【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及石油化工行业设备
,具体地说,是。
技术介绍
乙烯装置规模不断扩大,单台乙烯裂解炉已达到了 lOOkt/a以上的生产能力。急冷废热锅炉是乙烯装置的关键设备之一,它的长周期安全稳定运行成为制约乙烯生产的关键。进入急冷废热锅炉的往往是高温介质,高温裂解气进入急冷废热锅炉,对接管、管箱、气体分配器、管板、壳体等受热部件必然带来严重的热冲击、热疲劳和高温气体腐蚀,同时散热损失也大大的增加。为避免这类高温气体对设备安全运行带来的影响,通常在高温部位采用衬涂耐热隔热材料进行防护。但壳体与衬里是两种不同材料,其热膨胀性能存在差异, 这通常会导致内衬与壳体之间变形不协调,严重的会使得内衬出现开裂。“浴缸式”四进口急冷废热锅炉与传统的单一入口急冷废热锅炉相比,气体分布均勻,延长了运行周期,绝热段停留时间从传统单一入口的急冷废热锅炉的50ms降低到 10ms。但是“浴缸式”急冷废热锅炉自投用以来下封头法兰面经常出现泄漏,造成着火或被迫停车处理,其主要原因是下管箱的内衬刚玉出现开裂,导致下管箱温度偏高。同时,因其结构为椭圆形,修复更换内衬刚玉很困难。“浴缸式”急冷废热锅炉是由ABB LUMMUS公司与ABB ALST0M-SHG公司联合开发用于SL- II型裂解炉上的专利设备,国内研究单位很少对其进行研究过,内衬刚玉开裂已影响到裂解炉的正常运行,且因其会引起泄漏,故存在严重的安全隐患。可以采用有限元数值分析方法,建立下管箱及其内衬的三维有限元模型,对其变形协调及热应力进行分析,同时对下管箱及其内衬的结构进行了一些优化,降低下管箱壳体与其内衬之间的热变形差异 ...
【技术保护点】
1.一种新型急冷废热锅炉下管箱及其内衬刚玉的设计方法,其特征在于,具体步骤为:(1)分别对“浴缸式”急冷废热锅炉运行初期与后期下管箱及其法兰的表面温度进行了测量;(2)根据急冷废热锅炉下管箱的具体尺寸,管箱包含管板、壳体、内衬、法兰,采用ANSYS软件建立“浴缸式”急冷废热锅炉下管箱的有限元模型;(3)采用ANSYS模拟“浴缸式”急冷废热锅炉下管箱的温度场,将模拟得到的下管箱温度场与其实际测量值相比较,然后修正模拟参数,模拟出与实际情况一致的下管箱温度场;(4)将求得的下管箱应力的改善情况。温度作为体载荷施加在有限元模型上,并施加下管箱热变形的边界条件,进行下管箱热变形分析;(5)对下管箱内衬刚玉的结构形式、内衬刚玉的支撑形式及下管箱壳体的结构形式进行优化,模拟各优化方案对急冷废热锅炉下管箱与其内衬刚玉热变形协调性和内衬刚玉热
【技术特征摘要】
1.一种新型急冷废热锅炉下管箱及其内衬刚玉的设计方法,其特征在于,具体步骤为(1)分别对“浴缸式”急冷废热锅炉运行初期与后期下管箱及其法兰的表面温度进行了测量;(2)根据急冷废热锅炉下管箱的具体尺寸,管箱包含管板、壳体、内衬、法兰,采用 ANSYS软件建立“浴缸式”急冷废热锅炉下管箱的有限元模型;(3)采用ANSYS模拟“浴缸式”急冷废热锅炉下管箱的温度场,将模拟得到的下管箱温度场与其实际测量值相比较,然后修正模拟参数,模拟出与实际情况一致的下管箱温度场;(4)将求得的下管箱温度作为体载荷施加在有限元模型上,并施加下管箱热变形的边界条件,进行下管箱热变形分析;(5)对下管箱内衬刚玉的结构形式、内衬刚玉的支撑形式及下管箱壳体的结构形式进行优化,模拟各优化方案对急冷废热锅炉下管箱与其内衬刚玉热变形协调性和内衬刚玉热应力的改善情况。2.如权利要求1所述的一种新型急冷废热锅炉下管箱及其内衬刚玉的设计方法,其特征在于,所述的将模拟得到的下管箱温度场与其实际测量值相比较,其包含如下步骤(a)比较“浴缸式”急冷废热锅炉运行初期与后期下管箱表面温度场,选取出急冷废热锅炉运行不同时期下管箱表面温度的较高测量值;(b)选取空气、裂解气对流传热系数的经验值,应用ANSYS模拟出的“浴缸式”急冷废热锅炉下管箱的温...
【专利技术属性】
技术研发人员:王元华,陈明亚,徐宏,史永红,王志远,
申请(专利权)人:华东理工大学,
类型:发明
国别省市:31
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