煉油廠焦炭塔應(yīng)力分析及疲勞壽命評(píng)估.pdf

1、焦炭塔是延遲焦化裝置的重要設(shè)備之一。自20世紀(jì)60年代開始使用延遲焦化裝置以來(lái)，已有半個(gè)世紀(jì)的歷史。由于焦炭塔是延遲焦化裝置的重要設(shè)備，一旦發(fā)生失效將導(dǎo)致嚴(yán)重的后果，造成人員傷亡和巨大的經(jīng)濟(jì)損失。而從目前的使用狀況來(lái)看，多數(shù)焦炭塔已處于超期服役狀態(tài)，因此為提高經(jīng)濟(jì)效益，防止事故發(fā)生，對(duì)焦炭塔進(jìn)行安全分析和壽命評(píng)估是十分重要的。 本文以某石化分公司延遲焦化車間的焦炭塔為研究對(duì)象，重點(diǎn)開展了以下工作：（1）分析國(guó)內(nèi)外焦炭塔的研究狀況

2、（2）對(duì)焦炭塔的變形、開裂等失效機(jī)理進(jìn)行了分析（3）為對(duì)實(shí)際操作的焦炭塔進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析，本文著重對(duì)塔壁的熱變形和熱應(yīng)力進(jìn)行了研究。根據(jù)有限單元法理論，建立瞬態(tài)溫度場(chǎng)分析模型，利用功能強(qiáng)大的有限元分析軟件ANSYS對(duì)塔壁進(jìn)行各主要操作階段的溫度場(chǎng)和熱應(yīng)力場(chǎng)分析。同時(shí)對(duì)改進(jìn)的裙座結(jié)構(gòu)進(jìn)計(jì)算，比較兩種結(jié)構(gòu)型式對(duì)設(shè)備受力的影響。分析焦炭塔在機(jī)械載荷，如內(nèi)壓、白重、風(fēng)載和地震載荷作用下的應(yīng)力情況，分析結(jié)果表明焦炭塔塔壁的溫度場(chǎng)存在徑向和軸向溫度

3、梯度，產(chǎn)生的熱應(yīng)力在塔壁組合應(yīng)力中占主要成分，采用安定性準(zhǔn)則進(jìn)行評(píng)價(jià)，得出焦炭塔滿足安定性條件的結(jié)論。（4）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)取樣進(jìn)行常溫、高溫力學(xué)性能測(cè)試，對(duì)焦炭塔的熱機(jī)械疲勞壽命進(jìn)行了評(píng)估。 本文雖然以某石化分公司煉油廠焦化車間采用的兩組2臺(tái)焦炭塔作 為典型研究對(duì)象，但研究過(guò)程中所采用應(yīng)力分析、壽命評(píng)估等一系列方法、以及所獲得的實(shí)際真實(shí)數(shù)據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)正在運(yùn)行的同類設(shè)備具有重要的參考價(jià)值。 本項(xiàng)目所進(jìn)行并完成的工作、以