冷点处存在套合应力时变形焦炭塔的安全评估

采用极限应变准则和经典强度理论对变形焦炭塔冷点处存在套合应力时的强度进行安全评估。首先,在选定区域分别建立塔壁变形前后冷点处存在套合作用的几何模型,计算冷点处的套合应力。然后,依据计算所得应力-应变场结果,对冷点处塔壁进行应力分析。结果表明:用极限应变准则评估,焦炭塔在冷却阶段发生屈服;用经典强度理论评估,焦炭塔在生焦和冷却阶段发生屈服。最后,选取路径计算等效应力-应变,绘制应力-应变沿路径变化曲线。通过比较应力和应变评估的结果,对3种评估方法进行比较和评价。

焦炭塔建模与数值计算的研究进展

综述焦炭塔的生焦模型、焦炭塔的模拟方法(包括计算流体力学、有限元分析、流程模拟)以及石油焦化过程的反应动力学研究进展,指出验证反应动力学模型的普适性,发展动态混合模拟方法,开发石油焦化工艺模型是焦炭塔建模与数值计算的发展方向。

焦炭塔晃动原因及应对措施浅析

焦炭塔系统因生产及设备原因,存在异常晃动的可能性。当异常晃动发生时,可能导致支座等部位产生疲劳与损伤,危及结构安全;同时还可能导致焦炭塔地脚螺丝松动、高温法兰泄漏着火,威胁安全生产。文章以某焦炭塔系统为研究对象,提出了引起焦炭塔系统异常晃动的可能原因和相应的处理措施,为类似装置解决焦炭塔系统异常晃动提供参考。

延迟焦化装置焦炭塔的焊接修复技术

在延迟焦化装置运行过程中,焦炭塔塔壁B6环焊缝发生了开裂,采用多种检测方法对其开裂原因进行了分析。根据宏观检查、无损检测、金相组织分析、硬度测试和化学成分分析等结果可以得出,B6环焊缝处于塔体壁厚不均匀部位,由于操作温度的剧烈变化,B6环焊缝发生了疲劳开裂。为了消除焦炭塔内壁和外壁的环焊缝缺陷,采用补焊、消氢和焊后热处理等工序对缺陷部位进行了焊接修复。焊接修复技术应用实践表明,通过制定合理的焊接工艺,选择合适的焊接方法,匹配相应的焊接材料,采用焊后消氢处理以及消除应力热处理等预防措施,可有效避免裂纹的产生,同时降低残余应力,使修复后的焊接接头具有良好的综合力学性能。通过采取有效的焊接修复措施,为焦炭塔的长周期平稳运行打下了良好基础。

焦炭塔保温超温原因和安装施工技术分析

文章针对焦炭塔披挂式其保温的结构和特点,结合某企业焦炭塔(C2101/2)现场保温整体下沉的现象,通过现场实际检查和红外扫描分析得出其保温普遍超温的原因,并提出了相应的解决措施。同时,还对焦炭塔披挂式保温安装施工过程的相关技术进行了分析和探讨。采用改进后的施工技术对该塔保温进行折除、更换后,超温现象得到了有效治理,保障了焦炭塔系统长周期、高效、安全、平稳运行。该案例可为焦炭塔披挂式保温施工质量的提升提供参考。

一种焦炭塔过渡段的对接焊缝检测工艺

专利号:CN202010776451.X专利权人:中石化宁波工程有限公司;中石化宁波技术研究院有限公司;中石化炼化工程(集团)股份有限公司摘要:本发明公开了一种焦炭塔过渡段的对接焊缝检测工艺,将传统的分段检测方式优化为分层检测方式,通过选择无损检测方法和检测时机来避免较大的焊缝厚度差对焊缝检测的影响,充分利用各种无损检测方法的优点,实现对焦炭塔过渡段的整个焊缝截面内各类型缺陷的有效检测,降低检测盲区的影响,以达到最大缺陷检出能力的检测目的。

延迟焦化装置焦炭塔典型损伤机理分析及修复

焦炭塔是延迟焦化装置的核心设备,对焦炭塔进行科学有效的定期检验,保障其长期安全稳定的运行是炼油厂取得高收益的前提。由于工作条件复杂恶劣,焦炭塔普遍存在着焊缝裂纹、开裂、鼓凸,甚至塔体变形等问题。采用内外部表面检查、壁厚和硬度测定、金相检验、无损检测及三维激光扫描等方式对焦炭塔进行全面内检,发现焦炭塔存在筒体环焊缝开裂、鼓凸和接管焊缝裂纹等损伤。通过对焦炭塔设备结构和工艺特点、生焦周期及定期检验等研究分析,认为操作温度的剧烈变化、生焦周期缩短及未有效定期内检是产生内部缺陷的主要原因。通过补焊、消氢和焊后热处理等工序,缺陷得到有效修补,返修后装置运行良好,为焦炭塔长周期运行打下了良好基础。

折叠伞形升降平台在焦炭塔检验中的应用

焦炭塔作为延迟焦化装置关键设备,是否能够进行科学有效的定期检验,对装置长周期安全稳定运行具有极其重要的意义。文章主要介绍了折叠伞形升降平台在焦炭塔检验中的应用和强度校核分析。应用结果显示,装置创新使用折叠伞型升降平台,在现有除焦系统的钻杆上,巧妙利用了现有钻杆、钻机绞车、钢丝绳等设备,达到了安全可靠、高效省时、节约费用的目的。同时检测数据将为焦炭塔的长周期运行和定期检验提供重要数据支撑。

浅析焦炭塔新型结构保温施工

简述了焦炭塔保温的重要性。通过阐述了焦炭塔旧保温结构的劣势,较详细介绍了新型保温结构的特点、施工注意事项及部分优化建议。

焦炭塔塔顶油气管道的CAESAR模拟及设计优化

延迟焦化装置焦炭塔塔顶油气管道温度高、管径较大、工况复杂、易振动,工程设计难度大。文章从管道选材、管道布置、支吊架设置、模态分析4个方面出发,使用管道应力分析(CAESARⅡ)软件对焦炭塔塔顶油气管道进行模拟分析和设计优化,在满足安全性的前提下,得到了优化后的方案。

浅析焦炭塔复合层焊接技术

伴随化工行业以及石油行业的持续发展,石油化工设备逐渐走向大型化,造价成本持续攀升。铬钼钢与铬钼复合钢材凭借着自身性价比高、合金含量少、工艺性能突出等优势,得以在石油化工领域得到大量的推广与应用。然而,受到运输条件等方面因素的限制,很多焊接工作都需要来到现场后才能够展开,积极做好现场复合钢板的焊接工作显得尤为重要。本文通过总结某炼厂在150万吨/年延迟焦化中焦炭塔的施工经验,有针对性地阐述了复合钢板在施工中的焊接技术要点,通过分析焦炭塔复合钢板的焊接性,制订了合理的焊接工艺措施,使得各类裂纹得到了有效防止,极大地提高了工作效率,确保了整台焦炭塔的圆满完成施工任务。

焦炭塔塔壁温度场特性的研究(一)——塔壁二维瞬态温度场及热弹塑性有限元计算分析

本文模拟了恒速上升的介质界面在焦炭塔内沿塔壁爬升的动态边界工况 ,对其在壁中引起的径向和轴向二维瞬态温度场及相应的应力应变场进行了有限元计算分析。结果表明 :进油和进水冷焦过程在塔内液面上方附近产生了很大的等效应力 ,导致器壁发生弯曲变形。冷焦水在塔壁上造成的径向温差、轴向温度梯度及其应力均明显地大于进油过程。当水温较低时 ,液面附近的筒节外表面产生永久的塑性变形。在进热油和进冷焦水的过程中 ,内外壁间温差最大的部位分别出现在界面以下约 30mm和 2 5mm处 ,对不同水温以及不同求解方法的某些结果进行了比较。

焦炭塔瞬态传热过程的数值模拟及应力特性分析

利用有限元法模拟了焦炭塔进水冷焦阶段恒速上升的介质与塔壁的动态传热过程,并用间接耦合法求得了应力、应变场的变化过程。计算结果表明:塔壁外侧在冷却水面到达的瞬间进入塑性屈服,筒节中部塑性屈服区较大,当靠近焊缝时塔壁的塑性变形区逐渐缩小直至消失,塔壁塑性屈服区的分布特点解释了塔体长期使用后发生鼓凸变形及筒体与焊缝连接处产生裂纹的原因。提高冷却水温度或降低进水冷焦前塔体温度能有效防止塔体产生塑性变形。

焦炭塔工作过程温度场仿真分析

利用ANSYS有限元分析软件对焦炭塔一个循环工作过程进行了瞬态温度场模拟。以塔底、塔顶进出口介质随时间变化检测温度沿高度方向线性拟合所得的温度作为热分析边界条件,换热边界温度为时间和高度的复合函数,实现了进油和水冷阶段的动态换热内边界模拟。应用生死单元技术实现焦炭塔进油生焦过程模拟。分析表明,预热及蒸汽冷却阶段焦炭塔各处温度变化均匀。进油生焦阶段由于油气混合相不断攀升,导致与壁面接触时壁面温度迅速增高。水冷阶段短时间内温度变化幅度大,温度变化速率高,热梯度变化规律复杂。

焦炭塔的热机械疲劳剩余寿命分析

本文对已服役24年(原设计15年)的焦炭塔进行了热机械疲劳剩余寿命分析与计算,此塔仍可再使用4年。

焦炭塔结构的固有频率和振型研究

在传统的直立塔设备固有频率和振型的计算中,将塔设备简化为悬臂梁计算模型,但实际塔的薄壁圆筒结构与梁模型不符,为此对焦炭塔建立有限元分析模型进行模态分析,得到焦炭塔的固有频率和振型,计算分析表明,由于焦碳塔特殊的结构特点使得焦炭塔的振动特性与传统大型直立设备简化为悬臂梁计算模型所得振动特性相比有所不同,因此焦炭塔结构的计算中涉及到高阶振型与固有频率时,不宜简化为悬臂梁计算模型。

9800焦炭塔结构的模态分析和振型研究

某石化公司9800焦炭塔是国内最大的焦炭塔,塔裙连接处采用一种新型的板焊结构,投入使用的一年内,塔裙连接处的应力槽部位出现裂纹。由于生产工艺的要求,焦炭塔的操作条件特别苛刻,因此,对于塔的动力学分析,尤其是进行模态分析得到其固有频率和振型是非常必要的。针对该塔进行模态分析,求得相应的固有频率和振动形式,从而全面地了解结构在操作过程中的自振特性,为进一步分析焦炭塔的动力学响应奠定了基础。

焦炭塔瞬态温度场及热应力分析

焦炭塔是典型的承受复杂热循环的设备,工作过程中温度急剧变化引起的热应力是导致塔体变形乃至失效的主要因素。根据焦炭塔的实测温度曲线,利用大型有限元分析软件ANSYS,模拟焦炭塔生焦和冷焦两个过程中的瞬态温度变化,分析计算焦炭塔在瞬态温度变化下塔体中相应的热应力。

焦炭塔塔壁温度场特性的研究(三)——周向温差对塔体垂直度的影响

分别利用解析式和有限元软件计算了由周向温差引起的轴向不均匀应力 ,对影响焦炭塔垂直度的各种因素进行了分析 ,实测了焦炭塔的垂直度情况及一次循环操作中地脚螺母的松动情况。结果表明 :塔壁周向不均匀温度场在塔壁上产生的轴向应力较小 ,但具有拉压交叉的特征 ,与其它温差产生的应力综合的结果使得塔体圆周的轴向应力和应变不均匀 ,长期循环操作使得应变之差累积起来 ,影响塔体垂直度。周向不均匀温度场也是塔体摆动和地脚螺母松动的主要原因之一。

在用焦炭塔的裂纹及其无损检测

焦炭塔是炼油厂延迟焦化装置的重要设备 ,由于其操作工况特别苛刻 ,国内绝大多数焦炭塔都出现了不同程度的裂纹缺陷 ,严重危及在用焦炭塔的安全运行。本文根据多台在用焦炭塔的检验和安全评估工作实践 ,综合表述了在用焦炭塔常见裂纹部位和典型裂纹形态 。