大型攪拌釜封頭法蘭結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析與優(yōu)化.pdf

1、攪拌釜是石油化工煉廠中的重要設(shè)備，尤其在大型聚乙烯、聚丙烯、乙丙橡膠、PTA等裝置中承擔(dān)相關(guān)聚合反應(yīng)的重要作用，是整個(gè)工藝裝置能否滿負(fù)荷連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵。但在開(kāi)車(chē)和生產(chǎn)運(yùn)行中，經(jīng)常遇到業(yè)主反饋攪拌器晃動(dòng)嚴(yán)重，攪拌釜?dú)んw出現(xiàn)變形，機(jī)械密封泄漏嚴(yán)重等一系列安全問(wèn)題，給業(yè)主單位的檢修和正常生產(chǎn)以及污染物排放檢測(cè)等帶來(lái)諸多困擾和難題，持久得不到解決。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，裝置和設(shè)備的大型化趨勢(shì)日益明顯，給生產(chǎn)裝置的設(shè)計(jì)和運(yùn)行帶來(lái)新的挑戰(zhàn)，尤其作為動(dòng)設(shè)

2、備和靜設(shè)備相結(jié)合的大型攪拌釜，其難度就更大。為深入了解大型攪拌釜的力學(xué)特性，為今后工程實(shí)踐及設(shè)計(jì)改進(jìn)提供一些參考，本文針對(duì)一臺(tái)低密度聚乙烯裝置的攪拌釜采用常規(guī)強(qiáng)度計(jì)算方法和有限元法對(duì)該設(shè)備結(jié)構(gòu)上的封頭凸緣法蘭部分重點(diǎn)進(jìn)行了強(qiáng)度分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化，具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)采用GB150中的常規(guī)強(qiáng)度計(jì)算方法，對(duì)封頭凸緣法蘭及相鄰人孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行校核，為后續(xù)分析提供對(duì)比參照。利用大型軟件ANSYS對(duì)上述結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析，研究在內(nèi)壓和攪拌

3、器載荷作用下封頭凸緣法蘭部位的應(yīng)力水平。結(jié)果表明:常規(guī)強(qiáng)度計(jì)算方法并不能很好的考慮外載荷對(duì)封頭部分的影響，而基于有限元分析的優(yōu)化是一種合理有效的設(shè)計(jì)方法。
　　(2)采用增加筋板的方法，對(duì)凸緣法蘭部分進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。對(duì)增設(shè)筋板后的模型進(jìn)行有限元分析，結(jié)果表明增加筋板可有效降低應(yīng)力集中區(qū)的應(yīng)力水平。對(duì)設(shè)置不同數(shù)量、長(zhǎng)度和厚度筋板的凸緣法蘭結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行建模和有限元分析，研究應(yīng)力變化規(guī)律。結(jié)果表明:筋板數(shù)量和長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)力集中區(qū)的應(yīng)力水平影響