空分冷箱內管道靜力分析邊界條件的設定

2014N007機械與自動(dòng)化Joumal of Henan Science and Technology河南科技空分冷箱內管道靜力分析邊界條件的設定李惠民劉方(開(kāi)封空分集團有限公司設計研究院,河南開(kāi)封475004)摘要:空分冷箱作為空分裝置中精餾、換熱的場(chǎng)所,是空分裝置的關(guān)鍵部杋之一,其中管道因受到工作介質(zhì)溫度低、空間等條」件的限制,管道應力分析對管道的安全性及優(yōu)化有著(zhù)較為重要的意義。本文著(zhù)重從管道靜力分析方面,對其邊界條件的合理設定進(jìn)行論述。關(guān)鍵詞:低溫管道;靜力分析;邊界條件中圖分類(lèi)號TQ116文獻標識碼:A文章編號:1003-5168(2014)13-0135-021前言裙座底部溫度取值為分餾塔基礎溫度或者裙座所支撐的鋼結構由于空分冷箱內管道的特殊性,即工作溫度低且與安裝溫溫度。同時(shí)對于塔器設備還應注意塔器型式的不同?？辗盅b置中度溫差大、工作介質(zhì)為助燃介質(zhì)(液氧、氧氣)和窒息性介質(zhì)(液塔器型式有填料塔、篩板塔及篩板塔上復合一段填料的復合塔。氮、氮氣、液氬、氬氣)、冷箱空間限制、工作在珠光砂環(huán)境中,所在設備模型建立時(shí),應考慮塔器結構的差別。對于不連續的單元以在裝置運行期間,不具備在線(xiàn)檢修的可能性,只能停車(chē)扒砂后體要區別對待,其操作溫度及壓力也是不同的才能進(jìn)行檢修工作。在保證管道滿(mǎn)足工藝需要的前提下,管道的過(guò)濾器、緩沖分離管也是按照塔器同樣的設計思路考慮安全性問(wèn)題顯得更加突出。靜設備中最為特殊的是板翅式換熱器,板翅式換熱器截面通常2管道靜力分析的提出為矩形,而分析軟件中模型按桿件考慮,截面為圓截面。因此需目前,業(yè)內為保證管道的安全性及提高優(yōu)化管道的可能要將矩形等效為相應的圓截面。板翅式換熱器通常支撐于換熱性,紛紛引入應力分析軟件對管道進(jìn)行應力分析。主流的應力分器橫梁處,在模型中亦應該考慮,并按工藝計算結果按線(xiàn)性關(guān)系析軟件有 Caesar I、 AutoPIPE等。根據管道所受的外力是否隨時(shí)計算得到橫梁的工作溫度。目前,高壓板翅式換熱器仍依賴(lài)進(jìn)間變化可將管道力學(xué)研究劃分為靜(應)力分析和動(dòng)(應)力分口,高壓板翅式換熱器管嘴有著(zhù)較為苛刻的管嘴受力要求,在計析。靜力分析指的是對外力與應力不隨時(shí)間而變化的工況進(jìn)行算完管道應力分析后,應予以校核以滿(mǎn)足廠(chǎng)家要求。此外,靜設力學(xué)分析,常見(jiàn)的有介質(zhì)的內壓、管道元件的自重、管道內的介備還需注意的問(wèn)題是管口的位移量的確認。常規靜設備徑向管質(zhì)重量、管道的熱脹和位移載荷等,并進(jìn)行相應的安全評定,使口按照上述方法建立無(wú)重量鋼體隨設備模型統一考慮。而在設管道滿(mǎn)足相關(guān)管道標準規范的要求。動(dòng)力分析指的是對包括管備頂部的管口按照其在封頭位置的差別分為:位于封頭中心的道的機械振動(dòng)、疲勞等外力與應力隨時(shí)間而變化的工況進(jìn)行力管口、斜插封頭的管口。前者僅僅有垂直方向的位移,而后者則學(xué)分析。冷箱內管道主要進(jìn)行靜(應)力分析。管道靜力分析的目要注意有垂直與水平兩個(gè)方向的位移,應在建立模型時(shí)予以考的是充分考慮各種靜載荷的作用特性,利用適當的方法來(lái)求解慮。而管嘴的模型均是按照無(wú)重量鋼體考慮。管系在載荷的作用下所引起的力、應力和位移,并加以判斷,使動(dòng)設備主要有低溫工藝液體泵、增壓透平膨脹機組等。其滿(mǎn)足管道元件以及與之相連的設備的強度要求,使壓力管道般地,動(dòng)設備均為空分廠(chǎng)家外配套設備,而動(dòng)設備廠(chǎng)家一般會(huì )在及相連設備能夠安全地運行,同時(shí)又使得管道的一次投資最少。提供的技術(shù)資料中提供設備管嘴受力或位移的要求,此數據則管道靜力分析主要需要進(jìn)行三方面的工作:正確地將管道可以直接作為邊界條件輸入。泵在缺乏數據的情況下,將泵口法力學(xué)模型轉換為數學(xué)模型、真實(shí)地描述管道的邊界條件以及正蘭作為固定點(diǎn)模擬確地分析計算結果。而其中的根本問(wèn)題就是邊界條件的問(wèn)題,而3.2冷箱內管道支架的模擬體現在工程概念上就是管系中各管道元件的約束條件、附加位空分冷箱內管道支架按功能可分為三類(lèi):一是用于支撐管移、管系端點(diǎn)類(lèi)型、冷緊等具體問(wèn)題的模擬。只有真實(shí)地描述這道;二是固定管道,并將載荷傳遞至可靠的承載結構;三是控制些邊界條件,才能得到盡量準確的計算結果。管道按預期的要求變形,達到消除應力的目的。根據冷箱內管道3邊界條件的設定支架的功能分類(lèi),管架類(lèi)型歸結為以下三種管道的邊界條件可分為位移邊界條件、力邊界條件和彈簧(1)限位式支架。用于約東或部分限制管道系在支點(diǎn)出邊界條件?？辗掷湎鋬裙艿酪蚱涮厥庑?目前一般不設置彈簧支(幾)個(gè)方向位移的支架。冷箱內管道常使用限位架的部位為膨吊架,因此對于空分冷箱內管道僅需要考慮位移邊界條件及力脹機進(jìn)、出口近處管道,防止管道應力傳遞至膨脹機組損壞膨脹邊界條件機組。3.1設備邊界條件的設定(2)導向式支架。用于引導管道沿預定方向位移而限制其冷箱內安裝的設備主要分為靜設備和動(dòng)設備,靜設備主要他方向的位移支架。冷箱內管道常使用導向式支架的部位有附有精餾塔、板翅式換熱器、過(guò)濾器和緩沖分離罐等。無(wú)氫制氬空塔管道的第二個(gè)及后續垂直管道的支架,垂直長(cháng)距離管道的支分精餾塔包括下塔、上塔、粗氫塔和精氬塔。上塔、主冷、下塔焊撐。接組成主塔,坐落在下塔支架上,粗氬塔及精氬塔分別坐落在各(3)固定式支架。用于完全約束管道系在支點(diǎn)處任何線(xiàn)位自的裙座支架上,支架的材質(zhì)常用不銹鋼材質(zhì)。而這些塔器常用移和角位移的剛性支架。冷箱內管道常使用固定式支架的部位的材質(zhì)為鋁鎂合金,而兩種材料的線(xiàn)膨脹系數不一致,因此在建有液體節流閥后固定架?？辗掷湎鋬裙芗芤话闵诶湎涔羌苣r(shí)需同時(shí)建入設備和支架,支架溫度可以取為裙座頂部溫度上或設備上,對于生根在設備上的管道支架,附塔管道支架的模與底部溫度的算術(shù)平均值。裙座頂部溫度取值為塔器底部溫度,擬較為復雜。因為附塔管道支架是生根在塔上面,而塔由于熱脹河南科技2014No07Journal of henan Science and Technol誡與自動(dòng)化變頻器在煤礦斜井絞車(chē)系統中的運用初探王昭陽(yáng)胡文博(鄭州煤電股份有限公司超化煤礦,河南鄭州452385摘要:滐礦斜井車(chē)系統是一種單筒單繩式的提升系統,其主要包括的裝置有絞車(chē)、車(chē)斗、電磁抱閘裝置、電源柜、啟動(dòng)裝置電阻箱和操作臺等。在這些裝置中,電磁抱閘裝置是一種特殊的系統,當電源處于失電狀態(tài)時(shí)該裝置就會(huì )處于完全抱緊狀態(tài)。變頻器以其獨特的性能特點(diǎn)在該裝置中得到廣泛應用,使用變頻器可以提髙電動(dòng)機的啟動(dòng)速度,變頻器在使用中具有操作方便、調速范圍廣和高效節能等特點(diǎn)。本文就變頻器在煤礦斜井鉸車(chē)系鋭中的運用進(jìn)行探析。關(guān)鍵詞:變頻器;滐礦斜井;絞車(chē)系統;運用中圖分類(lèi)號:TD55文獻標識碼:A文章編號:1003-5168(2014)13-0136-02傳統礦用提升機一般使用繞線(xiàn)式的電機調速系統,這一系器,具有雙限制的保護功能,可以實(shí)現絞車(chē)的限速和減速。除此統的使用使得提升機在爬行階段對速度的控制性能較差,提升之外,變頻器還能夠實(shí)現發(fā)電的自動(dòng)轉換,確保絞車(chē)在下放重物機在負載變動(dòng)時(shí)很難實(shí)現減速控制,通常情況下會(huì )給機器帶來(lái)時(shí)更加平穩。變頻器輸入的電流波基本上為正弦波,從而使得電較大的故障,從而使得生產(chǎn)效益受到嚴重影響。為了實(shí)現提升機網(wǎng)的諧波污染逐漸減少的恒加速和恒減速控制,在施工過(guò)程中引入了變頻器,將變頻器2變頻器在煤礦斜井絞車(chē)系統中的應用運用在煤礦斜井絞車(chē)系統中能夠避免施工事故的發(fā)生,對提高施工質(zhì)量有重要作用。21變頻器在煤礦斜井絞車(chē)系統中的提速應用1變頻器的工作原理及其技術(shù)性能速的變頻調速。變頻調速的主要工作原理是對電機輸入的電源頻器的工作原理頻率進(jìn)行改變從而使得電機的轉速發(fā)生變化,可以達到較高的變頻器使用的主要目的是實(shí)現絞車(chē)的提速,其在工作的過(guò)調速范圍。通常情況下變頻器的調速可以達到350Hz,變頻器的程主要是由施工人員改變電子機的供電頻率從而達到改變電動(dòng)頻率調節精度也相對準確。變頻器在提速應用中可以實(shí)現軟啟機轉速的目的。變頻器調速系統主要分為兩個(gè)部分。第一個(gè)部分動(dòng)和平滑調速,從而使得轉差率逐漸降低,也會(huì )提高電路功率。是以絞車(chē)電機作為電動(dòng)機來(lái)調速,這一過(guò)程通常被稱(chēng)為逆變過(guò)電機的輸出功率會(huì )隨著(zhù)變頻器的轉速不斷地發(fā)生變化,可以起程,該過(guò)程主要由三部分組成,分別是整流、正常逆變和濾波。其到節電的效果。變頻器和一些軟件相結合可以對輸出轉矩進(jìn)行中核心部分是正常逆變部分,它通過(guò)運行可以改變電機定子的改變,可以根據具體的使用要求對參數進(jìn)行設置,通過(guò)控制端子供電頻率。第二部分是將絞車(chē)電機作為發(fā)電機的過(guò)程,這一過(guò)程排從而使得絞車(chē)系統的整個(gè)行程得到有效的控制。其中,行程控被稱(chēng)為能量回饋過(guò)程,該過(guò)程的組成部分也有三部分,主要是整制主要是將變頻器在升降過(guò)程中的階段進(jìn)行劃分,根據具體形流、回饋逆變和輸出濾液。其中核心部分是回饋逆變部分,通過(guò)成區間的實(shí)際情況使用多個(gè)變頻器進(jìn)行調速,從而控制整個(gè)系回饋逆變可以使得輸出電壓相位和電網(wǎng)電壓呈現一致性。在系統的升降。對于絞車(chē)系統的停運和啟動(dòng)也能起到較好的控制作統出現減速或是受到重壓的情況下對其進(jìn)行操作就會(huì )向電網(wǎng)回用,除了對系統的行程進(jìn)行控制外,還可以對整個(gè)系統進(jìn)行制1.2變頻器的技術(shù)性能動(dòng)控制。一般情況下采用回饋控制和抱閘制動(dòng)控制兩種相結合變頻器在工作中主要的技術(shù)性能是通過(guò)傳感器矢量控制的方法進(jìn)行控制。利用變頻器提升過(guò)程中的慣性作用進(jìn)行加速技術(shù)實(shí)現無(wú)級調速,在調速的過(guò)程中調整的范圍較寬,具有高精和減速的控制,使系統在運行的過(guò)程中產(chǎn)生一定的能量進(jìn)行制度的特點(diǎn)。當變頻器的運行出現低頻情況時(shí),其額定力矩輸出會(huì )動(dòng),這種制動(dòng)的形式是一種軟制動(dòng),可以有效避免機械的下滑。出現全部輸出的情況。電頻器的主要器件大多數是進(jìn)口的設備,在絞車(chē)停止運行時(shí)采用抱閘制動(dòng),當系統運行到停車(chē)的位置時(shí)質(zhì)量相對較高,在使用過(guò)程中的維修程度也較低。一定程度上提變頻器就會(huì )發(fā)出停車(chē)信號,從而實(shí)現抱閘制動(dòng)。操作人員的操作高可絞車(chē)的安全運行速度。此外,變頻器使用的是數字式的監視行為出現錯誤時(shí)變頻器就會(huì )發(fā)出緊急制動(dòng),從而實(shí)現操作控制。冷縮往往有較大的熱位移,所以需將該熱位移準確模擬到附塔力學(xué)要求的一個(gè)手段,是一個(gè)力學(xué)分析過(guò)程,是保證管道安全性管道的支架上。通常先建立設備模型至管架同標高,而由設備中的必要條件。對模型邊界條件的描述越真實(shí),則結果越真實(shí),對心至設備外壁為同設備輸入條件(溫度、壓力)設備無(wú)重量剛體,管系的安全性判定則越正確。外壁至管道支架亦為無(wú)重量剛體,而管道節點(diǎn)關(guān)聯(lián)此管道支架節點(diǎn)即可。參考文獻:3.3在部分主管道在操作狀態(tài)有較大位移時(shí),如果此管道唐永進(jìn)著(zhù)壓力管道應力分析(第二版川M北京:中國石有分支管道,則應將主管與支管同時(shí)建模,或將主管與支管的連化出版社,2010.接節點(diǎn)位移作為支管的位移邊界條件而單獨建立模型。[2]宋岢岢.工業(yè)管道應力分析與工程應用M北京:中國石4結語(yǔ)化出版社,2011管道的靜力分析是驗證管系柔性設計是否能滿(mǎn)足各方面