本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域，特別涉及一種大型甲醇裝置中間換熱器進(jìn)出口管道應(yīng)力分析方法。

背景技術(shù)：

目前國(guó)內(nèi)規(guī)模較大的甲醇裝置合成工序仍然采用國(guó)外的工藝包，中間換熱器則是甲醇裝置合成工序中的核心設(shè)備之一。與該設(shè)備相連的管道的應(yīng)力分析尤為重要，不僅要使管道滿足應(yīng)力要求，還要保證中間換熱器的各管口的荷載在許用的范圍內(nèi)。以前國(guó)內(nèi)外設(shè)計(jì)的甲醇裝置在對(duì)這部分管道進(jìn)行應(yīng)力分析時(shí)，均采取的是增加彎頭和改變管道走向來(lái)增加管道柔性的方法。這種方法雖然能滿足要求，但也存在以下問(wèn)題：

1、管道走向復(fù)雜，占用較大空間。

2、材料增多，增加成本。

3、安裝難度大，檢修空間狹小，檢修困難。

在甲醇裝置大型化的趨勢(shì)下，以上問(wèn)題的存在，使得與中間換熱器相連管道的應(yīng)力分析遇到了瓶頸。因此，研究一套獨(dú)特的、安全的、穩(wěn)定可靠的管道應(yīng)力分析方法，是大型甲醇裝置中管道應(yīng)力分析工作方面的核心內(nèi)容。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：針對(duì)上述存在的問(wèn)題，提供一種能夠使設(shè)備和管道布置簡(jiǎn)潔，節(jié)省管道材料，且能有效的解決管道應(yīng)力和管口荷載問(wèn)題，在安全可靠的前提下降低工程成本的大型甲醇裝置中間換熱器進(jìn)出口管道應(yīng)力分析方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：大型甲醇裝置中間換熱器進(jìn)出口管道應(yīng)力分析方法，所述中間換熱器通過(guò)支座設(shè)置在支撐梁上，其特征在于：所述支座為可滑動(dòng)結(jié)構(gòu)，所述中間換熱器通過(guò)滑動(dòng)支座可相對(duì)于支撐梁產(chǎn)生一定位移，將支撐梁模擬成兩端鉸接的簡(jiǎn)支梁，計(jì)算出梁的剛度，其中梁的剛度計(jì)算公式為：k=48EI/l³，E是彈性模量, I是材料橫截面對(duì)彎曲中性軸的慣性矩，l是梁長(zhǎng)度，最后，將計(jì)算出的梁的剛度帶入到管道應(yīng)力分析模型中。

本發(fā)明所述的大型甲醇裝置中間換熱器進(jìn)出口管道應(yīng)力分析方法，其所述滑動(dòng)支座包括硬質(zhì)隔熱塊以及設(shè)置在硬質(zhì)隔熱塊上下端面的上碳鋼板和下碳鋼板，在所述下碳鋼板下方設(shè)置有不銹鋼板，在所述不銹鋼板下方設(shè)置有聚四氟乙烯滑塊，所述聚四氟乙烯滑塊通過(guò)底部碳鋼板設(shè)置在支撐梁上。

本發(fā)明通過(guò)對(duì)設(shè)備支座形式的改進(jìn)，使中間換熱器能夠按設(shè)計(jì)需要移動(dòng)，在一定范圍內(nèi)釋放邊界條件約束，進(jìn)而增加管道的柔性，降低管道應(yīng)力及管口荷載，同時(shí)將設(shè)備支撐梁的剛度因素考慮到應(yīng)力分析中，更真實(shí)的模擬邊界條件，使結(jié)果更加準(zhǔn)確，避免因邊界條件取值保守造成浪費(fèi)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明中滑動(dòng)支座的使用示意圖。

圖2是本發(fā)明中滑動(dòng)支座的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明中支撐梁的示意圖。

圖4是本發(fā)明中支撐梁的簡(jiǎn)化示意圖。

圖中標(biāo)記：1為支撐梁，2為滑動(dòng)支座，3為硬質(zhì)隔熱塊，4為上碳鋼板，5為下碳鋼板，6為不銹鋼板，7為聚四氟乙烯滑塊，8為底部碳鋼板。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的說(shuō)明。

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1和2所示，大型甲醇裝置中間換熱器進(jìn)出口管道應(yīng)力分析方法，所述中間換熱器通過(guò)支座設(shè)置在支撐梁1上，所述支座為可滑動(dòng)結(jié)構(gòu)，所述中間換熱器通過(guò)滑動(dòng)支座2可相對(duì)于支撐梁1產(chǎn)生一定位移，所述滑動(dòng)支座2包括硬質(zhì)隔熱塊3以及設(shè)置在硬質(zhì)隔熱塊3上下端面的上碳鋼板4和下碳鋼板5，在所述下碳鋼板5下方設(shè)置有不銹鋼板6，在所述不銹鋼板6下方設(shè)置有聚四氟乙烯滑塊7，所述聚四氟乙烯滑塊7通過(guò)底部碳鋼板8設(shè)置在支撐梁1上，通過(guò)聚四氟乙烯滑塊的設(shè)置，降低摩擦系數(shù)至0.06，使設(shè)備能夠按設(shè)計(jì)要求滑動(dòng)，在一定范圍內(nèi)釋放邊界條件約束，進(jìn)而增加管道的柔性，而設(shè)備的位移能有效吸收管道熱位移，降低管道應(yīng)力及管口荷載。

如圖3和4所示，設(shè)備支持梁在應(yīng)力分析中通常默認(rèn)為剛性支撐，在該管道的應(yīng)力分析中，考慮了設(shè)備支撐梁的剛度，根據(jù)梁的結(jié)構(gòu)力學(xué)原理，將支撐梁1模擬成兩端鉸接的簡(jiǎn)支梁，計(jì)算出梁的剛度，其中梁的剛度計(jì)算公式為：k=48EI/l³，E是彈性模量, I是材料橫截面對(duì)彎曲中性軸的慣性矩，l是梁長(zhǎng)度，最后，將計(jì)算出的梁的剛度帶入到管道應(yīng)力分析模型中。將設(shè)備支撐梁的剛度因素考慮到應(yīng)力分析中，更真實(shí)的模擬邊界條件，使應(yīng)力分析結(jié)果更加準(zhǔn)確，避免因邊界條件取值保守造成浪費(fèi)。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。