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炼油与化工
REFINING AND CHEMICAL INDUSTRY
冷高压分液罐补强计算方法探讨
医裕斤1，王
长良！
量1，刘秀英2，张
(1.大庆石化公司塑料厂黑龙江大庆163714；2.大庆石化公司水气厂，黑龙江大庆163714）
摘要：加氢装置的冷高压分液罐用于分离装置运行中产生的水蒸汽和氢气，使氢气能循环利用。设备采用的是卧式结构，设备底部带有积液包，通过工艺计算得到的积液包直径比较大，属于大开孔结构。文中结合GB150，HG/T20582标准，并利用ANSYS有限元分析软件对开孔结构进行强度分析，保证了设备设计结构安全合理。
关键词：大开孔：ANSYS；补强计算；焊接
中图分类号：TO053.2
文献标识码：B
文章编号：16714962(2016)02004802
第27卷
Discussiononreinforcingcalculationmethodforcoldknockoutdrum
Hou Yuting, Wang We' , Liu Xiuying , Zhang Liang
(1.Daqing Petrochemical Company Plastics Plant, Daqing 163714, China; 2.Water & Gas Plant of Daqing Petrochemical Company, Daqing 163714, China)
Abstract: The cold high pressure knockout drum of hydrogenation unit is used for separating water steam and hydrogen generated during operation , which makes cyclic utilization of hydrogen possible. The equipment is in vertical structure , its bottom is equipped with liquid collector, the liquid collector diameter from process calculation is large, and it belongs to large bore structure. In this paper, GB150 HG/T20582 Standards are combined, the ANSYS finite element analysis software
is used to make strength analvsis , the safe and reasonable equipment design structure is ensured. Keywords : large bore; ANSYS; reinforcing caleulation; welding
该加氢装置的冷高压分液罐的设计压力较高，封头采用双球形封头的结构形式，因设备长期与氢气环境接糖直设备的设计温度大于200℃，属于氢腐蚀工况，故选用Q345R抗氢钢，严格限制钢材中的S、P含量。设备底部较易沉积污垢、微生物等，故腐蚀严重。将设备底部堆焊3mm厚的 INCONEL625此种镍基合金的材料具有优良的抗腐蚀及抗氧化性，在高低温度环境均有优良的力学性能。底部的积液包为大开孔结构，外部带有盘管，设备焊后进行整体消除应力热处理。设备的技术参数见表1。
表1设备的技术参数
项目工作压力/MPa 设计压力/MPa 工作温度/℃ 设计温度℃C 腐蚀裕量/mm 主体材质积液包结构
内容 16.5 17.4 255 285 6
Q345R(HIC) p 1 100×200×500
1补强计算方法
积液包的内径为Φ700，壁厚200mm，采用 16MnIV（HIC），内部堆焊用于抗腐蚀的 INCONEL625材料，因堆焊材料用于防腐蚀，所以不计人强度
（1）等面积补强
压力容器补强的金属面积应大于等于开孔削弱的金属，具备一定的安全系数，限制开孔的规格，保证开孔前后的平均应力不变。其理论为大平板开小孔理论。接GB150.3-2011中等面积补强法规定，当简体内径Di≤1500mm时，开孔最大直径dopsDi/2mm，且≤520mm，故该结构属于大开孔补强。
（2）压力面积法
压力面积法仅考虑了开孔处的一次薄膜应力，而对二次应力的安定性是靠较大的安全系数以及实践经验加以保证的；若按HG/T20582-2011 中的压力面积法规定，Di/dop≤2，且从结构上看，该