裂解老區(qū)裂解爐第二急冷鍋爐應力分析-東油計算力學研究室-項目簡介

2017-03-05 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

一、工程背景

項目來源于大慶石化工程有限公司(原大慶石化設計院),項目研究對象是大慶石化公司化工一廠裂解老區(qū)裂解爐第二急冷鍋爐,型號是112E/G和112B兩臺鍋爐。急冷鍋爐以往在役的過程中存在著管板強度不夠、入口溫度高以致材料的高溫性能不能滿足正常工作等諸多問題。針對上述這些設計人員關心的問題,結合現(xiàn)有成熟的理論技術,對設計的112E/G和112B鍋爐分別進行溫度場和應力場分析,完成了強度評價。

二、有限元模型

根據(jù)急冷鍋爐的結構特點和載荷特性,選擇1/2換熱器為研究對象,包括入口和出口管箱、管板、換熱管、支座、接管、法蘭等主要部件。第二急冷鍋爐溫度場分析計算了設計溫度和操作溫度兩種工況。結構分析中載荷共有螺栓預緊力、自重、壓力、溫度四種,其中溫度載荷由熱分析求得,并將求得的平均溫度和內外壁溫度差加到相應的實體單元上。

結構分析計算共分六種工況。(工況1)自重+預緊力1;(工況2)自重+預緊力2+設計壓力;(工況3)自重+預緊力2+設計溫度;(工況4)自重+預緊力2+操作壓力+操作溫度;(工況5)自重+預緊力2+殼程水壓;(工況6)自重+預緊力2+管程水壓;結構模型如圖1所示。

三、力學分析與計算結果

在此以鍋爐112E/G為對象并以它在操作狀態(tài)下的分析為例說明問題。整體結構等效應力分布如圖2所示,入口管板等效應力分布如圖3所示,入口管板彎段最大應力沿內壁到外壁線性化應力曲線圖如圖4所示。急冷鍋爐112E/G各部件等效線性化數(shù)據(jù)(自重+預緊力+操作壓力+操作溫度)如表1所示。