裂解老區(qū)裂解爐第二急冷鍋爐應(yīng)力分析-東油計(jì)算力學(xué)研究室-項(xiàng)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(xiàng)目來源于大慶石化工程有限公司(原大慶石化設(shè)計(jì)院),項(xiàng)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(qiáng)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(shè)計(jì)人員關(guān)心的問題,結(jié)合現(xiàn)有成熟的理論技術(shù),對設(shè)計(jì)的112E/G和112B鍋爐分別進(jìn)行溫度場和應(yīng)力場分析,完成了強(qiáng)度評價。

二、有限元模型

根據(jù)急冷鍋爐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)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(jì)算了設(shè)計(jì)溫度和操作溫度兩種工況。結(jié)構(gòu)分析中載荷共有螺栓預(yù)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(nèi)外壁溫度差加到相應(yīng)的實(shí)體單元上。

結(jié)構(gòu)分析計(jì)算共分六種工況。(工況1)自重+預(yù)緊力1;(工況2)自重+預(yù)緊力2+設(shè)計(jì)壓力;(工況3)自重+預(yù)緊力2+設(shè)計(jì)溫度;(工況4)自重+預(yù)緊力2+操作壓力+操作溫度;(工況5)自重+預(yù)緊力2+殼程水壓;(工況6)自重+預(yù)緊力2+管程水壓;結(jié)構(gòu)模型如圖1所示。

三、力學(xué)分析與計(jì)算結(jié)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(jié)構(gòu)等效應(yīng)力分布如圖2所示,入口管板等效應(yīng)力分布如圖3所示,入口管板彎段最大應(yīng)力沿內(nèi)壁到外壁線性化應(yīng)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(yù)緊力+操作壓力+操作溫度)如表1所示。