聚丙烯装置中气相流化床反应器出料系统管道疲劳应力分析.pdf

22 CHE ⅡCALENGINEER矾 GDESIGN 聚丙烯装置中气相流化床反应器出料系统 的管道疲劳应力分析 孙行之 中石化上海工程有限公司 上海 200120 摘要 用等效静力法，通过分析计算并对聚丙烯装置中气相流化床反应器出料系统管道的振动问题进行 了研究设计，成功避免因振动引起的疲劳破坏。 关键词 出料系统 管道振动 疲劳应力 应力分析 经过特殊设计的粉料密相输送系统，通过反 应器与脱气仓之间的压差作为输送粉料动力 ，出 料系统通过阀门的开关间隙向脱气仓排料，因此 在管道中形成了压力脉动，这种脉动会对管道产 生一定的冲击力，引起管道的振动，因此出料系 统的管道应力计算与常规应力计算不同，需要考 图2 产品室设备支座 (立面图) 虑疲劳应力。 吹出罐和产品室直连，吹出罐由弹簧支架支 l 反应器出料系统组成 撑，见图3。同时吹出罐由两个夹角为6O。的阻尼 反应器出料系统由反应器、产品室、产品吹 器约束，见图4。 出罐及相连管道阀门等组成，见图1。 图3 吹出罐设备支座 (立面图) 图1 反应器出料系统 (立面图) 反应器 由群座支撑，反应器的群座标高应与 产品室的耳架标高相同或尽可能接近，可以有效 减小因反应器和产品室在垂直方向热胀差引起的 图4 吹出罐防振阻尼器装置 (平面图) 管道应力。 反应器 由四个两级产品出料系统组成两对。 产品室由上下约束的刚性支座支撑，见图2。 正常情况下，每对的两个产品出料系统交替操作， 该支座为滑动型支座，支座底板衬 PTFE板用于减 但在某对的一个系统遇到机械故障时，另一个系 小水平摩擦力。 统可以独立操作。产品出料系统由产品室和产品 十孙行之：工程师。2003年毕业于上海工程技术大学机械工程及 自动化专业。从事工程设计管道应力分析。联系电话 ： (021) 2268，E—mail：sunxingrlai．ssec~(sinopec．eom。 孙行之 聚丙烯装置中气相流化床反应器出料 系统的管道疲劳应力分析 23 吹出罐组成。 当P=400kg／m。，V=16m／s，A=322．75cm ， 两个出料系统交替操作。固体和气体从反应 经计算 F1和F合分别得出3．3kN、4．7kN。 器间歇进每对出料系统中的某一个出料系统，见 2．3 突然泄放冲击力 图5。因此计算中应考虑管道因脉动引起的疲劳应 在管道系统计算时尚需考虑聚丙烯粉末结块 力工况。 后，突然泄放时的冲击力F2。 式中，P为管 道压力，MPa；A 为管 道截 面 积 ，cm o 当P=4．31MPa，A=322．75cm ，经计算 F2 得 出 139．1kN。 2．4 工况组合