Разработка метода оценки неоднородности напряженно-деформированного состояния реакторов установки замедленного коксования

• Автор: Кузнецов, Андрей Александрович
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 99 с. : ил.

1 Деформирование реакторов установок замедленного коксования под действием затопленной сырьевой струи на входе в аппарат
1.1 Процесс замедленного коксования и его особенности
1.2 Реакторы коксования и дефекты в его элементах
1.3 Распределение температур в оболочке реактора
1.4 Способы снижения образования и роста эксплуатационных дефектов
1.5 Методы оценки напряженно-деформированного состояния реактора замедленного коксования
Выводы по главе 1
2 Объект и методы его исследования
2.1 Постановка задачи, задание граничных условий
2.2 Методика расчета ресурса реактора замедленного коксования
2.3 Генерация распределения температурных полей как случайного процесса
Выводы по главе 2
3 Моделирование и расчет напряженно-деформированного состояния реактора установки замедленного коксования методом конечных элементов
3.1 Отклонения верха реактора и распределение напряжений в оболочке. Расчет на реальную температуру
3.2 Напряженно-деформированное состояние реактора в случае упорядоченного распределения температур
3.3 Напряженно-деформированное состояние реактора при случайном генерировании температур
Выводы по главе 3
4 Оценка ресурса реактора и возможности предложенной мето
дики для разработки новых конструкционных решений
4.1 Расчет ресурса реактора при малоцикловых нагрузках
4.2 Моделирование устройства, демпфирующего изгибные напряжения
Выводы по главе 4
Общие выводы
Список использованных источников

Замедленное коксование это сложный термодеструктивный процесс получения нефтяного кокса, связанный с неоднократными фазовыми переходами сырья, где основным аппаратом является реактор, представляющий из себя пустотелый сосуд периодического действия.
С точки зрения напряженно-деформированного состояния реактор установки замедленного коксования является уникальной оболочковой конструкцией, сочетая одновременно воздействие высокотемпературных затопленных струй и фазового перехода, закупоривающего сырьевые каналы при периодическом ведении технологического процесса, создавая тем самым неравномерные как во времени, так и по поверхности аппарата температурные поля, носящие вероятностный характер.
При такой схеме нагружения под действием изменяющегося во времени неравномерного температурного поля на поверхности оболочки реактора в месте и непосредственной близости к шву приварки опорной обечайки создается эффект пластического шарнира, который перемещаясь наносит повреждения и одновременно возбуждает колебательные движения аппарата в целом, приводящие к отказам этого вида оборудования, связанных с образованием, развитием и накоплением многочисленных дефектов, причиной которых также является недооценка указанных обстоятельств на стадии проектирования, осуществляемого по стандартным методикам расчета напряженно-деформированного состояния.
Для определения ресурса реактора замедленного коксования необходима методика расчета напряженно-деформированного состояния реактора в процессе замедленного коксования, учитывающая действие неравномерного температурного поля и основанная на оценке характера термодеформирования коксовой камеры. Применение разработанной методики оценки ресурса реактора замедленного коксования на стадии проектирования для разработки устройства, компенсирующего изгибные деформации реактора, позволит снизить макси-

генерируется случайная кривая распределений фактической средней температуру и размаха ее колебаний, показанные на рисунках 3.15 и 3.16, позволяющие далее по цепочке получить значения вероятностных температурных кривых в пределах одного уровня расположения термопар.
Рисунок 2.14 - Распределение размаха колебаний средней температуры методом контрольных карт Шухарта для двух циклов коксования
Рисунок 2.15 - Контрольная карта Шухарта сгенерированного распределения
средних температур