对浮头法兰厚度设计计算的一些看法

么力 年 月 炼 油 技 术 与 工 程 祝 叹 以工肛讯 功创目灯 第 卷第 期 对浮头法兰厚度设计计算的一些看法 贺 玲 中国石化集团洛阳石油化工工程公司 河南省洛阳市 摘要 针对 , 卯 《钢制压力容器 》和 一 哭习 管壳式换热器 》两标准给出的管壳式换热器浮头法兰 厚度计算公式 , 阐述了计算时应注意的一些问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。 关锐词 浮头式换热肠 浮头法兰 厚度 计算 标准 修订 浮头式换热器 、冷凝器 浮头式折流杆换热 器 、冷凝器 形翅片管重沸器和浮头式双弓形及 三弓形折流板换热器是 目前炼油装置大量使用的 通用标准换热器 。 近年来 , 随着 巧于一 《钢 制压力容器 》和 一 管壳式换热器 》等 标准的不断修改 , 使得国标换热器 浮头式换热 器 、冷凝器 、 形管式换热器 和洛阳石油化工工 程公司 的标准换热器 浮头式折流杆换热 器 、冷凝器 , 形翅片管重沸器 , 浮头式双弓形及 三弓形折流板换热器 中各个部件的计算方法也 要做相应修改 。 年根据“ 全国容委会 ”和 “换 热器分会 ”的 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 , 要求 负责对国标换热器 月礴 一 和 厂 一 中浮头盖部分的 各个参数进行修订 , 且要求全部出计算书 。 由于 标准中公式的修改 , 该部件的计算程序也要相应 修改 , 为此作者按 一 中的要求编制了 浮头盖部分的计算软件 , 但在对标准换热器浮头 法兰系列重新进行校核计算过程中 , 发现压力较 高 、直径较大的换热器在用受外压计算浮头法兰 厚度时 , 计算所需厚度很大 , 计算结果很不理想 。 而浮头法兰厚度计算结果对换热器节约材料 , 减 少加工难度 , 降低成本 , 确保使用安全 , 都具有重 要意义 。 困此 , 针对计算时出现的情况 , 简要阐述 计算时应注意的间题 。 近 。 浮头法兰的厚度取决于强度和结构两个方面 , 强度包括法兰在管程压力和壳程压力单独作用下 的厚度计算 , 并应分别考虑预紧和操作两种情况 结构方面受球冠形封头焊入法兰深度的影响很大 。 压力对厚度的影响 浮头法兰的厚度取决于管程压力和壳程压力 单独作用时预紧及操作两种状态的强度要求 。 管程压力 作用时 在 尸 作用下 法兰受力状况见图 , 按照 一 中规定的公式 , 分别计算出预紧螺 栓时的力矩和操作情况下法兰的总力矩 , 从而计 算出在管程压力作用下预紧时法兰的计算厚度和 操作时法兰的计算厚度 , 取其大者作为浮头法兰 的厚度 。 廖廖廖廖廖廖廖廖廖廖廖廖廖廖廖廖廖廖廖廖廖廖廖廖廖廖廖廖廖廖廖廖廖廖廖廖廖廖廖廖廖廖廖廖廖廖廖 吸吸吸吸吸吸 口口口口瘾黔才才心心心心 一 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯矛矛矛矛矛矛刀刁艺二口退 ‘‘ , 肠肠 几个问题的考虑 一般情况下 , 在计算浮头法兰厚度时 , 首先必 须假设法兰厚度 占 , 无折边球形封头装人深度 , 然后进行计算 , 要取得法兰的合理计算厚度必须反 复试算 , 直至取得的假设厚度与实际计算厚度相接 图 尸 作用时法兰受力 壳程压力 尸 。 作用时 在 尸 , 作用下 , 法兰受力状况见图 。 不能简 收稿日期 么刀 一 佣 一 。 作者简介 工程师 , 毕业于石油大学 , 获工学学士学位 , 一直 从事炼油化工压力容器设计工作 。 © 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 一 一 炼 油 技 术 与 工 程 以刃 年第 卷 单地按照 一 中的公式计算 , 因为 尸。 作 用下浮头法兰实际上是受外压作用 , 因此流体压 力引起的总轴向力 和操作状态下需要的最小 垫片压紧力 , 相反 , 因此 , 操作状态下需要的最 小螺栓载荷 叭 一 另外在计算预紧状态下 螺栓的设计载荷 平 〔 〕, , 分别表示需要的和实际使用的螺栓总截面积 时 , 应取预紧状态下需要的最小螺栓总截面 积 , 然后分别计算出预紧螺栓时的力矩和操作情 况下法兰的总力矩 , 从而计算出在壳程压力作用 下预紧时法兰的计算厚度和操作时法兰的计算厚 度 , 取其大者作为浮头法兰的厚度 。 口口口 口口口 口口口口“ 如如 脚脚脚脚川 情况见图 , 作用于法兰的力 , , 凡 对法兰 产生的力矩方向是逆时针的 。 为了减少法兰所受 力矩 , 一般应将 作用位置设于法兰形心 的上 方 , 使力矩 的方向和 。 , 凡 , 。产生的力矩 抵消一部分 , 使 尸 , 作用下的法兰静力矩减小 , 如 果 作用位置位于形心下方 , 则会使法兰静力 矩因两者叠加而使法兰厚度大增 , 因此 , 在 尸 作 用下 , 值越小 , 距离形心的距离就越大 , 从而 使浮头法兰所承受的静力矩就越小 , 所计算出来 的浮头法兰的厚度就越小 。 在 尸。 作用下 , 浮头法 兰受力情况见图 , 也应该是 值越小 , 距离 形心的距离就越大 。 但实际上并非如此 , 通过大 量的计算结果表明 在 尸 作用下 , 产生的力矩 一般大于由 , 产生的力矩 , 份计算 结果 , 只有 份例外 一般情况下 , 值越大 , 距离形心的距离就越小 , 从而使浮头法兰所承受 的静力矩就越小 , 所计算出来的浮头法兰的厚度 也就越小 。 图 作用时法兰受力 以上两点是在计算壳程压力 。 作用下浮头 法兰厚度时所必须注意的 , 如果按预紧和操作情 况下需要的最小螺栓总截面积中的大者计算 详 时 , 就有可能在个别情况下浮头法兰的厚度会非 常大 , 甚至相邻直径浮头法兰厚度跳跃性很大 。 这是因为 在外压 即 尸。 较小时 , 预紧起主要作 用 , 取预紧状态下需要的最小螺栓总截面积 , 受 力和计算公式不矛盾 , 计算结果也是正确的 外压 较高时 , 操作载荷作为设计载荷 , 如果仍按计算公 式计算而不考虑实际情况 , 就会出现在外压作用下 需要很大厚度才能满足计算要求的不合理结果 。 综上所述 , 在内压作用下 , 应分别计算预紧和 操作状态下法兰的受力情况 , 分别计算预紧状态 和操作状态下浮头法兰的计算厚度 在外压作用 下 , 只要保证预紧状态下螺栓的计算面积 , 保证该 状态下螺栓的设计载荷 平 , 计算出的浮头法兰厚 度即可满足要求 。 球冠形封头焊入法兰的深度《 对法兰结 构的影响 通常情况下 , 值对浮头法兰的计算厚度有 着不可忽视的影响 。 在 作用下 , 浮头法兰受力 结束语 浮头法兰厚度的计算是整个浮头法兰设计的 关键 , 大量的计算结果表明 , 在有些工况 , 仅考虑 强度而忽略结构参数的优化 , 有可能造成材料的 极大浪费 。 因此 , 必须从强度方面和结构方面综 合考虑 。 在优化结构的条件下 , 如果是预紧起作 用 , 就尽量减小预紧时螺栓载荷 , 即减少预紧时的 法兰力矩 如果是操作状态起作用 , 就应使浮头法 兰在内 、外压作用下所受的静力矩为最小 , 这样既 保证安全使用又能节约材料 , 提高经济性 。 符号说明 ‘厂 一浮头法兰外直径 一浮头法兰螺栓中心圆直径 一一一垫片压紧力作用中心圆直径 ‘ 一浮头法兰内直径 一作用于法兰环内侧封头压力载荷引起的轴向分力 , 垫片压紧力 了一一一流体压力引起的总轴向力与作用于法兰内径截面上的流 体压力引起的轴向力之差 尸 作用于法兰环内侧封头压力载荷引起的径向分力 —操作状态下需要的最小螺栓载荷 螺栓设计载荷 螺栓中心至 。作用位置处的径向距离 一螺栓中心至 。作用位置处的径向距离 © 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 第 期 贺 玲 对浮头法兰厚度设计计算的一些看法 乙 一 螺栓中心至 作用位置处的径向距离 乙厂 一 对法兰环截面形心的力臂 材 —法兰操作力矩 , 一一法兰预紧力矩 占厂 一一浮头法兰厚度 占一浮头法兰的名义厚度 。 编辑 苏德 中 田 刃呵 到压 加句似咭 、 乃堵 几林 卿 勿 , 反从万崛 及通砂 , 石肠阴几 田 加如 ” ” 于一 “ 肠 罗 ” 一 , 旋洲怕 , 飞 , , , 切 田月 , 国 内简讯 金陵分公司应用催化裂化 降低油浆助剂获效果 中国石化金陵分公司 口 重油催化裂化装置 为降低油浆产率 , 采用 了由洛阳信博石油化工科技开发 公司生产的降低油浆产率的 催化裂化助剂 。 耳。 助剂通过两方面降低油浆产率 , 一是 压 助剂中的活性 组分具有较大表面活性 , 当助剂与原料油充分混合后 , 通 过降低原料油中胶质 、沥青质等大分子之间的作用力 , 促 使分子间更加分散 , 原料油更容易汽化 , 从而提高了原料 油的雾化效果和汽化程度 , 使得原料与催化剂颗粒接触 更加充分 , 降低了胶质 、沥青质等大分子生成焦炭的可能 性 。 二是 , 助剂的活性组分呈现弱酸性 , 可以吸附在 催化剂表面 , 使主催化剂活性中心的酸强度提高 , 有助于 原料油中长链大分子烃的裂解 , 提高反应深度 , 达到降低 油浆产率的 目的 。 使用表明 , 在加入量为 卯 拌岁 时 , 油 浆产率 由加剂前 的平均 降低至加剂后 的平均 , 降低了 个百分点 , 说明 , 助剂对降低油浆 产率有比较明显的效果 。 加剂前后产品分布见表 。 加 人 一 助剂后 , 虽然转化率下降 , 但轻质油收率 、总轻烃 收率上升 , 焦炭 、干气产率变化不大 。 表 加剂前后装里产品分布 项 目 加剂前 加剂后 产品分布 丙烯 卯 液化石油气 汽油 柴油 印 油浆 干气 焦炭 十 损失 轻质油收率 总液体收率 转化率 印 印 派 钱伯章 供稿 © 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net