加氢反应器裙座支撑区的机械应力分析.pdf

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1、第40卷第11期当代化工Vo]．40．N0．112011年11月ContemporaryChemicalIndustryNovember．201l加氢反应器裙座支撑区的机械应力分析张彦军，任建明(辽宁石油化]_大学，辽宁抚顺1l3001)摘要：加氢反应器是石油产品加工的重要设备，由于其工作在高温高压的场合下，机械应力很大，所以对其裙座支撑区的机械应力分析就尤为重要，在设计时不应忽略。利用ANSYS软件建立了加氢反应器裙座支撑区有限元模型，并对其进行机械应力分析。关键词：机械应力；有限元分析；裙座支撑区；

2、线性应力分析中图分类号：TQ050．1文献标识码：A文章编号：1671—0460(2011)11-1152—04MechanicalStressAnalysisofHydrogenati0nReactorSkirtSupportAreaZHANGYanT]un，RENJian—ming(LiaoningShihuaUniversity,LiaoningFushun113001，China)Abstract：Thehydrogenationreactorisakindofimportantequipmen

3、tforproductionofpetroleumproducts．Becausethehydrogenationreactorworksunderhightemperatureandhighpressurecondition，andithashighmechanicalstress，mechanicalstressanalysisofskirtsupportareaismoresignificantandshouldn’tbeignoredduringthedesign．Inthispaper，the

4、finiteelementmodelofthehydrogenationreactorskirtsupportareawasestablishedbyusingANSYSsoftware，anditsmechanicalstresswasanalyzed．Keywords：Mechanicalstress；Finiteelementanalysis；Skirtasupportarea；Linearstressanalysis加氢反应器是石油产品加工的重要设备，其基设计温度71=347；本结构如图l，加氢

5、反应器由于压力较高，一般为泊松比=0．3；结构细长，并采用球形封头。加氢炼制工艺一般为材料2．25Cr一1Mo。氢气和原料油按照一定比例从顶端得管口进入加氢反应器，经过人口分配器均匀分布在反应器的催化剂上，在催化剂床层中发生反应，由于该反应时放热反应，为了调节反应器的温度，从一侧的冷氢管加入冷氢，冷氢与油气在冷氢箱内充分混合，以吸收反应热，避免反应超高温，加氢精炼制过程是分段进行的，经过多段催化反应生成的成品油经反应器下端的出口收集器从出口管流出，底部的卸料管用于停工时卸料LlJ。加氢反应器裙座支撑区是

6、其高应力区之一，也是经常出现问题的的区域，所以对其进行机械应力图1加氢反应器结构简图Fig．1Hydr0genati0nreactorstructurediagrammode分析是极其必要的。1加氢反应器2有限元模型2．1有限元简介1．1加氢反应器裙座h型锻件本文采用由世界上最强大的有限元分析软件开该部分上部连接筒体，下部连接封头及裙座，h发公司之一美国ANSYS公司研发的有限元分析软型锻件厚度一般设计为3mm，分别用于简体、封头件ANSYS软件进行述职模拟分析。该软件融结构、及裙座，如图2所示。流体、

7、电场、磁场等于一体，ANSYS是一款通用1-2基本设计参数性极强的分析软件。早在1995年的10月份，经伞设计压力尸=8．8MPa；作者暑简介：张彦军(1985一)，男，内蒙古乌海，硕士，2009年毕业于辽宁石油化工大学字，流体密番封：流体密苗封rEma：422078094@qjq．∞⋯m第40卷第11期张彦军，等：加氢反应器裙座支撑区的机械应力分析1153国的压力容器标准化委员会的研究和测试，认定所以在其端部施面力P1如图4。ANSYS软件与压力容器的分析和设计的标准相适应，可以用于压力容器分析设计以

8、及改造。2．2模型简化根据加氢反应器裙座支撑区h型锻件的结构建立如图2所示，因为其轴对称所以就采用轴对称模型，其中与h型锻件的简体及裙座的长度足够长，远大于2．5倍的边缘，由于主要讨论h型锻件连接区的应力分布规律，忽略了下封头的开孔接管，截图4施加载荷条件模型面尺寸如图2所示，其中，简体端部以面力P2模拟Fig．4Appliedloadconditionsmodel封闭简体受力情况。4mgD一p一：(Rl+)一R2式中：一设备重力在简体端部