化工设备讲座——设备失效事例及分析,ppt,讲座,课件.ppt
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1、化工设备讲座 设备失效事例及分析,一. 概述,当前石油化工发展的特点: 大型化 高参数:高温、高压、强腐蚀,实例1: 烟囱 总高:80000 mm,二. 实例分析,圆柱部分:35000 mm 圆锥部分:45000 mm,直径:,圆柱:2150 mm 圆锥:2150/4000 mm,材料:,壳体:低碳钢 内部:耐火材料,振动特点: 1.和风向有关 2.和风速有关 3.间歇性的,卡曼漩涡及涡街,卡曼漩涡及涡街的数值模拟,卡曼涡街形成的条件: 对于在流体中的圆柱体 雷诺数R(4747时, 圆柱体后的旋涡交替脱落,形成 卡曼涡街。,当圆柱两侧交替产生旋涡时,两侧交替地产生 垂直于流体流动方向的推力PL
2、的作用,共振的预防,0.85 fn1 fv 1.3 fn1 fv 激振力即旋涡陨落的频率 fn1 结构的第一自振频率(基频率),防振措施:,增大结构的自振频率 增加结构的阻尼 采用扰流结构,现场照片:,(a)改造前 (b)改造后,设备简况: 管束长: 4500 mm 设备内径:1250 mm,实例2:双壳程U型管换热器 高温高压锅炉给水预热器,设备简图,换热器损坏情况,换热管端部,1. 损坏特点及分析:,分层隔板上部管口焊缝断裂 管子伸出管板外100150 mm 共312根换热管,焊缝开裂且管子伸出的管口 共87个,占27.8 隔板槽以下部分,管口完好无损,2. 原因分析:,1. 壳层压力在U
3、型管产生的轴向推力 F1/2 = 1126.4 kgf 2. 隔板上下的换热管温差产生的应力 F2= 2572.4 kgf,两者合成:,1. 上部换热管: F1/2F2= 3698.8 kgf 2. 下部换热管: F1/2F2= 1446 kgf,3. 数值模拟:,(a) (b) 管子与管板连接焊缝处的应力集中及变形,应力集中区,应力集中区,如果上部管口断裂: 管外: P11.0 MPa 管内: P3.5 MPa 温度: 上部 360 下部 310 边界: 下管口固定,上管口自由,设备简况: 塔径:5000 mm 塔高:H55000 mm 结构:填料塔,内装规整填料,实例3: 塔设备,大修期间
4、 停车退料加盲板蒸汽吹扫降温 开人孔盖通风,准备交施工队,下午3:00点 打开人孔盖 夜间10:00左右,发现塔中部已经发红,推断是内 部燃烧,并通知消防救火 11:00 在救火过程中塔从中部开始发生倾斜,并 断裂倒塌,掉落在地上,污垢及腐蚀产物附着在填料内,腐蚀及氧化反应:,防止含FeS的填料塔及其它设备管道产生自燃的某些措施: (1)控制温度:控制设备内温度,如果某些原因出现温度升高,应及时喷水降温。一般控制温度在60以下。 (2)控制温度:如设备内温度减小20%。 (3)清除设备及管道内的含FeS的腐蚀产物 (4)系统脱硫,设备简况: 稀释蒸汽发生器是乙烯装置中重要的大型换热器,主要结构
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