焦炭塔防变形设计的数值分析方法及应用

摘要

通过动态坐标系利用有限元法模拟了恒速上升的液体介质在焦炭塔内沿塔壁爬升的动态边界工况,对其在塔壁中引起的径向和轴向二维瞬态温度场进行了计算分析,计算中可考虑塔壁材料物性随温度的变化关系.由计算分析首先证明冷焦水在塔壁上造成的径向温差和轴向温度梯度均明显大于进油过程,确定了焦炭塔的防变形设计重点应该在如何控制冷焦阶段的热应力.其次把焦炭塔防变形设计骤冷因数的原理与动态模型结合一起,建立了能直观反映进料流量、界面升速、塔壁温度场、塔壁热应力、塔体塑性应变变形等前因后果定量关系的研究模型,使防变形骤冷因数有了清晰的理论基础.该模型及方法可用于壁厚的设计选优或类似问题的处理.