温度计保护套管共振频率计算及适用工况探讨.pdf

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1、第52卷第6期石油化工自动化V01．52，No．62016年12月AUTOMATIONINPETRpCHEMICALINDUSTRYDeceH南er，2016温度计保护套管共振频率计算及适用工况探讨朱东利1，高嗣晟2(1．中建安装工程有限公司，南京210000；2．中国石油集团东北炼化工程有限公司葫芦岛设计院，辽宁葫芦岛125000)摘要：以常用的温度计保护套管为例，计算其固有频率，并计算共振时的最大流速和压力。通过典型的温度计套管频率的计算，推导出哪些工况条件下要特别注意对温度计保护套管频率进行计算，避免产生共振，导致生产事

2、故，并提出温度计保护套管在设计选型时的注意事项。关键词：保护套管共振频率计算中图分类号：TP811文献标志码：B文章编号：1007—7324(2016)06一0055一04Discu豁伽The珊oweURes蚰柚ceFrequencyCalculati佃andApplicableC伽diti咖sZhuDonglil，GaoSishen92(1．ChinaConstructionInstallationEngineeringCo．Ltd．，Nanjing，210000，China；2．HuludaoDesignInstitute

3、，CNPCNortheastRefining&ChemicalEngineeringCo．Ltd．，Huludao，125000，China)Abstract：Naturalfrequencyanditsmaximumflowspeedandpressuresarecalculatedwithcommonthermowellascase．Underwhichworkingconditionneedsfrequencycalculationparticularlyise“citedthroughtypicalonecalcula

4、tion．Accordingtocalculation，theresonancecanbeavoidedtoresultinproductionaccident．Theattentionsondesignandtypeselectionofthe咖owellareputforward．Keywords：themowell；resonance；frequencycalculation温度仪表保护套管选型不当会产生共振，使保护套管断裂导致安全生产事故发生。依据HG／T20507—2014《自动化仪表选型设计规定》4．1．3条规定：

5、“在工艺流体温度、压力、流速较高的场合，宜对保护套管进行振动计算”Llj。本文以某常规类型的温度计保护套管为例，探讨温度、压力、流速达到多少时需注意温度计保护套管的频率计算。1温度计保护套管温度计保护套管有直形、锥形和阶梯形，直形套管一般用于中低压场合；对于被测介质流速较高或要求温度计保护套管有高强度的场合，选用锥形保护套管口o；对于要求减小阻力或缩短热响应时间的场合，可选用阶梯形保护套管。笔者以图1所示的常用法兰连接的锥形保护套管为例，进行固有频率的计算。为了提高温度计的响应速度，一般可选温度计外径为6mm，保护套管内径d一

6、6．6mm，锥形套管根部外径A一25mm，端部外径B=19mm，平均外径D。一(A+B)／2—22mm，保护套管端部厚度￡一6．5mm，保护套管插入深度L一275mm，其中150mm为法兰接管长度嘲，125mm为插入到管道内的长度，套管根部圆角半径6一o。图l锥形整体砖孔温度计保护套管示意稿件收到日期：2016一08一01，修改稿收到日期：2016一09一02。作者简介：朱东利(1987一)，男，2009年毕业于北京化工大学自动化专业，获学士学位，现工作于中建安装工程有限公司，任自控设计工程师。56石油化工自动化第52卷保护套

7、管材质选用ASl、MA182R16不锈钢，保护套管在环境温度下的密度Pm一8oook∥m3。2保护套管固有频率计算温度计保护套管频率计算的依据是ASMEPTC19．3TW一2010T忍P门咒otwZZsPPr南门卯日ncP孔5￡C0dPsL4J，计算步骤如下：1)首先进行转动惯量工的计算：J一丌(D：一d4)／64—3．14×(o．0224—0．00664)／64—1．14×10-8(m4)(1)2)计算保护套管的线质量m：心兀(D：一d2)7咒=一=48000×3．14×(0．0222—0．00662)42．7(kg／m)(

8、2)3)保护套管近似固有频率厂a计算：六一等1．87521F×1×i2L1×丽一O．27524．8×10．4√E(Hz)(3)式中：E——使用温度下保护套管的弹性模量，Pa，见表1所列。4)计算细长梁理论偏差系数H，：耻型等镒矧掣一1+1．1(D。／L)孔1“M甜％刈0．99