管廊上蒸汽管道柔性设计及应力分析研究

朱为为 邱威

摘要：本文主要分析了管廊上蒸汽管道柔性设计在具体的石化生产中的应用，重点介绍了管廊上蒸汽管道柔性设计的应用和应力分析的相關内容。对管廊上蒸汽管道柔性设计和应力分析的内容展开探讨，可以在石化生产过程中，选择整改合适的设计方案，实现石化生产的高效、便捷，从而到达保障蒸汽管道的安全、稳定的目的。

关键词：管廊;蒸汽管道;柔性设计;应力分析

1 管廊上蒸汽管道柔性设计主要内容分析

据有关调查显示，在我国的石油石化的生产过程中管廊上蒸汽管道的使用率是巨大的，在整个生产过程中占据着重要的地位。但实际上，管廊上蒸汽管道也存在着一定的复杂性和压力性，其使用频繁、要求高等特点都限制着其发挥作用。而且，管廊上蒸汽管道的正常使用，对于整个石油石化生产过程而言，都是决定其安全、平稳运行的重要因素。下面就展开对于管廊上蒸汽管道柔性设计的应用的详细分析。

1.1管廊上蒸汽管道的应用特征

一般而言，一个管廊上蒸汽管道在安全运行时，还面临着内部温度升高所带来的压力变化。由于其温度产生的差异。就会导致热膨胀的产生，而热膨胀在疏散的过程中，如果受到阻碍，就会很大程度的导致对于管道、支架等相关设施的破坏，严重的就会导致人员伤亡、影响整体石化生产的停止。现阶段的管廊上蒸汽管道改用的柔性设计在于如何实现对于管道热胀冷缩带来的主要弊端进行整改和预防，降低危险发生的频率，实现管道对于热量的自我消化、吸收。总而言之，就是使用柔性设计将管道内复杂的运行情况进行掌握，实现在把握蒸汽管道特质的基础上的安全维护工作。

1.2 柔性设计中压力、温度分析

在进行了上述的管廊上蒸汽管道应用特征和条件分析之后，开展相关的柔性设计的介入和融合阶段，具体而言，首先要对管道内的压力和温度开展相关的分析。管道内部的运行压力在热膨胀时，其数值达到最大，如何实现对于管道内运行压力与温度的耦合是极为重要的。在进行管道内部的相关压力数值的研究和设计时，首先参照相关的对于工艺管道内部规定数值进行测验，考虑到实验条件、操作压力等因素的影响。

其次，在设计温度时，尤其要注意温度、压力之间的内在联系，对于管道内部不同部位相应的压力对应温度指进行研究，并且结合相关的实际运行过程中产生的温度值，以及可能出现异常情况带来的温度的急剧变化，从而展开相关柔性设计工作，为技术的应用做好准备。

1.3 柔性设计方案

在进行了上述的管廊上蒸汽管道相关柔性设计的准备工作之后，就是具体的柔性设计的环节。一般而言，柔性设计的成功与否关键就在于是否通过柔性设计可以实现对于蒸汽管道的最大限度保护应用特征和条件分析之后，开展相关的柔性设计的介入和融合阶段，具体而言，首先要对管道内的压力和温度开展相关的分析。管道内部的运行压力在热膨胀时，其数值达到最大，如何实现对于管道内运行压力与温度的耦合是极为重要的。在进行管道内部的相关压力数值的研究和设计时，首先参照相关的对于工艺管道内部规定数值进行测验，考虑到实验条件、操作压力等因素的影响。然后结合相关的因素展开对于管道运行参数相关设计、研究，具体参数详见表1。

2 管廊上蒸汽管道应力分析

上面已经对管廊上蒸汽管道柔性设计的相关内容进行了详细的分析，可以看出，进行管廊上蒸汽管道柔性设计的相关内容展开需要对于工程本身展开研究，实现对于温度、压力变化的准确感知，从而便于对于相关工程建设主要开展。下面对于如何展开具体的管廊上蒸汽管道应力分析进行细致的分析。

在上文中提到在进行对蒸汽管道的柔性设计的相关内容研究之后，就是如何实现对于蒸汽管道的应力分析。具体而言，在不同的温度、压力水平下，具体的应力分析也有所不同。在实际的应力分析当中必然要借助相关的分析软件进行对蒸汽管道相关技术设计的数值分析和应力计算。首先在计算时，要把握好建立一个怎样的蒸汽管道应力模型，实现对管道的划分和数据整合。然后在开始利用应力分析的模型进行数值的计算，完成对于管道数值的检查。

其次，当数据收集完毕之后，再行相关的数据分析。重要的是，如何进行管道数据的工况组合和约束相关形式的具体把握，实现最终结果的研究。以图1为例，实现对于蒸汽管道的数据研究。

在上图中，利用不同的数据节点进行固定点数据分析，不仅可以节省相关的人力检测成本，而且可以实现对于特殊连接处的数据测量工作，进行相关的数值计算和研究。在进行蒸汽管道的应力分析时，应力模型会提供两个以上的设计方案，通过对于不同方案之间的管道计算数据和材料选用的研究，考虑到实际的经济、美观等因素的影响，在实现对于石化工程生产设备的安全保障基础上，就可以达到对于正常材料的选择和成本的节省。

3 总结

综上所述，通过对管廊上蒸汽管道柔性设计和应力分析的相关研究，可以实现在一定的管道应力承载范围内的，柔性设计使用，实现对于管道固定位置的调整，并且在保障管道内压力、温度在可控的变化范围内，最终保护管道的安全和正常运行。总而言之，通过对于管廊上蒸汽管道柔性设计和应力分析的相关研究，在充分了解管道特性的基础上，实现对于管道安全的最大保障。

参考文献

[1]王博.管廊上蒸汽管道柔性设计及应力分析研究[J].当代化工，2017，46（12）：2518-2520，2562.

[2]王博.管廊上蒸汽管道柔性设计及应力分析研究[J].当代化工，2017，（12）.

（作者单位：南京苏夏工程设计有限公司）