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石 油化 工设计 Petrochemical Design 大型汽轮机管道应力分析 赵洪亮 (中国石化工程建设有限公司，北京 100101) 摘要：为了解决大型汽轮机管道布置 问题，基于某大型催化裂解装置汽轮机管道应力分析过程，阐述 了汽轮机管道应力分析安全评定方法、大型汽轮机管道布置方法、管道支架设置原则、汽轮机管道应力分 析工况组合。通过管道应力分析解决了大型汽轮机管道布置问题。 关键词：汽轮机 管道应力分析 管道支架 伴随装置的大型化，管道布置、应力分析产生 2)位移荷载引起的二次应力校核条件。计算 诸多问题。汽轮机管道应力分析，作为较难解决 最大位移应力不应超过许用位移应力范围。 问题之一，在装置大型化的过程 中变得尤为突出。 1．2 汽轮机允许受力限制——保证机器安全 某220万t／a催化裂解装置，是 目前国内最大的催 对于汽轮机，其允许受力一般按照美国电气 化裂解装置，采用汽轮机机型是国内炼油装置中 制造商协会标准 NEMASM23来核算。具体要求 规模最大的机组 (正常工况功率 12170kW)。由 如下 ¨ ：如图1所示，NEMASM23中的坐标约定 于产汽量的增大，导致此背压式汽轮机功率增大， 是：转动轴方 向为 方向，垂直 向上为 +，，。 汽轮机进汽管道、排汽管道管径随之急剧增大。 常用的管道布置方案已经无法满足此装置汽轮机 允许受力要求。 行 1 汽轮机管道应力分析安全评定 在汽轮机管道应力分析 中，计算结果必须同 时满足管道 自身的应力要求、汽轮机管嘴允许受 力要求，除此之外，还需考虑便于实现施工质量验 图 1 NEMASM23中的坐标系不意 1)作用于汽轮机任一管嘴上的合力及合力 收和规范要求 。 矩应满足下列条件： 汽轮机是常见的转动机器，当所连接管道膨 0．9144FR+MR426．689D 胀或者收缩时，对其产生作用力。管道作用于转 动机器的荷载过大时，将造成转动轴的不对中、转 式中：F——单个管嘴的上的合力，N； 子与定子之间的间隙改变，引起机器的磨损和振 — — 单个管嘴上的合力矩，N ·m； 动，影响机器的正常运行，因此必须对管道作用于 D——当量直径，mm；当公称直径 DN不大 转动机器的荷载加 以限制 。 于200时，D =DN；当公称直径 DN 1．1 管道应力评定 ——保证管道 自身安全 大于200时，D =(400+DN)／3。 在管道应力分析 中，根据产生的应力荷载不 同，将其划分为一次应力和二次应力，并应满足： 收稿 日期 ：2014—07—15。 1)持续荷载作用下一次应力的校核条件。管 作者简介：赵洪亮，男，2005年毕业于中国矿业大学 (北京)工程力学专业，X-学学士，工程师，从事管道应 道因压力、重力和其他持续荷载产生的纵 向应力之 力分析 工作。联 系电话 ：010E—mail： 和，不应超过材料在预计最