2014N007機(jī)械與自動(dòng)化Joumal of Henan Science and Technology河南科技空分冷箱內(nèi)管道靜力分析邊界條件的設(shè)定李惠民劉方(開封空分集團(tuán)有限公司設(shè)計(jì)研究院,河南開封475004)摘要:空分冷箱作為空分裝置中精餾、換熱的場(chǎng)所,是空分裝置的關(guān)鍵部杋之一,其中管道因受到工作介質(zhì)溫度低、空間等條」件的限制,管道應(yīng)力分析對(duì)管道的安全性及優(yōu)化有著較為重要的意義。本文著重從管道靜力分析方面,對(duì)其邊界條件的合理設(shè)定進(jìn)行論述。關(guān)鍵詞:低溫管道;靜力分析;邊界條件中圖分類號(hào)TQ116文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1003-5168(2014)13-0135-021前言裙座底部溫度取值為分餾塔基礎(chǔ)溫度或者裙座所支撐的鋼結(jié)構(gòu)由于空分冷箱內(nèi)管道的特殊性,即工作溫度低且與安裝溫溫度。同時(shí)對(duì)于塔器設(shè)備還應(yīng)注意塔器型式的不同?？辗盅b置中度溫差大、工作介質(zhì)為助燃介質(zhì)(液氧、氧氣)和窒息性介質(zhì)(液塔器型式有填料塔、篩板塔及篩板塔上復(fù)合一段填料的復(fù)合塔。氮、氮?dú)狻⒁簹?、氬?、冷箱空間限制、工作在珠光砂環(huán)境中,所在設(shè)備模型建立時(shí),應(yīng)考慮塔器結(jié)構(gòu)的差別。對(duì)于不連續(xù)的單元以在裝置運(yùn)行期間,不具備在線檢修的可能性,只能停車扒砂后體要區(qū)別對(duì)待,其操作溫度及壓力也是不同的才能進(jìn)行檢修工作。在保證管道滿足工藝需要的前提下,管道的過濾器、緩沖分離管也是按照塔器同樣的設(shè)計(jì)思路考慮安全性問題顯得更加突出。靜設(shè)備中最為特殊的是板翅式換熱器,板翅式換熱器截面通常2管道靜力分析的提出為矩形,而分析軟件中模型按桿件考慮,截面為圓截面。因此需目前,業(yè)內(nèi)為保證管道的安全性及提高優(yōu)化管道的可能要將矩形等效為相應(yīng)的圓截面。板翅式換熱器通常支撐于換熱性,紛紛引入應(yīng)力分析軟件對(duì)管道進(jìn)行應(yīng)力分析。主流的應(yīng)力分器橫梁處,在模型中亦應(yīng)該考慮,并按工藝計(jì)算結(jié)果按線性關(guān)系析軟件有 Caesar I、 AutoPIPE等。根據(jù)管道所受的外力是否隨時(shí)計(jì)算得到橫梁的工作溫度。目前,高壓板翅式換熱器仍依賴進(jìn)間變化可將管道力學(xué)研究劃分為靜(應(yīng))力分析和動(dòng)(應(yīng))力分口,高壓板翅式換熱器管嘴有著較為苛刻的管嘴受力要求,在計(jì)析。靜力分析指的是對(duì)外力與應(yīng)力不隨時(shí)間而變化的工況進(jìn)行算完管道應(yīng)力分析后,應(yīng)予以校核以滿足廠家要求。此外,靜設(shè)力學(xué)分析,常見的有介質(zhì)的內(nèi)壓、管道元件的自重、管道內(nèi)的介備還需注意的問題是管口的位移量的確認(rèn)。常規(guī)靜設(shè)備徑向管質(zhì)重量、管道的熱脹和位移載荷等,并進(jìn)行相應(yīng)的安全評(píng)定,使口按照上述方法建立無(wú)重量鋼體隨設(shè)備模型統(tǒng)一考慮。而在設(shè)管道滿足相關(guān)管道標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求。動(dòng)力分析指的是對(duì)包括管備頂部的管口按照其在封頭位置的差別分為:位于封頭中心的道的機(jī)械振動(dòng)、疲勞等外力與應(yīng)力隨時(shí)間而變化的工況進(jìn)行力管口、斜插封頭的管口。前者僅僅有垂直方向的位移,而后者則學(xué)分析。冷箱內(nèi)管道主要進(jìn)行靜(應(yīng))力分析。管道靜力分析的目要注意有垂直與水平兩個(gè)方向的位移,應(yīng)在建立模型時(shí)予以考的是充分考慮各種靜載荷的作用特性,利用適當(dāng)?shù)姆椒▉?lái)求解慮。而管嘴的模型均是按照無(wú)重量鋼體考慮。管系在載荷的作用下所引起的力、應(yīng)力和位移,并加以判斷,使動(dòng)設(shè)備主要有低溫工藝液體泵、增壓透平膨脹機(jī)組等。其滿足管道元件以及與之相連的設(shè)備的強(qiáng)度要求,使壓力管道般地,動(dòng)設(shè)備均為空分廠家外配套設(shè)備,而動(dòng)設(shè)備廠家一般會(huì)在及相連設(shè)備能夠安全地運(yùn)行,同時(shí)又使得管道的一次投資最少。提供的技術(shù)資料中提供設(shè)備管嘴受力或位移的要求,此數(shù)據(jù)則管道靜力分析主要需要進(jìn)行三方面的工作:正確地將管道可以直接作為邊界條件輸入。泵在缺乏數(shù)據(jù)的情況下,將泵口法力學(xué)模型轉(zhuǎn)換為數(shù)學(xué)模型、真實(shí)地描述管道的邊界條件以及正蘭作為固定點(diǎn)模擬確地分析計(jì)算結(jié)果。而其中的根本問題就是邊界條件的問題,而3.2冷箱內(nèi)管道支架的模擬體現(xiàn)在工程概念上就是管系中各管道元件的約束條件、附加位空分冷箱內(nèi)管道支架按功能可分為三類:一是用于支撐管移、管系端點(diǎn)類型、冷緊等具體問題的模擬。只有真實(shí)地描述這道;二是固定管道,并將載荷傳遞至可靠的承載結(jié)構(gòu);三是控制些邊界條件,才能得到盡量準(zhǔn)確的計(jì)算結(jié)果。管道按預(yù)期的要求變形,達(dá)到消除應(yīng)力的目的。根據(jù)冷箱內(nèi)管道3邊界條件的設(shè)定支架的功能分類,管架類型歸結(jié)為以下三種管道的邊界條件可分為位移邊界條件、力邊界條件和彈簧(1)限位式支架。用于約東或部分限制管道系在支點(diǎn)出邊界條件?？辗掷湎鋬?nèi)管道因其特殊性,目前一般不設(shè)置彈簧支(幾)個(gè)方向位移的支架。冷箱內(nèi)管道常使用限位架的部位為膨吊架,因此對(duì)于空分冷箱內(nèi)管道僅需要考慮位移邊界條件及力脹機(jī)進(jìn)、出口近處管道,防止管道應(yīng)力傳遞至膨脹機(jī)組損壞膨脹邊界條件機(jī)組。3.1設(shè)備邊界條件的設(shè)定(2)導(dǎo)向式支架。用于引導(dǎo)管道沿預(yù)定方向位移而限制其冷箱內(nèi)安裝的設(shè)備主要分為靜設(shè)備和動(dòng)設(shè)備,靜設(shè)備主要他方向的位移支架。冷箱內(nèi)管道常使用導(dǎo)向式支架的部位有附有精餾塔、板翅式換熱器、過濾器和緩沖分離罐等。無(wú)氫制氬空塔管道的第二個(gè)及后續(xù)垂直管道的支架,垂直長(zhǎng)距離管道的支分精餾塔包括下塔、上塔、粗氫塔和精氬塔。上塔、主冷、下塔焊撐。接組成主塔,坐落在下塔支架上,粗氬塔及精氬塔分別坐落在各(3)固定式支架。用于完全約束管道系在支點(diǎn)處任何線位自的裙座支架上,支架的材質(zhì)常用不銹鋼材質(zhì)。而這些塔器常用移和角位移的剛性支架。冷箱內(nèi)管道常使用固定式支架的部位的材質(zhì)為鋁鎂合金,而兩種材料的線膨脹系數(shù)不一致,因此在建有液體節(jié)流閥后固定架?？辗掷湎鋬?nèi)管架一般生根在冷箱骨架模時(shí)需同時(shí)建入設(shè)備和支架,支架溫度可以取為裙座頂部溫度上或設(shè)備上,對(duì)于生根在設(shè)備上的管道支架,附塔管道支架的模與底部溫度的算術(shù)平均值。裙座頂部溫度取值為塔器底部溫度,擬較為復(fù)雜。因?yàn)楦剿艿乐Ъ苁巧谒厦?而塔由于熱脹河南科技2014No07Journal of henan Science and Technol誡與自動(dòng)化變頻器在煤礦斜井絞車系統(tǒng)中的運(yùn)用初探王昭陽(yáng)胡文博(鄭州煤電股份有限公司超化煤礦,河南鄭州452385摘要:滐礦斜井車系統(tǒng)是一種單筒單繩式的提升系統(tǒng),其主要包括的裝置有絞車、車斗、電磁抱閘裝置、電源柜、啟動(dòng)裝置電阻箱和操作臺(tái)等。在這些裝置中,電磁抱閘裝置是一種特殊的系統(tǒng),當(dāng)電源處于失電狀態(tài)時(shí)該裝置就會(huì)處于完全抱緊狀態(tài)。變頻器以其獨(dú)特的性能特點(diǎn)在該裝置中得到廣泛應(yīng)用,使用變頻器可以提髙電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)速度,變頻器在使用中具有操作方便、調(diào)速范圍廣和高效節(jié)能等特點(diǎn)。本文就變頻器在煤礦斜井鉸車系鋭中的運(yùn)用進(jìn)行探析。關(guān)鍵詞:變頻器;滐礦斜井;絞車系統(tǒng);運(yùn)用中圖分類號(hào):TD55文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1003-5168(2014)13-0136-02傳統(tǒng)礦用提升機(jī)一般使用繞線式的電機(jī)調(diào)速系統(tǒng),這一系器,具有雙限制的保護(hù)功能,可以實(shí)現(xiàn)絞車的限速和減速。除此統(tǒng)的使用使得提升機(jī)在爬行階段對(duì)速度的控制性能較差,提升之外,變頻器還能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)電的自動(dòng)轉(zhuǎn)換,確保絞車在下放重物機(jī)在負(fù)載變動(dòng)時(shí)很難實(shí)現(xiàn)減速控制,通常情況下會(huì)給機(jī)器帶來(lái)時(shí)更加平穩(wěn)。變頻器輸入的電流波基本上為正弦波,從而使得電較大的故障,從而使得生產(chǎn)效益受到嚴(yán)重影響。為了實(shí)現(xiàn)提升機(jī)網(wǎng)的諧波污染逐漸減少的恒加速和恒減速控制,在施工過程中引入了變頻器,將變頻器2變頻器在煤礦斜井絞車系統(tǒng)中的應(yīng)用運(yùn)用在煤礦斜井絞車系統(tǒng)中能夠避免施工事故的發(fā)生,對(duì)提高施工質(zhì)量有重要作用。21變頻器在煤礦斜井絞車系統(tǒng)中的提速應(yīng)用1變頻器的工作原理及其技術(shù)性能速的變頻調(diào)速。變頻調(diào)速的主要工作原理是對(duì)電機(jī)輸入的電源頻器的工作原理頻率進(jìn)行改變從而使得電機(jī)的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化,可以達(dá)到較高的變頻器使用的主要目的是實(shí)現(xiàn)絞車的提速,其在工作的過調(diào)速范圍。通常情況下變頻器的調(diào)速可以達(dá)到350Hz,變頻器的程主要是由施工人員改變電子機(jī)的供電頻率從而達(dá)到改變電動(dòng)頻率調(diào)節(jié)精度也相對(duì)準(zhǔn)確。變頻器在提速應(yīng)用中可以實(shí)現(xiàn)軟啟機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。變頻器調(diào)速系統(tǒng)主要分為兩個(gè)部分。第一個(gè)部分動(dòng)和平滑調(diào)速,從而使得轉(zhuǎn)差率逐漸降低,也會(huì)提高電路功率。是以絞車電機(jī)作為電動(dòng)機(jī)來(lái)調(diào)速,這一過程通常被稱為逆變過電機(jī)的輸出功率會(huì)隨著變頻器的轉(zhuǎn)速不斷地發(fā)生變化,可以起程,該過程主要由三部分組成,分別是整流、正常逆變和濾波。其到節(jié)電的效果。變頻器和一些軟件相結(jié)合可以對(duì)輸出轉(zhuǎn)矩進(jìn)行中核心部分是正常逆變部分,它通過運(yùn)行可以改變電機(jī)定子的改變,可以根據(jù)具體的使用要求對(duì)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置,通過控制端子供電頻率。第二部分是將絞車電機(jī)作為發(fā)電機(jī)的過程,這一過程排從而使得絞車系統(tǒng)的整個(gè)行程得到有效的控制。其中,行程控被稱為能量回饋過程,該過程的組成部分也有三部分,主要是整制主要是將變頻器在升降過程中的階段進(jìn)行劃分,根據(jù)具體形流、回饋逆變和輸出濾液。其中核心部分是回饋逆變部分,通過成區(qū)間的實(shí)際情況使用多個(gè)變頻器進(jìn)行調(diào)速,從而控制整個(gè)系回饋逆變可以使得輸出電壓相位和電網(wǎng)電壓呈現(xiàn)一致性。在系統(tǒng)的升降。對(duì)于絞車系統(tǒng)的停運(yùn)和啟動(dòng)也能起到較好的控制作統(tǒng)出現(xiàn)減速或是受到重壓的情況下對(duì)其進(jìn)行操作就會(huì)向電網(wǎng)回用,除了對(duì)系統(tǒng)的行程進(jìn)行控制外,還可以對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行制1.2變頻器的技術(shù)性能動(dòng)控制。一般情況下采用回饋控制和抱閘制動(dòng)控制兩種相結(jié)合變頻器在工作中主要的技術(shù)性能是通過傳感器矢量控制的方法進(jìn)行控制。利用變頻器提升過程中的慣性作用進(jìn)行加速技術(shù)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速,在調(diào)速的過程中調(diào)整的范圍較寬,具有高精和減速的控制,使系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中產(chǎn)生一定的能量進(jìn)行制度的特點(diǎn)。當(dāng)變頻器的運(yùn)行出現(xiàn)低頻情況時(shí),其額定力矩輸出會(huì)動(dòng),這種制動(dòng)的形式是一種軟制動(dòng),可以有效避免機(jī)械的下滑。出現(xiàn)全部輸出的情況。電頻器的主要器件大多數(shù)是進(jìn)口的設(shè)備,在絞車停止運(yùn)行時(shí)采用抱閘制動(dòng),當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行到停車的位置時(shí)質(zhì)量相對(duì)較高,在使用過程中的維修程度也較低。一定程度上提變頻器就會(huì)發(fā)出停車信號(hào),從而實(shí)現(xiàn)抱閘制動(dòng)。操作人員的操作高可絞車的安全運(yùn)行速度。此外,變頻器使用的是數(shù)字式的監(jiān)視行為出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)變頻器就會(huì)發(fā)出緊急制動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)操作控制。冷縮往往有較大的熱位移,所以需將該熱位移準(zhǔn)確模擬到附塔力學(xué)要求的一個(gè)手段,是一個(gè)力學(xué)分析過程,是保證管道安全性管道的支架上。通常先建立設(shè)備模型至管架同標(biāo)高,而由設(shè)備中的必要條件。對(duì)模型邊界條件的描述越真實(shí),則結(jié)果越真實(shí),對(duì)心至設(shè)備外壁為同設(shè)備輸入條件(溫度、壓力)設(shè)備無(wú)重量剛體,管系的安全性判定則越正確。外壁至管道支架亦為無(wú)重量剛體,而管道節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)此管道支架節(jié)點(diǎn)即可。參考文獻(xiàn):3.3在部分主管道在操作狀態(tài)有較大位移時(shí),如果此管道唐永進(jìn)著壓力管道應(yīng)力分析(第二版川M北京:中國(guó)石有分支管道,則應(yīng)將主管與支管同時(shí)建模,或?qū)⒅鞴芘c支管的連化出版社,2010.接節(jié)點(diǎn)位移作為支管的位移邊界條件而單獨(dú)建立模型。[2]宋岢岢.工業(yè)管道應(yīng)力分析與工程應(yīng)用M北京:中國(guó)石4結(jié)語(yǔ)化出版社,2011管道的靜力分析是驗(yàn)證管系柔性設(shè)計(jì)是否能滿足各方面