高压预冷器管板分析评定方法

讨论了薄管板预冷器有限元建模的过程和关键细节处理,给出了确定换热管非线性临界失稳载荷的方法,以及在对固定式薄管板预冷器开展大变形/弹-塑性法有限元分析时,为提高收敛性而采用的具体方案。对某型薄管板预冷器的管程试压工况,基于ASMEⅧ-2进行了整体坍塌和管板的局部失效评定,同时也提出了基于许用极限应变进行局部失效评定的方法,这些方法对于高压薄管板预冷器的工程设计具有参考价值。

Ⅲ类压力容器设计阶段风险评估与系统开发

目前压力容器等承压类特种设备向大型化、高参数、长周期运行方向发展,如何将其风险控制在可接受的范畴,是各国相关法规和标准关注的要点,Ⅲ类压力容器设计阶段开展风险评估是一项革命性的技术变革。TSG R0004—2009《固定式压力容器安全技术监察规程》规定第Ⅲ类压力容器设计阶段需出具风险评估报告,按此思路,事先评估与控制重要承压设备在全寿命过程的风险对保证其长周期安全运行具有重要的意义。以天然气行业第Ⅲ类压力容器为研究对象,以API 581—2000(SY/T 6714—2008)为基础开展研究,考虑设计阶段的特点,修正了风险评估模型,建立了典型失效案例库。在此基础上开发了Ⅲ类压力容器设计阶段风险评估系统,并将其应用到实际工程设计中,弥补了我国相应技术与系统的缺失。通过这些研究和开发,为更好地指导基于风险的设计(RBD)工作提供了技术依据和使用平台,为研究适用于我国实际的Ⅲ类压力容器设计阶段风险评估技术提供了新思路,为建立相应的技术标准奠定了良好的理论基础。

水力旋流器分离性能的数值模拟

通过计算机模拟实验的方法研究旋流器的结构参数和操作参数对旋流器分离总效率的影响,与实验结果进行比较。数值模拟结果同实验结果在定性上的一致性,表明可以利用Fluent软件来进行旋流器的数值模拟,为旋流器结构参数和操作参数的优化提供更多信息。

高含硫化氢气田设备材质选择安全性分析

根据高含硫化氢工况下设备材料的腐蚀特征,结合罗家寨地面建设工程中引进设备和国内供货设备、管件所选材质,对材质种类、附加技术要求及性能进行对比分析,论证高含硫化氢气田下设备材料选择的安全可靠性。

长北气田地面工程设备材料选用分析

长北气田原料天然气中由于CO2和Cl-联合作用,腐蚀性强。经腐蚀实验和技术经济对比,设备材质创新地采用316L不锈钢复合钢板。通过腐蚀评价和硬度检测等实验,有效解决316L复合钢板设备热处理等技术难题,确保长北气田在CO2和Cl-联合工况下复合钢板设备运用的安全可靠性。

高压预冷器管板变形原因分析

针对水压试验后管板产生明显变形的高压预冷器,将换热管简化为非线性弹簧单元,通过基于大变形的几何非线性分析方法进行数值模拟,计算出换热管在含接触约束下的非线性失稳载荷,计算结果与水压实测变形数据吻合良好,从而得出换热管在管程试压阶段出现失稳是管板变形的主要原因的结论;并对管板已变形的高压预冷器,在设计工况下进行安全性评估,满足规范要求。研究成果对于优化高压薄管板预冷器设计,具有较好的指导和借鉴作用。

2205双相钢复合板厚壁封头成形技术探讨

某高压气液分离器壳体选用2205+16MnR双相钢复合钢板,椭圆封头厚度为(4+80)mm。在封头压制成形过程中,需要保证封头基层的力学性能和2205复层的耐腐蚀性,难度较大。经过反复试制,有效解决了双相钢复合板厚壁封头成形的技术难题,为今后双相钢复合板厚壁封头的压制成形提供了经验。

高压预冷器2205异种钢焊接制造工艺技术探讨

某天然气处理厂的高压预冷器,采用固定薄管板结构,由于管程介质中Cl-含量较高,管箱材质采用2205双相钢复合钢板,管板采用2205双相钢纯材,壳程材质为16MnR(或09MnNiDR)。阐述和分析了管板与管箱、壳程在焊接制造过程中遇到的技术难题和采取的有效措施,从而为双相钢设备的焊接制造提供经验。

高含盐含硫工况下高压容器金属涂层防腐研究

针对国内外高含H_2S、CO_2、Cl^-等恶劣腐蚀工况下压力容器的防腐要求,通过实验研究,攻克了现有金属涂层与基体结合强度低(小于80 MPa)、涂层孔隙率高(大于1%)等技术难题,开发出适用于高含盐含硫腐蚀工况下压力容器使用的新型金属涂层材料和喷涂成型工艺的专有技术,为解决高含盐含硫腐蚀工况下压力容器的防腐技术难题提供参考。

预冷器在水压试验中管板严重变形原因

为确定高压原料天然气预冷器在水压试验中严重变形的原因,利用ANSYS得到受接触约束的换热管的临界失稳载荷,并将换热管简化为非线性弹簧单元,完成预冷器在换热管失稳后的水压试验过程的数值模拟。数值结果与水压试验数据吻合良好,表明换热管的失稳是水压试验中管板严重变形的主要原因。研究成果可为改进预冷器的设计提供参考。

高效气—气换热波纹板的传热性能研究

针对气—气换热的特点,作者研制了一种低流阻的高效传热斜波纹板,并对其进行了传热性能研究,关联出了传热准数方程。

含温度载荷的管板变形的解析解

根据换热器结构形式建立了用于计算管板变形的力学模型,参考ASMEⅧ⁃1计算管板的有效弹性常数,并将外筒和换热管束分别等效为会因温度和压力载荷产生轴向变形的弹簧和弹性基础.应用Ritz法建立了管板挠度的解析解,将该解析解与三个不同规模换热器的有限元分析结果进行对比.结果表明,建立的解析解与有限元分析结果吻合良好,验证了推导的管板变形解析解的正确性.研究结果对固定管板式换热器的设计有较大的指导意义.

双碱法脱硫在天然气净化厂尾气处理中的试验研究

针对国内天然气净化厂高含SO_2尾气处理技术难题,研究出适合天然气净化厂尾气处理的一种新型双碱法脱硫工艺,并建立试验装置对工艺进行验证和优化。经过试验装置的连续稳定运行、多工况测试以及大量的试验数据分析,证明了新型双碱法脱硫工艺具有脱硫效率高、占地面积小、易于操作维护、无废液、废渣排放等特点,对解决目前天然气净化厂高含SO_2尾气处理技术难题具有借鉴意义。

天然气预冷器管板的变形分析

对于固定管板式天然气预冷器,将外筒对管板的作用简化为弹性支撑上的固支边界,换热管束对管板的支撑等效成文克勒地基,并考虑外筒及换热管在内外压下的轴向变形,基于弹性薄板理论,应用里兹法导出了管板挠度的近似解析解。分别基于名义弹性应力法和弹-塑性分析法,利用ANSYS对不同预冷器数值模拟了多种水压试验工况。对比分析表明,各工况下的管板变形的解析解与有限元结果均吻合良好,验证了所建立的管板挠度解析解的有效性。研究结果可为固定管板式天然气预冷器的设计提供参考。

大型LNG全容罐抗飞行物冲击分析验算

LNG全容罐遭受外来飞行物冲击分析是大型LNG预应力混凝土全容罐外罐设计考虑的重点和难点。将冲击动力学和LUSAS有限元软件数值模拟分析相结合,通过规范公式验证方法,分析计算了20×10~4m^3LNG预应力混凝土全容罐罐顶遭受外来飞行物冲击所造成的局部效应,验证罐顶的安全性及可靠性,并为类似全容罐安全性及可靠性的分析计算提供依据。

CNG地下储气井的应力分析与疲劳分析

CNG地下储气井是目前国内CNG加气站广泛使用的高压储气方式,其安全性是加气站安全运行的关键。应用ANSYS有限元软件对Φ177.8×10.36标准储气井的套管和管箍进行应力分析和疲劳分析,对于CNG地下储气井的安全运行有参考意义。

LNG双金属壁单容储罐起顶工艺研究

LNG双金属壁单容储罐在罐顶施工过程中,由于抗压环先于外罐壁板焊接,因此抗压环与承压圈之间可操作空间狭小,外罐行车轨道焊接空间有限。通过理论计算及实践论证,提出了壁板增大空间施工工艺,先焊接一圈外罐壁板增加操作空间,再焊接行车轨道完成起顶工序,其后再补焊抗压环。这种施工工艺不仅减轻了焊工在狭小空间作业的劳动强度,同时也提高了焊缝质量合格率,保证了罐顶起顶的施工进度与质量。通过2台30000m3LNG双金属壁单容储罐按壁板增大空间施工工艺成功起顶,验证了其正确性与可靠性,对以后安全、高效地建成LNG双金属壁单容储罐有重要意义。

硫黄回收用新型高效燃烧炉

硫黄回收用新型高效燃烧炉包括主燃烧炉、再热炉、尾气焚烧炉等系列产品,主要适用于天然气处理净化厂、石油化工、燃煤电厂等所属硫黄回收领域,是克劳斯硫回收工艺系统中的关键设备。介绍了炉膛温度、炉膛体积、设计压力、炉壁温度等关键技术参数,采用环壁保护技术,有效控制高温炉衬里内壁温度,开发橇装集成技术,确保生产装置长周期运行,减少了污染排放,整体技术水平优于进口燃烧器,打破了现有硫黄回收装置燃烧器被国外产品垄断的局面,保证了天然气地面建设工期和质量。

高压大型快速开关盲板

高压大型快开盲板因安全可靠性要求高,结构设计和强度计算复杂,80%需要从国外引进。为此自主研发了高压卡箍型快开盲板和高压大型压力环式快开盲板,通过分析传统快开盲板的缺点,优化了材料选择、结构设计与工艺,在大尺寸球面机械加工、关键零部件焊接变形控制、大件小直径深孔钻、长距离同心孔镗削加工、“锁环”机械加工方面形成关键技术,装备性能可靠、先进,达到国际领先水平,可节约造价20%-30%,满足了我国大型、特大型油气工程的需要。

硫黄回收用新型三合一余热锅炉

硫黄回收用新型三合一余热锅炉是一种管壳式余热锅炉,由卧置挠性固定薄管板管壳式余热锅炉、外置汽包、汽水循环的下降管(内套上升管)兼作汽包支撑的三合一整体余热锅炉结构,主要适用于天然气处理厂、石油化工、燃煤电厂等所属硫黄回收领域。该系列产品是克劳斯硫回收工艺系统中至关重要的关键设备,产品在保证余热锅炉汽水循环的前提下对设备结构进行了优化,减少了装置的占地空间和现场施工工作量,节约了投资。