化工一段炉的结构设计.pdf

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1、化工一段炉的结构设计12苏雪蓉梁焕新(1.中国成达工程有限公司,四川610041;2.成都大学建筑与土木工程学院,四川成都610106)摘要：一段炉是化工厂重要的化工设备，由于其体型大、结构体系复杂、荷载众多，再加上工作时较高的温度，成为结构设计的难点。本文利用sap2000结构计算软件，建模计算并分析了一段炉辐射段钢结构温度膨胀滑移以及温度变化对钢结构及混凝土基础的影响，并给出了合理化建议，可供类似工程参考。关键词：一段炉;温度应力;模拟计算;限位支座STRUCTURALDESIGNOFCHEMICALREF

2、ORMER12SuXuerong,LiangHuanxin(1.ChengdaEngineeringco.,LTDinChina,Sichuan610041;2.SchoolofArchitectureandcivilengineeringChengduUniversity,Sichuan610106)Abstract:Thereformerisanimportantchemicalequipment.Ithasbecomeadifficultpointofstructuraldesignbecauseofit

3、largesize,complexstructureforms,lotsofloadsandhighertemperatureatwork.Thispaperusessap2000structurecalculationsoftware,modelingandanalysisthetemperatureexpansionslipofradiationsectionandinfluenceoftemperaturechangeonsteelstructureandconcretefoundation.Inaddi

4、tion,somereasonablesuggestionsaregiven,whichcanprovideforsimilarengineering.Keywords:Reformer;Thermalstress;Analogcalculation;Spacingsupport化工一段炉是甲醇装置的核心设备，本文以某项目180万上部钢结构又分为炉底、炉墙、炉体平台、炉图1一段炉辐吨甲醇装置为例，该一段炉结构分为辐射段、过渡段、对流段模射段立面图顶和屋架部分，内部有转化管、弹簧吊架、管道、风块、SCR、鼓引风机

5、、烟囱等部分。其中，辐射段是一段炉中最重道、烧嘴、阀门、操作平台等，结构形式较为复杂。上部钢结构通要也是最复杂的结构，炉体内部温度约为700～800℃，根据专过炉底钢梁及螺栓与下部混凝土框架连接，下部混凝土框架顶利商所提供的资料，辐射段钢结构在工作状态时，钢柱表面升设有限位支座和滑动支座，在工作状态下上部钢结构可以在混温约50℃，炉墙表面升温约55℃，炉底钢梁表面升温约110℃，凝土框架上滑动，释放温度应力。一段炉基础根据地质情况，采炉顶钢梁表面升温约90℃，加上其庞大的体积，复杂的结构形用相应的基础形式。式及

6、众多的荷载是结构设计的难点。辐射段炉底支座布置图如图2所示，其中支座E4(轴线“E”本文以一段炉辐射段温度变化为出发点，分析研究了炉底和轴线“4”的交点，余同)为固定支座，约束X方向位移Dx，Y钢结构和混凝土基础在温度作用下的受力及变形情况，并给出方向位移Dy，Z方向(竖直方向)位移Dz，以及X、Y、Z三个方了设计过程中的合理化建议。向转角Rx、Ry、Rz；支座A4、B4、C4、D4、F4、G4约束Y方向和1一段炉辐射段布置形式介绍Z方向位移；支座E1、E2、E3、E5、E6约束X方向和Z方向位移；其它支座仅约

7、束Z方向位移，可向X、Y两个方向自由滑移。每一段炉辐射段分为上部钢结构和下部混凝土框架以及基个支座的具体约束形式如表1所示。础三部分，辐射段立面图如图1所示。图1一段炉辐射段立面图图2辐射段炉底支座布置图164

8、2017年10月2017年10月

9、165施工管理表1辐射段支座约束形式支座号DxDyDzRxRyRzA4-√√---B4-√√---C4-√√---D4-√√---E4√√√√√√F4-√√---G4-√√---E1√-√---E2√-√---E3√-√---E5√-√---图3辐射段钢结构A轴线在温度

10、下的变形E6√-√---表2炉底钢梁在温度下的位移单位：mm其它--√---支座编号X向位移Y向位移支座编号X向位移Y向位移注：符号“√”表示约束该方向位移，符号“-”表示释放该方向位移A1-30.114.8B1-22.516.12温度对炉底钢结构的影响A2-34.58.9B2-25.69.0温度变化一直是结构设计的难点，在温度荷载作用下，钢A3-35.13.9B3-26.04.3结构