吸附塔底封头结构数值模拟及优化设计.pdf

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1、第43卷第2期石油化工设备Vo1．43NO．22014年3月PETRO—CHEMICALEQUIPMENTMar．2014文章编号：i000—7466(2014)02—0031—05吸附塔底封头结构数值模拟及优化设计殷昌创，王轶，张锦(中国昆仑工程公司，北京100037)摘要：为了降低吸附塔底封头的局部应力强度及轴向位移，对某一吸附塔采用不同结构的底封头进行数值模拟，研究了封头种类、中心管裙座角度、底座环形式对底封头局部应力强度及轴向位移的影响。计算结果表明，不同种类封头的轴向位移相差很大，中·e．／管裙座角度

2、和底座环形式的改变可以较大幅度地降低局部应力强度。关键词：吸附塔；封头；数值模拟；结构优化中图分类号：TQO5O．2文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1000-7466．2014．02．008FiniteElementAnalysisandOptimalDesignfortheStructureofAdsorptionTowerBottomCoverYINChang-chuang，WANGYi，ZHANGJin(ChinaKunlunContracting&EngineeringCorpora

3、tion，Beijing100037，China)Abstract：Inordertoreducethelocalstressintensityandaxialdisplacementoftheadsorptiontowerbottomcover，theimpactofbottomcover’Stype，centertubeskirt’Sangle，basepad’Sformhavebeenstudiedwithfiniteelementanalysis．Theresultsshowthattheaxialdi

4、splacementofdifferentcovervariesgreatly，andthecentertubeskirt’Sangleandthebaseringformchangecangreatlyreducethelocalstressintensity．Keywords：adsorptiontower；cover；finiteelementanalysis；optimaldesign吸附塔的作用是将对二甲苯与其他同分异构体面)的吸附塔底封头的应力强度和轴向位移进行数相分离，是芳烃装置中的关键设备口]。

5、每台吸附值模拟分析和比较，以期为吸附塔底封头结构的优塔被格栅分成12个床层，中间由中心管贯穿全塔来化设计提供参考。支撑格栅(图1)L3”一。吸附塔内格栅的水平度要求1实例吸附塔底封头结构数值模拟较高，格栅由中心管及塔壁上的支撑圈支撑。操作某实例吸附塔的材质为Q345R，内径Di一工况下，中心管会因底封头在外力载荷作用下的轴9000mm，设计温度为215℃，设计压力P一向位移而产生相应的位移，从而影响格栅的水平度。1．65MPa，底封头厚一110mm，吸附塔壁厚一目前，工程上主要采用加大底封头的厚度来增加其刚性，

6、缺少理论支持，且随着塔体直径的增大，金属6Omm，中心管外径d。一1200mm，管子壁厚=消耗增多，制作难度也更大[5]。65mm，中心管裙座厚度乱===65mm，吸附塔裙座厚因此，研究吸附塔底封头在外力载荷作用下其度一36mm，中心管裙座夹角a一25。，焊接接头系局部应力强度和轴向位移有重要的实用价值。笔者数一1，吸附剂的质量1000t，格栅等内件质量通过对相同直径、相同载荷、不同底封头结构(主要80t。本例中所指壁厚均已扣除腐蚀余量。包括封头种类、中心管裙座角度、底座环形式等方根据吸附塔底封头的结构和承载特

7、性，采用轴收稿日期：2013—10—14作者简介：殷昌创(1982一)，男，江苏溧阳人，工程师，硕士，一直从事化工设备设计工作。石油化工设备2014年第43卷3中心管裙座角度对结构局部应力和轴向誊中心管裙座角度情况下进行计算，计算位移的影响结果詈。可以得出以下结论。根据结构及轴向外载情况，文中分别选厚度(1)随着中心管裙座夹角的增大，椭圆形封头的70mm的椭圆封头和厚度40mm的球形封头为底最大局部应力强度有减小趋势，在减小到一定值后，表l不同中心管裙座角度时椭圆封头和球形封头的最大局部应力强度和位移计算用厚度

8、中心管裙最大局部最大局部最大轴向封头类型／ram座夹角／(。)应力位置应力强度／MPa位移／ram椭圆封头7O底座环与封头连接处椭圆封头70底座环与封头连接处椭圆封头70底座环与封头连接处椭圆封头70裙座与封头连接处球形封头40底座环与封头连接处球形封头40底座环与封头连接处球形封头40底座环与封头连接处最大局部应力点将从底座环与封头连接处移至裙座环与封头连接处，因此，底座环的结构形式