焦炭塔油气线的应力分析与管道布置设计.pdf

学兔兔 高东旭等 焦炭塔油气线的应力分析与管道布置设计 9 焦炭塔油气线的应力分析与管道布置设计 高东旭 何印红 中石油东北炼化工程有限公司葫芦岛设计院 葫芦岛 125001 摘要 针对焦化装置焦炭塔的多种高温工况，应用CAESARⅡ应力计算软件，通过建立合理的应力计算模 型，结合现场新老装置管道、管架的实际情况，对焦炭塔顶油气管道不同布置方案进行应力分析，以经济、合 理、安全的原则进行管道走向及支架形式、位置的优化。 关键词 延迟焦化 应力分析 柔性 管道布置 某公司延迟焦化装置经多次改造，其处理量 2 焦化油气管道应力分析 由原来1000kt／a增至1500kt／a，流程为 “三炉六 塔”，装置运行多年后，工艺落后、流程不合理、 2．1 管道应力分析有关参数 设备老化并存在严重安全隐患。2008年该公司决 利用美国COADE公司研发的CAESARⅡ5．00 定实施 “延迟焦化隐患整改项目”，以消除装置隐 软件进行计算，需要预先准备好表示管道布置的 患，方便维修和管理，降低操作人员劳动强度。 轴侧图和管道设计的原始数据，并且对管道所受 项目停用有安全隐患的 “两炉四塔”，新建一套 1000kt／a的 “一炉两塔”，经合并保留后，装置流 温度、压力等工况进行分析。焦化油气管道基本 程为 “两炉四塔”，处理量仍为1500kt／a。新增炉 计算参数见表1。 塔与原有装置进行匹配，其中新增的焦炭塔至分 表1 焦化油气管道计算参数 馏塔、放空塔、甩油罐等处管道距离长、操作温 内 容 数 据 度高、工况复杂、布置难度大。本文针对这部分 安装温度，℃ 管道静应力分析和管道布置进行讨论。 操作温度，℃ 操作压力，MPa 1 管道应力分析 管道材质 管道外径，mm (主要管线) 加伽)5 M 一 1．1 管道应力分析的目的 管道壁厚，mm(主要管线) 管道应力分析的目的是对管道进行包括应力 计算在内的力学分析，并使结果满足标准规范的 2．2 焦化油气管道模拟计算 要求，从而保证管道自身和与其相连的设备及构 焦炭塔为间歇操作，当一个塔在进料时，另 筑物的安全，防止发生下列情况：① 因应力过大 一 个塔在处理。焦炭塔的操作周期一般为24～ 或金属疲劳而引起管道破坏；②管道接头处泄漏； 72h。经对其操作过程分析汇总后，对9种高温工 ③因管道的推力和力矩过大而使管道或与管道连 况进行模拟计算，见表2。 接的设备产生不允许的应力或变形，影响设备正 2．3 应力分析要点 常运行；④管道的推力和力矩过大引起支架损坏。 从表2中不难看出： 1．2 管道应力产生的原因 (