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1、!“化 工 设 备 与 管 道第 #“ 卷大连苯乙烯脱氢反应器管系应力、 荷载解决方案史晓蕾（齐鲁化工工程公司， 淄博 $%#“）摘要本文介绍了通过采用补偿器解决大连苯乙烯脱氢反应器管系的热应力及反应器荷载问题。 两反应器之间沿 B向的间距 .“ CC， 沿 D 向的高差为 $E5$ CC。由于整个管系操作温度高， 管线直径大， 因此， 所产生的热膨胀如何消除和吸收，如何保证整个管系的应力和反应器承受的载荷处于许用范围，成为管道应力分析专业必须解决的难题。图 脱氢反应器管系!“# 年第 $ 期#%#5 %“78588“7 !“(9 448#5 %6!-;“ 点的 2 向位移量!2!*3#“!
2、轴线方向膨胀量!)!*)“+!,* %4“ 5 %#5 %“78588“7 !“(9 %4“5 %6&;!5%“7858:47 !“(9 ;#:!5 %6%5 %6!* :4- 若水平管段处于自由膨胀状态所产生的位移量：!A*)“+!,* 6“5 %6!-， 两者高差为 :4-， 而水平方向 A 向所产生的位移量为 6: -。由于整个管系为一个整体，不能自由膨胀， 彼此之间受到约束， 而两台反应器的刚度要远远大于连接管线的刚度， 因而， A 向和 2 向的热膨胀量主要由管线吸收。由于 86 英寸 7 6? 7 管线直径大、 温度高， 要吸收如此大的位移量势必会对整个管系带来较大的热应力和对反应
3、器产生大的荷载。 用 BCDEC3FF 软件对整个管系的应力和反应器受力进行计算， 管系模拟图见图 !。图 !脱氢反应器管系模拟图从计算书中可以看到： 一、 整个管系的一次应力和二次应力均在许用范围之内，但二次应力最大值在设计工况下已达到许用范围的 6!G，考虑到在高温情况下，长期的较高的应力值会使管线产生高温蠕变， 造成管线过量变形而产生破坏。因而， 有必要降低二次应力， 使整个管系安全运行。二、 3 7 #“! 的裙座节点 %“ 在设计工况受到的弯矩HI最大1 达到;:4!6“$J-1 3#“% 和 3#“! 管口在 A 方向受到的力 最大为设计工况，达到 #48“#6J1 最小为操作初期
4、工况1 也达到 !;6#“J。经设备专业对管口和裙座荷载进行分析校核1 反应器管口和反应器裙座受力大大的超出了许用范围。 由此可以看出， 这样的配管对反应器造成的荷载是非常巨大的，反应器无法承受这样大的荷载。#27 ,$“8 6。由于该管线设计压力 $%“,)45/ 真空， 设计温度为 ?$， 符合 E;F ,“BG 6 镍基高合金不锈钢，以提高波纹管的疲劳寿命和高温强度。同时，为了保证波纹管的正常工作，在补偿器内部设计了内保温结构，以保证波纹管的最高温度低于 20*，从而，使波纹管有较高的承载能力和较长的疲劳寿命。同时， 波纹管的波壳设计为双层， 每一层均能承受补偿器的设计压力，当其中的一层波纹管出现泄漏时， 另外一层仍能够正常工作。两层波纹管之间还设置了泄漏检测仪表，以检查波纹管是否出现泄漏情况。$结束语由于采用了补偿器，从而解决了大连苯乙烯装置脱氢反应器及高温、大直径管线的热膨胀所带来的热应力及荷载问题，使热应力和反应器承受的荷载均在许用范围之内，从而保证反应器能够安全平稳运行。大连苯乙烯装置自 2. 投产至今已有近四年的时间， 两台反应器一直运行平稳。实践证明， 两台反应器之间补偿器设计是成功的。参考文献2美国膨胀节制造商协会标准 4HI&!&4%&JCC 技术手册#&%I4 K#2)#
