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酩管渡米 P石油化工设计 etrochemical Design 裂解气管道应力分析 孙鹏 波 (中国石化工程建设公司，北京 100101) 摘要 ：结合工程实例运用有限元分析手段 ，通过对支架设置、管线走向的优化对裂解气管道进行应力 计算，并对裂解气大阀法兰面受力进行对比分析。提出了设计中需要注意的问题，为今后此类管线柔性 设计 问题的进一步优化积累经验并提供借鉴。 关键词 ：裂解气大阀；柔性设计；允许受力；热应力 随着乙烯装置大型化的发展，裂解炉数量和 单台产量不断增加，裂解气管线的管径越来越大， 管道整体刚度随之加大。特别是对于采用后急冷 工艺的裂解炉系统，管线操作温度最高可达 525 一 ℃，且工况组合复杂，管道热应力 问题越来越突 出，甚至成为装置大型化的设计瓶颈 。另外，裂解 气管道管径的增大还导致裂解气大阀随之增大， 图1 裂解气管线及清焦管线整体管系模型 体积庞大的大阀不但给管道布置提 出更多的要 求，其巨大的重量和刚度，也使裂解气管道的柔性 2 应力计算与分析 设计变得更加 困难 。因此，为了保证装置运行阶 利用管道应力计算软件 CAESARII5．0对裂 段裂解气大阀的顺利操作，在设计阶段就要尽可 解气管线进行计算，要求管道在操作温度和设计 能的增加裂解气管线的柔性，减少热应力的不利 温度下的一次应力和二次应力均应满足许用要 影响，降低设备管 口和裂解气大阀法兰面的载荷。 求；操作温度下管道对设备管 口的作用力在许用 本文结合SECCO乙烯扩能改造项 目，通过支架设 范围内；裂解气大阀的法兰面受力在制造厂家的 置、管线走向的优化，对裂解气管线系统进行应力 许用范围内。 分析。 2．1 计算参数和工况 计算参数：(1)管径：急冷锅炉管 口为 12”管 1 基本情况 线，炉子每侧6台急冷锅炉的出口管线合并为30” 本次改造新增两台液体原料裂解炉，布置在 的总管，每台炉子两侧的两根 30”管线合并为42” 原9号裂解炉北侧 ，为双辐射段单对流段炉型，单 总管，在经过裂解气大阀后，两台炉子的裂解气管 台公称生产能力约为 120kt／a。每个炉膛 中有 6 线汇合形成 60”裂解气总管，在经过急冷器后扩径 大组炉管，12台急冷锅炉 (TLE)分两侧布置在辐 为78”进入油塔；返炉膛清焦管线管径为 3O”。 射段上方，裂解炉为全部底烧设置 ，裂解气大阀布 (2)材质：裂解气管线采用A335P11进 口材料。 置在炉前区管廊 。两台液体炉生产的裂解气在经 过裂解气大阀后汇集成裂解气总管，通过急冷器 收稿 日期 ：2010—01—08。 作者简介：孙鹏波，男，山东邹城人，2003年毕业于石 冷却后进人汽油分馏塔 。由于本装置是扩能改 油大学(北京)工程力学专业，工学硕士，工程师，现从 造，位于原有装置的北侧，新增 ll—H一1100N炉 事管道设计 工作 。联 系 电话 ：010E— 距离急冷油塔 中心距离约为 80m，见图1。