值刚度法ＦＡＯＰ及有限元法ＭＳＣ两个标准程序分别对该塔的高温进油管系及塔体接管部位进行了柔性分析及应力计算。为了验证计算方法的正确性，还在接管部位用电测法进行了高温应力测定试验。结果证明两者数值吻合     

有限元方法与解析计算在分析水平井井壁稳定问题中的运用

文章通过对比有限元方法与解析计算分析井壁稳定性的差异，指出解析计算所采用的Mohr—Coulomb强度判别准则判定井壁稳定性问题稍显保守，而通过有限元方法分析出的井壁稳定性问题则更接近实际，并且分析了二者出现分析差异的原因是所使用的判定准则不同，解析计算是将井壁岩石当成弹性体，采用的是不考虑中间主应力的Mohr—Coulomb强度准则而有限元分析是将岩石当成弹塑性体，采用的是考虑了中间主应力的DP强度判别准则，另外，在井壁稳定性分析中，岩石的基础参数C，西对井壁稳定性分析有较大影响。     

悬挂式塔设备自振频率的计算

对于不同的支承条件 ,分别提出了简支的悬挂塔与固支的悬挂塔自振频率的计算方法。计算方法还与有限元法进行了对比 ,取得了令人满意的结果。文中还对最适宜的支座位置进行了探讨     

框架塔动力特性的有限单元法研究

利用大型有限单元程序ANSYS对框架塔的自振频率进行了模拟计算 ,并将计算值与试验值进行了对比。在此基础上 ,对框架塔的参数 ,即刚度比与相对高度对自振频率与位移响应的影响进行了探讨 ,并给出了在设计框架塔时适宜的框架高度。     

Micro-finite element modelling of coke blends using X-ray microtomography

X-ray micro-computed tomography (microCT) is a non-destructive method of visualising specimens in three dimensions at the micrometer scale. Finite element analysis (FEA) is a method for approximating the structural response of systems to mechanical loading. The two methods are readily combined in micro-finite element analysis (microFEA). The microCT image, already in the discretized form of voxels, can be directly converted into a finite element mesh allowing materials with complex microstructures to be modelled. In this paper we present an example of microFEA model construction and use in the study of coke, a porous mineral. MicroCT datasets of different coke blends were used to create finite element models. The models were used to examine the material’s structural response to compressive loading by studying the resultant stress distributions and material deformation. MicroFEA can be used to advance our understanding of the relationship between porous materials’ microstructure and their bulk properties.     

Reconstructing coke batteries 5 and 6 at OOO Mechel-Koks

At OOO Mechel-Koks, coke batteries 5 and 6 have been reconstructed. Besides the batteries themselves, associated systems such as the coal towers, the slaking towers, and the automation system were reconstructed. At coke battery 5, a control station for coke batteries 5–8 was installed, as well as a new coke-sorting system with a ramp and bunkers for large coke pieces.     

减压转油线结构振动及稳定性分析

采用有限元程序ANSYS,选用壳单元,以大型减压转油线为研究对象,得出了转油线的结构固有频率;并用非线性方法和特征值方法对结构稳定性进行分析,得出直管段的稳定临界载荷。     

Analysis of coke under compressive loading: A combined approach using micro-computed tomography, finite element analysis, and empirical models of porous structures

The behaviour of coke, a brittle porous material, under compressive loads is a major factor in determining its quality. Coke samples were compressed using a test stage fitted inside a micro-computed tomography scanner. Three-dimensional images of the samples before and after compression were acquired. The ‘before’ images were used to create finite element (FE) models of the coke. The effective Young’s modulus was found by calibrating the linear elastic model using experimental data. The incremental displacement recorded during the experiments was then applied to the FE models. Comparison of FE analysis results with the ‘after’ images show high stress concentrations in the areas that cracked during the experiments, as well as reduced stresses in inerts. Displacement plots show a layered crushing pattern similar to that observed experimentally. Empirical models of brittle porous structures were used to estimate the elastic collapse stress of the coke wall. Results indicate that it may be the elastic collapse stress, rather than porosity, which best predicts whether a particular blend of coke will fail in compression.     

板式塔性能综合评判

介绍了模糊综合评判方法,采用层次分析法确定各指标的权重,对板式塔的综合性能进行评判。评判结果表明该评判方法有很好的适用性。