加氢反应器上半部应力分析与强度评定

利用ANSYS有限元分析计算软件以某一在役加氢反应器的上半部为研究对象进行了热应力分析、机械应力分析、热应力加机械应力分析,得到了应力分布图;对应力分析结果进行了应力强度评定.结果表明:加氢反应器上半部的应力强度符合我国相关标准规定;从各个截面应力强度评定的结果知,各截面的应力强度都不是很大,原设计偏于保守.     

加氢换热器角焊缝密封接头焊缝结构优化

利用有限元软件ABAQUS,针对加氢高压换热器焊接密封结构的焊接残余应力开发了一个顺次耦合的焊接热应力计算程序,讨论焊缝角度及焊缝尺寸对焊接残余应力的影响,得到了加氢高压换热器焊接密封结构温度场、应力场分布情况以及最大焊接残余应力的位置及大小,为预防加氢高压换热器焊接密封结构的失效提供参考。     

热采井割缝筛管的热应力分析

筛管内过热的蒸汽使地层及筛管温度升高,对筛管产生相当大的热应力,此应力可能使筛管产生弯曲变形或断裂,导致油井停产或油井报废。因此,通过ANSYS有限元分析软件的数值模拟,计算得到筛管-地层的温度场分布,然后将筛管温度场导入到三维模型的应力场中,得到温度变化对割缝筛管的热应力和热变形。实例计算结果认为,蒸汽温度为350℃时,在正常注汽和突然停注2种状况下的筛管热应力分别为682.147、703.229MPa,其中突然停注时的热应力超过了筛管材料的屈服极限690MPa,这是导致筛管损坏的最危险状态,最大热应力发生在筛管缝中央。     

热壁加氢反应器筒体环向热应力有限元分析

通过有限元软件ANSYS,分别计算了启动和稳态操作情况下,加氢反应器筒体的温度分布和应力分布.结果表明,加氢反应器筒体堆焊层会随着温度上升产生应力集中,同时堆焊层对筒体基层应力分布也会产生一定影响.     

热壁加氢反应器简体环向热应力有限元分析

通过有限元软件ANSYS，分别计算了启动和稳态操作情况下，加氢反应器简体的温度分布和应力分布。结果表明，加氢反应器简体堆焊层会随着温度上升产生应力集中，同时堆焊层对简体基层应力分布也会产生一定影响。     

长期运行加氢裂化反应器应力分析

加氢裂化反应器是加氢装置的核心设备,长期在高温高压临氢状态下运行,且不断受到开停车时产生的热冲击,它的稳定运行对加氢装置的安全至关重要.以某石化公司加氢裂化反应器为研究对象,采用ANSYS有限元分析方法,建立有限元模型,对在正常与事故工况下运行的加氢裂化反应器应力状况进行分析,结果表明加氢裂化反应器的总体应力水平较低,母材2.25 Cr1Mo钢应力分布介于91～179 MPa,堆焊层应力分布介于135～ 157MPa,堆焊层出现屈服,应力最大值出现在凸台处,约200 MPa.加氢裂化反应器在飞温时也不会使材料发生明显的蠕变损伤,但是开停车或事故工况时的温度变化可能会导致反应器凸台支撑部位不锈钢堆焊层产生裂纹.     

基于ANSYS的X80管线钢焊接数值模拟

运用大型有限元软件ANSYS对X80管线钢埋弧焊接温度场进行了数值分析。根据实际情况建立多层多道焊的三维有限元模型,选用三维双椭球体积热源分布模式,采用生死单元技术模拟焊缝的依次生成,利用APDL参数化编程实现热源的移动和加载。计算得到了各个时间点的温度场瞬态分布以及典型特征点的热循环曲线。每层施焊后冷却100 s左右,层间温度降低到120℃,达到焊接生产要求。焊接温度场的分析计算为残余应力的求解和焊缝组织结构的准确预测奠定了基础。     

八角垫密封性能的分析研究

针对某石化公司加氢反应器顶盖用八角垫密封在规定的预紧力矩作用下不能保证密封的情况，笔者将法兰、垫片及螺栓作为组合结构，对其进行了包括常规设计分析和有限元应力分析在内的整体分析研究和比较，并由此而得出了合理的预紧力矩。     

中低温煤焦油加氢保护剂积炭实验研究

对中低温煤焦油加氢反应后保护剂进行正庚烷索氏萃取,脱除保护剂表面吸附的烃类物质。采用碳硫元素分析仪和扫描电子显微镜 能谱分析仪(SEM-EDS)分别测定了保护剂碳含量沿反应器轴向分布及碳含量沿保护剂颗粒径向分布;采用低温物理吸附仪(BET)研究了加氢反应前后保护剂的孔结构变化;采用热重-质谱分析仪(TG-MS)研究了加氢反应中保护剂积炭的热解行为。结果表明：沿反应器物流方向,1^#保护剂几乎未发生积炭,3^#保护剂积炭最多,2^#保护剂积炭量高于4^#保护剂;保护剂的硫含量整体呈上升趋势,3^#保护剂由于积炭严重,其硫含量较低。保护剂上积炭在保护剂颗粒中分布较为均匀,积炭和金属沉积导致保护剂的比表面积和孔体积下降明显,但还有大量未被利用的比表面积和孔道。保护剂积炭的热解温度主要集中在250~500 ℃之间,沿反应器物流方向积炭的热解温度升高。     

非标准法兰的有限元分析及可靠性设计

非标准法兰的最大工作压力是其安全、正常工作的重要技术参数,应用ANSYS对某非标准法兰进行强度分析,得到了在工作载荷作用下法兰的内应力分布状况,对法兰各部分结构进行了强度校核.利用Monte Carlo数值计算方法对其随机变量进行抽样,得出了法兰工作时的安全可靠度以及所能承受压力的数学期望.通过有限元及可靠性分析,掌握了法兰各部分结构的强度储备情况.     

渣油加氢反应器人孔法兰密封

渣油加氢反应器属于高温高压临氢设备，其人孔法兰密封性能直接影响到装置安全平稳运行。通过理论分析和实际操作，对反应器人孔法兰施工要点进行了阐述。     

加氢反应器报价系统的开发

对目前加氢反应器的报价过程进行了分析 ,发现其主要影响因素是反应器的接管法兰和内构件的重量。通过对大量数据的归纳分析 ,找到了一套接管法兰和内构件重量的计算方法。利用该方法结合壳体、封头、裙座的重量计算编制了加氢反应器的报价程序系统。该系统能够满足工程应用的需要 ,可提高反应器的报价效率和精度 ,缩短报价周期。     

甲烷化反应器进料加热器断裂原因分析

大庆乙烯装置甲烷化反应器进料加热器 ,由于材质选择不当 ,且操作温度长期超过设计温度以及氢腐蚀 ,使壳体法兰的焊接热影响区产生大量的微裂纹而造成脆性断裂。     

加氢空冷器腐蚀产物漂移特性的数值模拟与分析

分析加氢反应流出物空冷器(Reactor effluent air coolers,REAC)系统的工艺关联过程,揭示空冷器内NH4Cl、NH4HS及FeS等腐蚀产物的形成机理,建立腐蚀产物漂移沉积的数理模型;采用Mixture多相流模型和DPM(Discrete phase model)模型,模拟流动环境下加氢REAC系统中腐蚀产物的漂移沉积特性。结果表明,加氢REAC系统入口法兰处的结构突变,加剧了壁面边界层的紊动状态,气、液相间产生剪切作用对颗粒相起加速拖曳作用;液相分率、颗粒停留时间分布及沉积速率应作为加氢空冷器内腐蚀产物漂移沉积预测的关键参数,液相分率低、颗粒停留时间长和颗粒漂移沉积速率高的区域是出现腐蚀产物堵塞管束的高风险区域。数值预测的结果与红外热成像测得的表面温度场和管箱开盖的解剖结果基本吻合。     

采用实体模型的厚管板的有限元分析

应用ANSYS通用有限元分析软件,对某换热器建立了考虑管箱、部分壳体和换热管影响的管板有限元实体模型,进行了温度场分析,得出了管板上温度场的分布规律。同时按照JB4732—1995《钢制压力容器———分析设计标准》分析了管板在开工、正常操作和停工过程中可能出现的共计7种瞬态和稳态操作工况中的应力和变形状况,并进行了应力评定,找出了危险工况和该管板强度的控制因素。分析表明,有限元分析法是分析管板的有效方法,适用于各种管板特别是多管程或多壳程换热器管板的设计和结构优化。     

焦炭塔内焦床变化温度场对塔壁变形的影响

将前苏联学者实测DN5500mm焦炭塔内焦床变化温度场的数据处理成操作时间、焦床半径、焦床高度等不同关联因素的曲线图,通过对这些曲线图的分析和热应力计算,提出了焦床温度场不均匀变化及其与塔壁变形的关系。塔壁下段受到轴向压应力的作用而上段受到拉应力的作用。     

焦化汽油单独加氢技术工程化的问题及对策

介绍了国内焦化汽油单独加氢工程化应用的技术及其流程,针对焦化汽油单独加氢工程化过程中遇到的问题,包括加氢反应器顶部结焦、反应器床层压力降快速上升、操作周期缩短、反应部分换热器结垢、压力降增大、传热系数降低等,分析了加氢反应器顶部分配盘、积垢篮、顶部催化剂结焦样品和反应部分换热器垢样的元素组成,追踪这些元素的来源或产生的原因,提出了应对措施。指出饱和焦化汽油加氢装置产品(低分油、加氢焦化汽油)循环并不能完全解决长周期运行问题,同时会增加投资、能耗及操作费用;由于焦化汽油单独加氢过程结焦的不可避免性,建议规划炼油厂总流程时应避免新建焦化汽油单独加氢装置;焦化汽油可分别与焦化柴油,催化柴油,焦化柴油与催化柴油混合油,焦化柴油与焦化蜡油混合油,或焦化柴油、催化柴油、焦化蜡油混合油一起加氢以延长焦化汽油加氢装置的操作周期。     

冷板式换热反应器结构设计

针对传统管壳式换热反应器热阻大、传热系数小的缺点,采用独特设计的新型冷板作为换热元件,开发一种传热系数高、结构紧凑的冷板式换热反应器。通过数值模拟分析催化剂床层及冷板内部流体的速度场及温度分布情况,验证新型冷板式换热反应器的传热系数及传热性能,分析结果显示新型冷板的内部网状通道使流体流动方向和速度不断改变,加剧了流体的湍流效应,打破滞留边界层,降低了热阻。计算得出,新型冷板式换热反应器与传统管壳式换热反应器相比,传热系数明显提高。