基于分析设计的天然气净化分离器结构优化研究

摘要

天然气净化分离器用于分离天然气中的水分和杂质,实现天然气的安全、经济、有效输送。随着天然气工业的发展,分离设备向着大型化、节约化、自动化方向发展。利用常规设计方法设计出的高参数分离器壁厚较大,造成了材料的浪费。
　　 本文对分离器的常规设计和分析设计方法进行了研究,利用有限元分析软件ANSYS对分离器进行了应力计算,得到了分离器的应力和应变分布,并对分离器进行了应力强度评定,验证了分析设计出的分离器尺寸的安全性。计算结果表明,使用分析设计方法能使分离器设计壁厚减薄了20mm,总体重量减少了15.7％,起到了节省材料的作用,提高了设备的经济性。对分离器危险部位研究发现,接管内圆弧半径对应力集中系数影响较大。通过优化计算,探索了应力集中系数随圆角半径的变化规律,推荐了优化尺寸,并提出了对常规设计方法的改进建议。论文研究工作对天然气净化分离器的优化设计具有重要的应用价值。