欢迎订阅2024年度《石油化工设备》期刊

《石油化工设备》期刊系中国机械工业集团有限公司主管,兰州石油机械研究所有限公司主办的全国性期刊,面向全国石油化工、炼油、化工、化肥行业以及相邻的制药、轻工、动力、机械诸领域的工程技术人员、大专院校师生、经营管理人员和技术领导干部。开设有标准化、试验研究、设计计算、专题评述、技术经济评述、制造技术、技术应用、经验交流等栏目。

《石油化工设备》期刊投稿须知

《石油化工设备》期刊系国家科委和新闻出版署共同审核批准的全国性期刊,主要报道石油化工行业设备方面的新技术及新进展,设有试验研究、设计计算、专题评述、标准化、技术经济评述、制造技术、经验交流及技术应用等栏目,来稿具体要求如下。1.文章论点要明确,论据要可靠,文字表述要精练,内容要齐全完整,每篇论文一般4000~5000字(包括图表)为宜。文章撰写项目及顺序:标题(力求简明,一般不能超过20字),作者姓名,单位名称,邮编,中文摘要(200~300字),中文关键词(3~8个,中间用分号隔开,尽量用主题词表中的规范词),中图分类号,文献标志码(由编辑部提供),英文标题(以名词短语为主,不应是陈述句),英文作者姓名(姓全大写,名首字大写,双名间用半字线隔开,如:ZHANG Hong-wei),英文工作单位,英文摘要(用被动语态,常用一般现在时和一般过去时),英文关键词(英文部分应与中文内容相符),正文后列出参考文献,中文参考文献需对应给出英文。

《石油化工设备》期刊投稿须知

《石油化工设备》期刊系国家科委和新闻出版署共同审核批准的全国性期刊,主要报道石油化工行业设备方面的新技术及新进展,设有试验研究、设计计算、专题评述、标准化、技术经济评述、制造技术、经验交流及技术应用等栏目,来稿具体要求如下。1.文章论点要明确,论据要可靠。

螺旋扭曲扁管传热流阻性能及工艺计算方法研究

螺旋扭曲扁管是一种非标换热管,成熟的热交换器计算商业软件,如HTRI、Aspen EDR等目前均尚未提供对应的计算模型,现有计算方法存在不统一、偏差大等问题。以螺旋扭曲扁管为对象,通过数值模拟计算、实验测试对其进行传热及流阻性能研究,综合利用HTRI传热计算软件,建立了一套螺旋扁管传热及流阻性能的通用化计算方法。进行了通用化计算结果、数值模拟分析数据、实验测试数据的对比,验证了通用计算方法的准确性,对螺旋扭曲扁管的工艺设计具有指导意义。

船用烟气脱硫塔喷淋系统数值模拟研究

喷淋系统是船用烟气脱硫塔主要功能构件,喷淋系统参数喷淋锥角、喷淋流速和喷淋流量对船用烟气脱硫塔烟气流场均匀程度影响大,影响过程复杂。以某型号船用烟气脱硫塔为基础模型,采用Design Expert软件中BBD实验方法设计了基于喷淋系统参数喷淋锥角、喷淋流速和喷淋流量的三因素三水平共17组试验,以多个截面烟气速度标准偏差平均值为评判依据对塔内烟气流动均匀性进行评判。采用ANSYS自带软件SCDM建立了船用烟气脱硫塔三维实体模型,采用Fluent meshing进行了模型网格划分,采用计算流体动力学商业软件Fluent对试验进行模拟计算。应用Design Expert软件对17组试验结果进行二次回归分析,应用Matlab遗传算法工具箱对二次回归分析得到的目标函数关系式求解,得到各截面流速标准偏差平均值最小时喷淋流速、喷淋锥角、喷淋流量的对应值,再次应用Fluent软件对优化结果进行了验证,可靠度达97.40%。

含裂纹油气管道CFRP修复数值研究

裂纹缺陷引发的管道强度下降是埋地油气管道的主要事故原因之一,而高强度、高模量、耐腐蚀的碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)可以很好地缠绕修复缺陷管段。针对有/无CFRP修复20钢含矩形裂纹缺陷管道,采用ANSYS有限元软件模拟内压载荷作用下含裂纹管道修复前后的响应过程,分析了裂纹角度、裂纹长度、裂纹深度、修复长度及修复厚度等参数对含裂纹管道强度的影响规律。研究表明,含裂纹管道的最大Mises等效应力随着裂纹与管道轴向夹角的减小、裂纹长度和深度的增大而增大,内压的增大加剧了缺陷参数对管道强度的影响程度。在工程中要严格控制裂纹在深度和长度方向的扩展,在内部减压后再维修含裂纹管道。CFRP修复厚度是修复后含裂纹管道强度的主要影响因素,随着修复厚度一定程度的增大,含裂纹管道最大Mises等效应力呈线性下降。

我国覆土式钢制储存容器研究与应用进展

相对于地上储罐,覆土储罐不仅具有更好的环保性和更高的安全性,而且还能节省土地资源,改善厂区地表环境,但是复杂的环境载荷也给覆土储罐的结构设计带来了一系列新问题。综合论述了覆土式卧式钢制储存容器、覆土式立式钢制储存容器和覆土式球形钢制储存容器在我国的应用情况,调查研究了我国覆土式储存容器存在的基础研究不足、缺少成熟的规范、缺少成熟的经验以及投资收益比低问题,总结了我国覆土式储存容器未来的发展方向,以期为我国覆土储罐的理论研究、标准制定和工程应用提供参考。

波纹夹层结构增强的新型罐式集装箱及其设计方法

罐式集装箱因安全性高、承载量大、性价比高、运输灵活以及可以实现多种运输方式快速切换等特点,成为液体货物点对点运输的主要装备。近年来,大容量、高承载能力成为罐式集装箱发展的主流方向。提出了一种波纹夹层结构增强的新型矩形罐式集装箱,并建立了新型罐式集装箱罐体结构的理论设计方法。应用该方法设计了承载能力为1 MPa的新型罐式集装箱罐体,并将设计结果与有限元仿真计算结果进行对比。研究结果表明,相较于传统罐式集装箱,新型罐式集装箱的容量效率提升了17.2%;理论设计方法计算的应力分布特征与有限元计算结果一致,最大误差为6.21%,该理论设计方法可以满足工程需要。理论设计方法可以对任意正交各向异性夹层结构增强的新型罐式集装箱罐体进行设计,具有较高的可移植性。

板式湿式空气冷却器风机及喷淋系统试验研究与改造

板式湿式空气冷却器是一种综合空气侧增湿与高效低阻力降传热的新型模块化空冷产品。某炼油厂常减压装置板式湿式空气冷却器使用过程中,风机出口湿空气携带液体,形成空中飘水和地面积水,造成操作场地湿滑,成为工作安全隐患。结合板式湿式空气冷却器运行情况与工艺参数、风机性能、喷淋效果的关系以及夏季生产的实际需要,分析了产生此现象的可能原因,确定了关键影响因素。通过整机试验,开展了风量、风压、喷淋水量与空气携带液体的相关性研究,提出了产品改进措施。

双层三窄叶旋桨搅拌槽内流场特性研究

以甘油-水溶液为流动介质,采用计算流体动力学和粒子图像测速技术相结合的方法,针对双层三窄叶旋桨搅拌槽,研究了旋桨参数离底距C_(1)、桨间距C_(2)及转速N对槽内流场特性的影响。结果表明,随着C_(1)的增大,下层桨叶的推动作用先增强后减弱,在C_(1)=0.25h(h为槽内液位高度)时槽底流体混合状态最佳。在C_(2)=0.24h时,上层旋桨影响区域形成高速涡旋,槽内两层旋桨桨叶间的流体流动状态最佳。在N=120 r/min时,槽内流体的湍动能及流速分布均较均匀,能耗较低。

基于COMSOL软件的直角弯管声波传播特性规律研究

基于声波传播理论,建立并推导了声波在弯管处的Helmholtz方程。采用COMSOL Multophysics软件的压力声学模块,对不同弯曲半径的直角弯管进行频域分析,研究了不同弯曲半径弯管内声波传播特性规律。研究结果显示,弯曲半径对弯管内声波散射系数和传输损耗具有显著影响,弯曲半径较大的弯管曲率较小,弯管内声波散射效应较弱,传输损耗较小,声压级较高;弯曲半径较小的弯管曲率较大,弯管内声波散射效应较强,传输损耗较大,声压级较低。低频段内,声波波长大于弯管弯曲半径,散射系数与传输损耗较小;高频段内,声波波长接近或小于弯管弯曲半径,散射系数与传输损耗较大。

基于SMX静态混合器的天然气掺氢流动影响研究

为了获取均匀的天然气掺氢混合气,确保掺氢燃气管道稳定、安全输送,采用数值模拟与试验相结合的方法研究了天然气与氢气在SMX静态混合器中的掺混特性及影响因素,详细分析了掺混单元数量、运行工况和掺氢体积比等因素对掺混性能的影响。研究结果表明,氢气与天然气的混合主要依赖于混合单元不断改变流动状态,实现左旋和右旋相互交替,达到均匀混合。流动损失主要取决于静态混合器内流动速度,综合考虑SMX静态混合器的压力损失和混合均匀度性能指标,采用4个掺混单元、进口气流速度10 m/s是一个优选方案。此外,增大掺氢体积比和加长流经混合器出口下游管道长度均有利于提升氢气和天然气掺混均匀度,要结合燃气管道的具体情况来确定掺氢体积比的合理范围。

短管直径对短管蜂窝夹套传热性能的影响

基于某工程中1台干燥机的短管蜂窝夹套结构形式,通过将短管尺寸由Ф90 mm×5 mm逐渐增大到Ф135 mm×7.5 mm,建立了模型1~模型6共6种夹套流场计算有限元模型,模拟分析了各模型速度场和温度场分布特性,计算并对比了各模型在不同体积流量下的总传热系数。模拟数据表明,随着短管尺寸的增大,夹套流体域内最大流速呈持续递减趋势。随着短管尺寸的增大,夹套流体域内温度场均匀性先升后降,模型5温度场分布均匀性最佳,总传热系数最大。随着体积流量的增加,夹套总传热系数持续增大。随着短管直径的增大,夹套总传热系数先升后降,模型5总传热系数最大。综合分析表明,在一定范围内增大短管的直径,能够强化夹套传热效果。

废硫酸再生装置导热盐管线开裂原因分析及修复方法

熔盐具有良好的热稳定性和较高的热传导系数,在废硫酸再生装置中用作高温热载体。某废硫酸再生装置熔盐系统运行期间,搭载熔盐介质的导热盐夹套管线多次发生泄漏,影响装置正常运行。对导热盐管线泄漏区域管道裂纹进行了理化检验检测,制定了以更换管道材质及改进伴热方式为主要内容的修复方案。方案实施后效果良好,用相同方法完成了剩余导热盐管线的优化改进,有效保障了导热盐管线的安全稳定运行。

固定式打磨台排风除尘效果研究

在固定式打磨台上进行高精细度的金属打磨已成为机械制造工艺中的重要环节。为改善某公司固定式打磨台的排风除尘效果,提出了2种优化方案。采用CFD-DPM相互耦合的数值模拟方法,对打磨过程中固定式打磨台上的粉尘质量浓度分布情况进行分析,并对原固定式打磨台及2种优化方案的固定式打磨台排风除尘效果进行对比研究。研究结果表明,原固定式打磨台的排风除尘效果较差,而2种优化方案都能在一定程度上降低打磨过程中的粉尘质量浓度。当排风孔数量增加到4个和5个(上2下3)时,排风除尘效果较佳。在此基础上,通过在固定式打磨台安装风幕,对比得出安装风幕的4个排风孔固定式打磨台的排风除尘效果最佳,其呼吸带高度粉尘质量浓度和最大粉尘质量浓度相比未安装风幕分别降低了99.88%和91.81%,值得在相关工业实践中推广使用。

低温罐箱应力分析及结构优化

移动式压力容器中的低温罐箱常用于运输低温液化气体。低温罐箱采用双层结构,在运输过程中受到的惯性力载荷作用导致整体结构应力分布不均,传统的力学理论不能完全适用于低温罐箱应力强度分析。基于静力学理论,应用ANSYS有限元数值仿真软件,分析了低温罐箱整体应力。对低温罐箱进行响应面实验设计及3D响应面分析,总结出内筒体应力受内筒体厚度影响最大,加强圈应力受八点支撑区域加强圈高度影响最大。使用ANSYS响应面优化设计模块,对低温罐箱内筒体和加强圈进行结构优化。优化之后内筒体厚度减薄20%,八点支撑区域加强圈厚度减薄50%,内筒体减重17%,低温罐箱整体质量减少0.8 t,低温罐箱结构应力满足JB 4732—1995 《钢制压力容器——分析设计标准(2005年确认)》要求,达到了安全性与经济性兼顾的目的。

双螺杆挤出机异形内筒结构强度影响因素分析

异形内筒的厚度δi、相交圆中心距e、相交圆直径d是影响双螺杆挤出机强度的3个主要结构参数(简称3因素),一次局部薄膜应力PL、一次局部薄膜应力+二次应力P_(L)+P_(b)+Q是压力容器应力强度评定的2个主要应力类别。对3因素设定4个水平,进行3因素4水平正交试验,利用极差分析方法与方差分析方法处理正交试验数据。研究结果表明,因素δi、e、d对双螺杆异形内筒上危险截面处的应力P_(L)、P_(L)+P_(b)+Q均具有显著影响,对PL影响的主次排序为δi、e、d,对P_(L)+P_(b)+Q影响的主次排序为δi、d、e,对PL、P_(L)+P_(b)+Q影响的最佳方案均为δi(4)d(1)e(1)。采用多元回归分析拟合出了异形内筒结构危险截面应力PL及P_(L)+P_(b)+Q的多元回归方程,可用于双螺杆挤出机异形内筒结构应力的估算。

热管型地热系统气液分离器外部流场结构优化

超长重力热管开采地热能的过程中,热管中下降的冷凝液与上升的热蒸汽易相互碰撞而引发蒸汽带液情况,通过在绝热段增设气液分离器可有效预防这一问题。介绍了新型热管型地热系统中气液分离结构(气液分离器)的特点,采用计算流体力学方法,建立了气液分离器有限元模型并对其外部流场进行模拟。通过在分离器外部空腔内设置螺旋导流板,调节气液分离器入口管高度、偏心距及螺旋导流板板螺数、螺距,进行优化分析研究。设置螺旋导流板后,液体在分离器出口处的流动更加稳定,冷凝水入口与气液分离器出口距离与压降成正比关系,入口管偏心距与内管内壁面切应力成反比关系。螺旋导流板螺数为5、螺距为200 mm时分离器出口液体的均匀性和稳定性最优。

脱硫废水高温旁路干燥塔蒸发系统仿真研究

针对某燃煤电厂脱硫废水高温旁路干燥塔,采用流体计算动力学软件中离散相模型,进行了脱硫废水喷雾蒸发过程仿真及影响因素分析。研究结果表明,相比单喷嘴布置和四喷嘴布置,三喷嘴布置可以获得更佳的脱硫废水喷雾蒸发效果。提高烟气温度和烟气流速均有利于喷雾液滴的蒸发,但不是温度越高越好,也不是流速越快越好。将烟气用量对锅炉效率的影响纳入考虑,在等量脱硫废水条件下进行了高温旁路干燥塔蒸发系统的三因素优化仿真分析。研究结果表明,雾化粒径不超过80μm时,旁路干燥塔蒸发系统最佳工艺条件为烟气速度7~10 m/s和烟气温度600~623 K。

压缩机组润滑油系统配置及管理常见缺陷总结探讨

API 614《石油化工和气体工业用润滑、轴密封和控制油系统及辅助设备》系列标准是我国炼化企业配置和管理压缩机组润滑油系统的重要依据,2022年API 614发布了最新版本。总结了近些年来国内炼化企业压缩机组润滑油系统蓄能器、单向阀、安全阀、自力调节阀等关键组件及其配置、安装、管理等方面存在的常见缺陷,结合API 614—2022与API 614—2008讨论了缺陷产生的原因和可行的解决方案。针对静态调试,指出了易忽视的关键点。针对压缩机组的连锁延时设定,分情况给出了建议。