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基于应力分析的燃气管道绝缘接头加固.pdf

基于应力分析的燃气管道绝缘接头加固

勤劳的mango222
2017-06-23 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《基于应力分析的燃气管道绝缘接头加固pdf》,可适用于领域

第卷第期年月煤气与热力GAS&HEATV.No.Mavmiddot燃气输配与储运middot基于应力分析的燃气管道绝缘接头加固杨小刚傅建楠徐占伟杜建梅刘瑛(中国市政工程华北设计研究总院有限公司第四设计研究院天津)摘要:针对某燃气门站进站管道绝缘接头受力过大的情况采用AUTOPIPE软件建立物理模型分析管系对绝缘接头的附加力和力矩提出降低管系运行压力和在绝缘接头两侧加固的措施。运用ANSYS软件进行加固方案局部受力分析结果表明采取的加固措施能够保证受力安全。关键词:分输站城市门站绝缘接头应力分析管道加固中图分类号:TU.文献标志码:B文章编号:mdash()mdashAmdash作者简介:杨d,N男工程师硕士主要从事燃气厂站设计和研究工作。概述陕西省某市城市门站紧邻上游分输站建设两站工艺装置区隔墙相对厂站地形复杂两站工艺装置区高差近m。因工程由不同的设计团队完成工作中缺乏沟通、衔接导致分输站出站管道和城市门站进站管道衔接不顺直两者高差.ITI水平错位.m。城市门站进站管道与分输站出站管道采用非标弯头相连从而形成空间角致使城市门站进站管道上安装的绝缘接头处受力过大而门站急需投运进站管道暂无法切改。针对此情况在保障冬季供气安全的条件下运用应力分析软件对不收稿日期:mdashmdash修回日期:mdashmdash同工况进行应力分析提出既能保障运行安全又不影响高峰供气的改造方案。模型分析①建立物理模型该门站设计供气规模为timesm/h进站管道设计压力为.MPa设计温度为一~℃进站管道规格为Dtimes.材质为LMPSL。管材执行GB/T《石油天然气工业管线输送系统用钢管》(以下简称GB/Tmdash)。分输站出站管道设计压力为.MPa设计温度为一~℃出站管道规格为Dtimes.材质为LMPSL管材执行标准为GB/Tmdash。根据上游分输站出站管道和下游城市门站进站管道的详细安装尺寸、材质参数以及覆土厚度以上下游汇管为边界建立进出站管道的数学模型计算管系各节点编号见图计算管系各管段尺寸见图(图中数据单位为m其中包括弯头的长度)。图中A~A节点之间管道属于分输站管道计算温差为℃其中A~A节点之间管道为架空管道A一A节点之间管道为埋地管道。埋地管道管顶覆土厚度为.m土质为粉质粘土土壤密度为kg/rn覆土类型为型基床包角为。基床系数为.。middotAmiddot万方数据杨小刚等:基于应力分析的燃气管道绝缘接头加固第卷第期Dx.管道(A.A)mdashmdashDx.管道Dx.管道图计算管系各节点编号图计算管系各管段尺寸A节点之后管道属于城市门站管道计算温差为oCA~A节点之间管道为埋地管道管顶覆土厚度为.m土质为粉质粘土土壤密度为lkg/m覆土类型为型基床包角为。基床系数为.。A节点之后管道为架空管道架空管道和支架间摩擦系数为.。②结果分析在此基础上对整个管系进行应力分析管道应力分析采用Bentley公司开发的AUTOPIPE软件uJ以ASMEB.为标准土壤分析选用ASCE()模型设计工况下计算管系应力分析软件截图见图(图中值为节点应力与管材许用应力的比值)。根据图分别从管道和管道特殊件两方面分析设计的安全性可以看出设计工况下计算管系应力量大点位于A节点处比值为.。图设计工况下计算管系应力分析软件截图GB《输气管道工程设计规范》第..条规定ldquo埋地直管段的轴向应力与环向应力组合的当量应力应小于钢管标准规定的最小屈服强度的%rdquo。对照管系应力分析的结果管系整体受力符合规范的要求但根据SY/T《绝缘接头与绝缘法兰技术规范》中第.条规定ldquo绝缘接头、绝缘法兰所承受的最大弯矩应不低于相连管道所承受的弯矩rdquo而绝缘接头生产厂家在设计和生产过程中并未考虑绝缘接头受到的剪切力和热胀弯矩。绝缘接头的详细尺寸见图(图中单位为mm)设计工况下绝缘接头受管系的附加力和力矩见表。.婴.I.型.塑.I图绝缘接头详细尺寸改造方案①降低管系整体受力middotAmiddot万方数据第卷第期煤气与热力表设计工况下绝缘接头受管系的附加力和力矩项目算方向Y方向Z方向合成值力/N一mdash力矩/一mdash(Nmiddotm)分析管系受力其中影响最大的应力为管道的环向应力而根据GBmdash《输气管道工程设计规范》在管道规格确定的情况下环向应力主要取决于管道输送介质的压力故可以降低管道运行压力进而降低管道的环向应力。结合城市门站出站次高压管道运行情况确定上游来气压力最大不得超过I.MPa运行压力为.MPa工况下绝缘接头受管系附加力和力矩见表。表运行压力为.MPa工况下绝缘接头受管系附加力和力矩项目z方向rsquorsquo方向z方向合成值力/N一mdash力矩/一一l(NmiddotITI)通过对比可以清晰看出降低管道的运行压力能够显著降低管系对绝缘接头处附加力和力矩。对于新投运的厂站而言运行初期并未达产故降低管道运行压力对生产影响较小。②对绝缘接头加固a.加固前后模型图根据绝缘接头的尺寸在绝缘接头两端直管段外侧分别焊接剖开的异径接头异径接头尺寸为DNlX壁厚为.mm中间用Dtimes.直管段拼接而成形成一个外包围的钢管结构其材质均为LMPLS绝缘接头加固前后的结构分别见图、加固后绝缘接头与管道连接局部剖面见图。图绝缘接头加固前的结构图绝缘接头加固后的结构b.加固后有限元分析图加固后绝缘接头与管道连接局部剖面为了验证加固后绝缘接头的可靠性采用有限元分析软件ANSYS建立加固后绝缘接头与管道连接几何模型见图。图加固后绝缘接头与管道连接几何模型因绝缘接头厂家在设计和生产过程中没有考虑绝缘接头承受的附加力和力矩分析中为了简化计算以绝缘接头断开考虑条件更为苛刻所得结果偏保守。此绝缘接头只在冬季用春天会拆除。管系安装温度为℃管道来气温度为一qc温差为cc考虑一定的安全裕量温差定为cc。当管道运行压力为.MPa温差为℃时对模型端部横截面施加附加力和力矩计算有限元模型的应力模型的应力强度分布软件截图见图(图中单位为MPa)。middotAmiddot哪i胃plIl盛。、』^permil■■rSOLUTlN(AVG)............图模型应力强度分布软件截图根据分析结果最大应力点位于焊缝处其应力篇器嚣篓l|曷吕吕目一万方数据杨小刚等:基于应力分析的燃气管道绝缘接头加固第卷第期为.MPa。根据JB《钢制压力容器mdashmdash分析设计标准》(年确认)对最大应力点进行线性化处理得到一次局部薄膜应力P。为.MPa而管材的许用应力盯为.MPa符合P。..的要求故采取加固的措施能够保证管道运行的安全。结论①降低管道的运行压力能够显著降低管系对绝缘接头的附加力和力矩。②在厂站设计中应提前布置进出站管道走向并根据实际情况对厂站管系受力进行分析将设计工况下各设备承受的力和力矩提供给设备制造厂家。③在绝缘接头前后采取加强管加固的措施能够降低管系对绝缘接头的附加力和力矩。参考文献:张连来霍志欣.AutoPIPE在输油埋地管道中的应用J.管道技术与设备。():mdash.ReinforcementofInsulatedJointofGasPipelineBasedonStressAnalysisYANGXiaogang。FUJiannanXUZhanweiDUJianmeiLIUYingAbstract:InviewofexcessivestressoninsulamdashtedjointofincomingpipelineintoagasgatestationthephysicalmodelisestablishedbyAUTOPIPEsoftmdashwareandtheadditionalforceandtorqueofthepipesystemtotheinsulatedjointareanalyzed.Themeasmdashurestoreducetherunningpressureofthepipesystemandtoreinforcetheinsulatediointonbothsidesareporward.ANSYSsoftwareisusedtoanalyzethecalstressinthereinforcementscheme.Theresultsshowthatthereinforcementmeasurescanensurethestresssafety.Keywords:submdashtransmissionstationurbangasgatestationinsulatedjointstressanalysispipe一inereinforcementmiddot国际燃气简讯middot美国LNG出口继续破纪录根据美国能源信息署(EIA)的报道美国液化天然气(LNG)出口继续保持高位并在今年月创下新高。年月路易斯安那Cheniere的SabinePass液化终端出口了艘船的液化天然气货物创造美国月度出口新纪录。今年月从SabinePass液化终端出口了艘船的液化天然气货物。据EIA报道由于已经超出号和号LNG生产线的最大生产能力天然气供应商将会启动号生产线。号生产线预计将在年月基本完成。juml.m..⋯middotlsquomiddotuml.⋯middotuml.Ⅵ年月由于亚洲的寒冷季节增加了住宅对天然气的需求且天然气现货价格上涨导致了大西洋和太平洋区域存在着价格差异使得SabinePass的货物出口趋势更加倾向于亚洲地区也给予了美国出口LNG更大的激励。到年美国预计将成为世界第三大液化天然气供应商来自五个出口终端的总出:能力为Xt。(摘编自LNG世界新闻网址http://www.ngworldnews.com/eiamdashUmdashSmdashlngmdashexportsmdashcontinuemdashtomdashbreakmdashrecords/)渗稍魄晾资源逡邋带氇裂沿给middotAlmiddot万方数据

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