焦炭塔冷焦水流量的分析

摘要

通过动态坐标法模拟了恒速上升的液体介质界面在焦炭塔内沿塔壁爬升的动态边界工况,对其在壁中引起的径向和轴向二维瞬态温度场进行了有限元计算.分析表明:70℃的冷焦水在水面下约20 mm处的塔壁上引起最大的内外壁温差已达到了90℃,而495℃的热油在油面下约30 mm处塔壁上引起的内外壁最大温差只达到45℃.根据冷焦水在塔壁上造成的径向温差和轴向温度梯度均明显地大于进油过程,确定了焦炭塔的防变形重点在如何控制冷焦阶段的热应力.建立了能直观反映进料流量、界面升速、塔壁温度场、塔壁热应力和塔体塑性应变变形等前因后果定量关系的数学模型,使得由美国Weil N A等人于20世纪50年代通过大量调查统计提出的经验性防变形骤冷因数有了清晰的理论基础.求得了塔内界面升速与塔壁轴向温度梯度的指数关系曲线,实测值与曲线一致,证明塔壁的塑性变形有一个敏感的流量范围.