废热锅炉与乙烯裂解炉出口管连接法兰泄漏原因探讨.pdf

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1、废热锅炉与乙烯裂解炉出口管连接法兰泄漏原因探讨陈明亚，王元华，史永红，徐宏，王志远(1．华东理工大学机械与动力工程学院化学工程联合国家重点实验室，上海200237；2．扬子石化烯烃厂，江苏南京211521)摘要：针对废热锅炉与乙烯裂解炉出口管连接法兰经常出现泄漏的问题，对法兰外表面温度进行了测量，并采用有限元分析软件ANSYSY模拟了裂解炉炉管对法兰的作用力。由法兰测量温度计算出螺栓的热应力较大，同时发现法兰存在着明显的周向温差，这些因素会严重影响法兰的密封性能。数值模拟结果表明：炉管对法兰的作用力主要是沿y方向上的拉力和绕z轴的弯矩。操作时螺栓

2、的热应力与辐射段炉管对法兰作用力引起的螺栓最大附加应力之和过大，因此，在法兰、垫片和螺栓设计时必须重视这些影响因素。螺栓套筒可以起到补偿螺栓热应力的作用，当螺栓和套筒做成等截面、同材料、同温度、等长度时，螺栓在有套筒时承受的附加热应力仅为无套筒时的1／3。采用套筒可以有效改善法兰密封性能，具有实际意义。关键词：废热锅炉；出口管；法兰；密封；套筒；有限元中图分类号：TK229．92文献标识码：B文章编号：1001—4837(2010}07—0047—05doi：10．3969／j．issn．1001—4837．2010．07．009Discussi

3、ononLeakageReasonofFlangeConnecttingOutletPipeofEthyleneCrackingFurnacewithWasteHeatBoilerCHENMing—ya，WANGYuan—hua，SHIYong—hong。XUHong，WANGZhi—yuan，(1．State—KeyLaboratoryofChemicalEngineering，SchoolofMechanicalandPowerEngineering，EastChinaUniversityofScienceandTechnology，Shan

4、ghai200237，China；2．YangziPetrochemicalOlefinsPlant，Nanjing211521，China)Abstract：Tosolvethesealingproblemoftheflangeconnecttingtheethylenecrackingfurnacewiththewasteheatboiler，thesurfacetemperatureoftheflangewasmeasured，andthefiniteelementanalysissoftwareANSYSwasusedtosimulate

5、theadditionalforcethattheoutletpipeactedontheflangeinthispaper．Thereisabigtemperaturestresscalculatedfromthemeasuredsurfacetemperature，andthereisacleardifferenceincircumferentialtemperatureoftheflange．Thesefactorsaffectthesealingperformance．Numericalsimulationshowsthattheaddi

6、tionalforcesaremainlyFandMz．Sincetheadditionalstresscausedbythetemperaturestressandadditionalforceislarge，theymustbetakenseriously．Boltsleeveplaysaroleofcompensationofthermalstress，andthetemperaturestresscanbereducedto1／3whenaddingasleevewhichhasthesamematerial，temperatureand

7、lengthwiththebolt．Itcanbeusedto基金项目：上海市重点学科建设项目(B503)·47·废热锅炉与乙烯裂解炉出口管连接法兰泄漏原因探讨VoW7．No72010improvetheflangesealingperformanceeffectivelywithpracticalsignificanceKeywords：wasteheatboiler；outletpipe；flange；sealing；sleeve；FEM管对法兰存在一定的作用力。0引言“浴缸式”急冷废热锅炉是由ABBLUMMUS公司与ABBALSTOM—SH

8、G公司联合开发用于工艺流程中的废热锅炉，往往是处在高温、高sL一Ⅱ型裂解炉上的专利设备，国内研究单位很压的操作条件下，而工艺气体又绝不允