焦炭塔工作过程仿真计算.pdf

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1、第４５卷增刊１石油化工设备Vol畅４５Supplement１２０１６年８月PETRO‐CHEMICALEQUIPMENTAug畅２０１６试验研究文章编号：１０００‐７４６６（２０１６）增刊１‐０００１‐０６①焦炭塔工作过程仿真计算１，２１，２１，２１，２邢玲，谢腾腾，黄毓秀，吕庆欢，１，２１，２１，２吕玉林，魏筱婷，张富（１．甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司，甘肃兰州７３００７０；２．上海蓝滨石化设备有限责任公司，上海２０１５１８）摘要：对延迟焦化装置的焦炭塔工作过程进行仿真，采用５个瞬态分析步分析了焦炭塔从新塔准备直至老塔处理５个阶段的温度场分布，进

2、而综合考虑温度、压力、重力作用进行应力分析。模拟计算结果表明，工作周期内，裙座连接处的应力较高。水冷过程中，随着冷却水的注入，液面附近筒体存在高局部应力，产生微小塑性变形，经循环累积，会导致塔体鼓胀变形。关键词：焦炭塔；鼓胀变形；温度分析；应力分析中图分类号：TQ０５０．２；TE９６２文献标志码：Bdoi：１０．３９６９／j．issn．１０００‐７４６６．２０１６．S１．００１SimulationforWorkingProcessofCokeTower1，21，21，2XINGLing，XIETeng‐teng，HUANGYu‐xiu，1，21，21，

3、21，2L册Qing‐huan，L册Yu‐lin，WEIXiao‐ting，ZHANGFu（１．LanpecTechnologiesLimited，Lanzhou７３００７０，China；２．ShanghaiLanbinPetrochemicalEquipmentCo．Ltd．，Shanghai２０１５１８，China）Abstract：Coketoweristhekeyequipmentofthedelayedcokingdevice．Tosimulatetheworkingprocessisconducivetodeeplyunderstandth

4、efailuremechanismofthecoketower．Fivetransientstepswereemployedtoanalyzethetemperaturefromthepreparationtodisposeofthetower．Thentemperature，pressureandgravityweretakenintoconsiderationtoconductstressanalysis．Accord‐ingtotheresults：thestressoftheskirtkepthighlevelthroughoutthework

5、ingcycle；andinwatercoolingperiod，withthewaterinjecting，therewasahighlocalstressinthecylinderadjacenttotheliquidlevelandleadtotinyplasticdeformation．Withtheeffortofcycle，theplasticdeformationac‐cumulatedandfinallyresultedinthedistortionofthetower．Keywords：coketower；drumdistortion

6、；temperatureanalysis；stressanalysis焦炭塔是延迟焦化装置的反应器，涉及到几乎焦炭塔的工作过程较为复杂，一个完整的工作全装置的工艺过程，加热炉、分馏塔、放空系统、冷却周期耗时３２～４８h，包括蒸汽预热、油气预热、进油焦水处理系统及水力除焦系统等均与之有关，也是生焦、蒸汽冷却、冷水冷却及除焦几个主要阶段。在焦化装置的关键设备之一。焦炭塔的安全运行，是一个工作周期内，焦炭塔的温度从４０℃升高到约［１］焦化装置平稳运行的前提之一。５００℃，再冷却到４０℃，除焦后再进入下一个循环，①收稿日期：２０１６‐０３‐０１作者简介：邢玲（

7、１９８６‐），女，河北保定人，助理工程师，硕士，主要从事压力容器设计工作。·２·石油化工设备２０１６年第４５卷这种工艺操作特点决定了操作温度高、温度变化频者单一工况模拟，鲜有对完整工作周期进行热应力率高是焦炭塔典型的载荷特征。耦合模拟的。因此，对焦炭塔的工作流程进行仿真，焦炭塔的主要损伤模式是塔体变形、鼓胀及开有利于了解整个工作过程中温度‐应力的具体变化，裂，其鼓胀变形示意图见图１。对深入了解焦炭塔鼓胀变形机理和制定预防措施有着重大意义。文中以某焦化装置焦炭塔为例，对焦炭塔的工作周期进行了仿真分析。1示例焦炭塔简介某焦化装置焦炭塔的规格为（内径×高度）

8、９８００mm×３７００７饱mm，整个塔体由上部的球形封头、中部筒体、下部锥形封头、裙座及附件组