石油化工设备技术

2016年, 第37卷, 第2期　刊出日期：2016-04-01

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2016 (2): 0-I0004.

摘要 ( 60 )

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静设备

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管壳式换热器结构设计与强度计算中的重要问题

冯清晓；谢智刚；桑如苞

2016 (2): 1-6.

摘要 ( 142 )

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管壳式换热器的设计虽在GB/T 151—2014《热交换器》中有详细规定,但在具体设计中尚有不少问题需要解决。如是否要对筒体应力进行校核,折流板缺口及防冲板布置的要求,拉杆固定端设定的原则,膨胀节与支座的关系,隔板槽垫片的影响,管束重量对管板的影响以及标准中没有可利用的结构应如何设计计算等,这些问题都不同程度地困扰着设计人员。文章汇集了换热器结构设计和强度计算中常见的16个重要问题,进行系统分析介绍,对合理进行换热器设计具有一定指导意义和实用价值。

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圆筒径向开孔接管边缘处一次应力控制值的探讨

万里平；黄勇力

2016 (2): 7-9.

摘要 ( 64 )

PDF（pc）(515836KB) ( 247 )

JB 4732—2005标准中的应力分类法针对不同类型的应力给出许用极限。一次应力SⅡ和SⅢ的许用极限为设计应力强度的1.5K倍。文章采用大型通用有限元软件ANSYS,对带径向开孔的圆筒进行弹性应力分析,取得两条路径上的膜应力和膜＋弯应力,再对圆筒进行极限载荷计算,分析比较2种方法的计算结果,发现一次应力控制值随着开孔率的增加而增大。另外,对于开孔率较大的结构,SⅡ、SⅢ按1.5K控制,显得较为保守。

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椭圆形封头开非轴向人孔结构的应力分析

任园；张卫义；夏莉；麻智惪

2016 (2): 10-12.

摘要 ( 244 )

PDF（pc）(805856KB) ( 274 )

针对某石化设计所设计的反应釜在椭圆形封头开人孔的结构,运用有限元分析软件ANSYS对其开孔补强结构进行了详细的应力分析,确定了开孔处最大应力强度位置,得到了其附近应力分布规律;进行了应力强度评定,验证了采用内伸式厚壁接管进行椭圆形封头开孔补强的可靠性。应力分析结果表明,内伸式接管结构的应力强度水平较平齐式降低15.4%。

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压力容器有限元应力分析中应力的正确评定——压力容器应力分析设计中的六个重要问题（一）

夏少青；郭雪华；王小敏；闫东升

2016 (2): 13-17.

摘要 ( 146 )

PDF（pc）(326279KB) ( 272 )

讨论了标准中关于一次弯曲应力限制准则的理论依据,经过比较得出结论,分析设计标准中关于一次弯曲应力的评定不适用于容器圆筒大开孔问题,压力容器圆筒大开孔孔边弯曲应力必须按SⅢ评定,不能直接以SⅣ评定,而且SⅢ不能按1.5 Sm评定,SⅢ评定可依据极限载荷确定,其承载潜力系数远大于1.5。有限元方法（如ANSYS软件）计算结果只能给出所考察的路径（截面）上的三部分应力：薄膜应力（均匀部分）,弯曲应力（线性分布部分）和峰值应力（非线性部分）,但无法分清前两部分应力中的一次应力与二次应力的成分,长期以来其应力的评定存在不确定性。同时介绍了一次结构法的原理及在压力容器上的应用。一次结构法为合理解决有限元分析结果评定不确定性问题开辟了新途径。

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多层包扎高压容器端部结构设计与应力分析

刘正通；赵杰；张卫义；曹占飞；王仕成

2016 (2): 18-23.

摘要 ( 176 )

PDF（pc）(1042983KB) ( 268 )

多层包扎压力容器中由于球形封头与筒体连接处有壁厚突变,在此区域将产生很大的应力集中和边缘应力,因此多层包扎式高压容器的端部结构是设计中须认真考虑的问题。参照ASME规范设计了3种多层包扎筒体与球形封头连接结构,并利用ANSYS软件提供的接触单元建立了相对应的有限元模型。通过将有限元计算值与理论计算值对比,验证了该模型的可行性。文章分析了3种结构的应力分布情况,指出了最适宜的连接结构为（b）结构,并对（b）结构进行了应力强度评定,结果表明该结构满足强度要求。

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螺纹锁紧环式换热器的密封分析及改进

程学军

2016 (2): 24-26.

摘要 ( 74 )

PDF（pc）(276418KB) ( 279 )

文章首次系统的对螺纹锁紧环式换热器四大类、八处密封结构进行了逐一分析,找出了制约该型设备安全、长周期生产的关键因素,提出了改进加氢装置螺纹锁紧环式换热器的换热流程及管板受力方式,来提高该型换热器使用可靠性的方法。并通过密封紧固载荷的计算、密封效果、介质选择等方面的分析,对改进的可行性进行了探讨。

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动设备

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离心泵性能试验报告中转速和功率分析

田静

2016 (2): 27-30.

摘要 ( 200 )

PDF（pc）(246159KB) ( 296 )

简单分析离心泵性能试验报告中的转速影响因素和功率验算过程。大量工程实践表明：离心泵性能试验报告中测量的转速不同于泵的规定转速和电机的额定转速,其中既有电源频率、电机转差率、测量误差的影响,又有泵转矩和电机转矩匹配问题的影响。综合考虑上述各种影响因素,不同的国际标准分别规定了试验转速的可接受范围。同样,试验报告中测量的功率也不是泵的轴功率,需要考虑电机效率、传动效率计算得出实际的泵轴功率。通过实例,说明如何对报告中的转速和功率进行分析和计算。

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4M150往复式压缩机的成功应用

熊波；刘云秀；于月

2016 (2): 31-33.

摘要 ( 114 )

PDF（pc）(233326KB) ( 241 )

为了满足国内外对活塞力≥150t的大型高压往复压缩机的需求,沈鼓集团通过三方合作,成功研制出了4M150系列大推力往复机。文章介绍了4M150机组的配置情况,重点分析了机组在试车过程中管道道振动超标及其处理方法。经过现场应用考察,机组性能及各项技术指标均满足设计及装置的工况要求,运行安全、稳定、可靠,使4M150机组在工业应用上取得了成功。通过比较国产4M150机组与进口机组的运行概况,归纳总结了国产机组的优缺点。

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RFCCU泵组水联运异常现象原因分析及处理

王愿祥

2016 (2): 34-36.

摘要 ( 90 )

PDF（pc）(232664KB) ( 232 )

某新建催化裂化装置（RFCCU）中交后,泵组水联运过程中,有部分机泵出现泵体振动大、发热、轴承超温、联轴器失效等异常现象。通过排查分析,认为安装施工未达到规范要求;水联运前检查、清理、冲洗工序未落到实处;轴承本身存在质量问题,润滑失效;联轴器零部件失效,钳工检修施工粗糙等,是导致水联运过程出现异常现象的主要原因。经过逐项整改后,最终使机泵试运合格,泵组水联运未再出现异常现象,顺利进入到投料试车阶段。

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工业炉

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气化炉内夹套严重腐蚀分析与预防措施

程孝福

2016 (2): 37-40.

摘要 ( 97 )

PDF（pc）(565922KB) ( 214 )

碎煤加压气化炉开车使用仅半年后,水夹套的筒壁内侧发生局部较大面积的减薄,并伴有穿透性孔洞,导致设备无法正常使用。根据腐蚀表面的形貌,分析了气化炉工作时夹套内壁腐蚀液膜的存在原因,对夹套筒体进行了带有不锈钢S30403和镍基合金Inconel625堆焊层的板材更换。经投产使用,不锈钢S30403堆焊层发生应力腐蚀开裂,分析表明设备所用原煤中的卤族元素是导致设备损坏的主要原因。为此对所有设备进行了夹套Inconel625堆焊层的板材更换,设备安全使用至今并无损坏。从而为气化炉适当改造以适应不同的煤种提出可行的解决方法。

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加热炉炉管内膜温度控制

李文辉

2016 (2): 41-43.

摘要 ( 183 )

PDF（pc）(225112KB) ( 269 )

石油化工管式加热炉炉管内的被加热介质绝大多数是易裂解、易结焦的烃类物质。加热炉设计首要关注的问题就是如何避免这些烃类物质裂解和结焦。现代许多工程公司已经不满足于只凭经验确定热强度的方法来进行设计,而是要求对介质内膜温度进行控制。文章介绍内膜温度的计算方法,分析影响内膜温度的诸多因素,讨论防止内膜温度超标的措施。

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石油燃烧器机械制造技术研究

范修谦；江风振

2016 (2): 44-46.

摘要 ( 74 )

PDF（pc）(175583KB) ( 251 )

材质为304的铸造不锈钢石油燃烧器中间有规格为16mm×2mm×120mm的窄缝与中部的环形腔相连通,窄缝内不允许有铁屑和毛刺,针对该产品精度要求高而且制造工艺实现困难的特点。燃烧器采用了先分后合工艺技术。即在细长窄缝和主要结构装配前使用专用夹具加工,再行焊接;装配后窄缝孔使用专用铰刀校正焊接变形,实践证明不但解决了细长窄缝的制造工艺问题,而且最大限度的减少了细长窄缝以及环形封闭室的压力容器内毛刺铁屑出现的概率,使产品满足了要求。

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制氢转化炉上集合管加强管箍开裂失效分析

杨家兵

2016 (2): 47-50.

摘要 ( 185 )

PDF（pc）(868145KB) ( 246 )

某制氢转化炉上集合管加强管箍焊接接头在运行过程中发生泄漏。通过对现场切割的试样进行宏观的形貌观察、材料成分分析、金相检验、硬度测定以及断口宏观、微观、微区EDS能谱分析,可判断本起失效的类型为沿晶脆性开裂。通过应力计算及综全分析,认为由于加强管箍母材异常粗大的晶粒增加了应力松驰开裂的敏感性,较高的S、P杂质含量可导致晶界上S和P杂质元素的偏聚,降低了晶界结合强度,加上焊接残余应力和生产过程中产生的拉应力作用,最终导致加强管箍焊接接头发生应力松弛开裂。

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延迟焦化装置加热炉炉管腐蚀与防护

傅俊丰；刘亚丽；葛启范

2016 (2): 51-52.

摘要 ( 279 )

PDF（pc）(149498KB) ( 239 )

某延迟焦化装置于1996年建成投产,经2001、2003年2次扩容改造运行至今,发现在装置长周期运行的设备故障中,加热炉炉管腐蚀导致的加热炉停运事件约占到60%。文章分析了装置加热炉辐射室炉管的腐蚀失效情况,从设计、选材、使用和维护几方面阐述防腐蚀措施,较客观的反映了当前延迟焦化装置的腐蚀防护工作的现状和需要提高的几个方面,为以后装置的平稳生产、设备采购及维护提供参考。

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制氢装置转化炉炉管开裂分析及对策

尹乐

2016 (2): 53-55.

摘要 ( 117 )

PDF（pc）(1201084KB) ( 232 )

某炼油化工厂5.5万t/a制氢装置转化炉辐射段材质为ZG40Cr25Ni35Nb-Ti的合金钢炉管,在使用1.7万h后发生突然开裂（设计使用寿命10万h）。文章对炉管进行失效分析后认为,由于局部过热导致的蠕变开裂是主要原因。按照装置原始设计工况,转化气出口温度870℃,转化炉炉管外壁最高耐温不大于960℃。而实际操作工况下当转化气出口温度只有845℃,炉管外壁温度已经达到970~990℃,超过了炉管最大承受温度960℃,造成炉管局部过热开裂,为此提出了相应的对策措施。

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检维修技术

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梳齿-蜂窝可刮削汽封在丁辛醇3741透平上的应用

齐学辉；徐万福；高玉国；王海峰；张冲；孙成军

2016 (2): 56-58.

摘要 ( 77 )

PDF（pc）(800217KB) ( 231 )

针对丁辛醇3741蒸气透平轴端蒸汽密封长期过量泄漏的工程技术难题,介绍了梳齿-蜂窝可刮削汽封的设计及在丁辛醇3741蒸气透平的首次应用;根据改造后的运行数据监测,显示了3741蒸气透平轴端汽封过量泄漏得到根治,表明了梳齿-蜂窝可刮削汽封的高性能与在工业驱动蒸气透平应用的正确性。

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腐蚀与防护

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常减压装置常顶循系统腐蚀原因分析及对策

张中洋

2016 (2): 59-61.

摘要 ( 213 )

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某厂常减压装置的常顶循系统中经常出现一种不明组成的＂垢盐＂类物质,严重影响装置的安全平稳运行。文章通过多种手段对垢盐成分及性质进行分析,认为垢盐的主要成分为氯化铵盐。再对装置的工艺进行分析,认为装置原料、注水、注剂中的有害物质是造成铵盐结晶的主要原因,并从工艺防腐、工艺操作、腐蚀监测等几方面提出解决措施,在常顶循系统加注缓蚀阻垢剂,有效地避免了常压塔顶循环系统结垢和腐蚀的发生。

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设备管理

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催化装置脱硫脱硝设备运行问题及对策

任刚

2016 (2): 62-66.

摘要 ( 215 )

PDF（pc）(1883073KB) ( 251 )

主要介绍了中国石化集团公司炼油企业的催化裂化装置,近年来为满足环保要求,烟气脱硫脱硝除尘单元使用的技术越来越广泛。文章针对运行中设备故障频发的问题,进行了具体分析,从工艺路线比选、操作优化、设备材质升级、设备运行维护等方面,提出了相关解决对策。

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