CAESARⅡ软件在埋地循环水管道设计中的应用

埋地循环水管道回水温度较高时,为提高管道的安全性,需要进行应力分析。文中介绍了埋地管道土壤模拟的Peng理论,以及用CAESARⅡ软件建立埋地管道模型的方法,并利用CAESARⅡ软件对某工程的埋地循环水管道进行了应力分析,计算结果显示,该工程埋地循环水管道一次应力、二次应力均满足规范要求。对利用CAESARⅡ软件开展埋地循环水管道应力分析具有借鉴作用。     

催化氧化系统管道应力分析与优化设计

在催化氧化系统装置的配管设计中,管道受空间限制且介质操作温度较高,容易发生应力超限,导致安全事故。文中结合某石化厂VOCs尾气催化氧化处理改造工程,采用CAESAR II软件对该系统烟气管道进行应力分析,介绍了计算过程和注意事项。针对该管道系统存在的热应力超标问题,从设置膨胀节、降低管口力、调整支架力和位移方面进行优化改进,最终使其满足ASME B31.3标准的要求,为类似管道系统的设计提供参考。     

基于CAESAR Ⅱ的膨胀节开裂分析与解决方案

文中针对某化工厂管道试压时膨胀节被拉伸开裂的现象,采用CAESAR Ⅱ应力分析软件进行建模计算,分析了膨胀节开裂失效的原因,从调整支架和膨胀节选型两方面给出解决方案。结果表明,膨胀节内压推力可以通过支架约束也可通过带约束的膨胀节约束。     

CAESARⅡ软件在大口径厚壁钢管应力分析中的可靠性研究

输气管道(大口径厚壁钢管)设计的合理性直接关系到管道运营的安全性,而目前该类管道结构设计仅依赖于经验参数,所以管段的应力分析在管道设计中显得极其重要。以大口径厚壁钢管的简化模型为例,进行了管道应力的理论分析及计算;同时,采用CAESARⅡ软件建立相应的管道应力分析模型,得到管道应力分布情况。将2个应力分析结果作比较,发现理论计算值与软件模拟值的最大误差在标准允许范围内。因此,CAESARⅡ软件在大口径厚壁钢管中的应力分析是可靠的。     

管道支吊架布置优化方法

为在放射性废物处理系统设计时获得管道支吊架最优布置方案,提出了一种管道支吊架布置优化方法,建立相应管路参数化的有限元模型,以管道应力为优化目标,以相关标准为约束条件,采用全局扫描及零阶优化的组合算法确定支吊架最优位置,完成结果核算。使用算例对方法流程进行介绍,采用全面正交试验方法,使用CAESAR II软件进行对比计算,验证了所建的管路有限元模型的正确性。文中方法避免了在管道布置过程中大量的人工试算,提高了设计效率,并能够获得最大应力裕度,放射性废物处理系统安全性能得到提升。     

基于CAESAR Ⅱ的往复压缩机管道振动分析

为提高往复压缩机管道系统的安全性、稳定性,从设计阶段对往复压缩机管道系统的防振设计方法进行研究,利用基于有限元方法的管道应力分析软件CAESARⅡ,对往复压缩机管道系统模型的固有频率进行了分析,提出管道系统优化设计方案。将分析方法应用于实际项目,对工程中往复压缩机管道系统进行建模和求解,解决实际工程中管道系统振动问题,同时证明分析方法的合理性。     

山区输气管道应力降低方法研究

长输管道途经山区地段,由于管道落差较大,管道受集中应力影响,易发生失效破坏。采用阶梯型的敷管方式,可有效降低管道的应力值。使用CAESAR II软件对山区某低支架敷设的输气管道进行应力分析,得出采用阶梯型敷设的管道平均应力较沿斜坡直接敷设的管道低,且随阶数增多,平均应力有所降低,有效验证了阶梯型的敷管方式使山区大落差管道安全性增高。     

基于MATLAB与CAESAR Ⅱ的管道系统优化设计

文中利用MATLAB和CAESARⅡ实现管道应力分析和最优设计。首先,提出了利用CAESARⅡ和MATLAB进行管道系统应力分析和设计的思路。然后,以简单管道系统为例,应用0.618法和遗传算法分别进行管道系统的单目标和多目标的优化设计,实现了管道设计半自动化动态优化,为实现管道设计自动化提供参考。     

加氢精制反应器出口管道的优化设计

为了在某加氢精制装置改造项目中,对其要更换的反应器(利旧设备管口方位不可调)进行布置,提高其安全性,应用CAESAR Ⅱ软件,对其进行建模和分析,调整反应器出口管道的安装形式,对比应力、管嘴受力等分析报告,得出结论:在满足工艺要求的前提下,为了减少管道压力降并节约管道材料,反应器出口管道应尽量短,减少拐弯,并应避免出现袋形,通过对比应力计算报告,当结果相差不大时,应优先选择安装方式简单、压力降小、节省材料的安装方式。     

基于CAESAR Ⅱ的火炬总管应力分析

火炬系统是石油化工设计中确保安全、防止火灾爆炸危险的重要安全设施之一。火炬总管的配管设计对整个排放系统影响较大,为确保管道安全运行,对其进行应力分析,以满足管道设计强度和柔性要求。文中以某石化公司新建火炬系统项目为例,通过模型简化,在CAESAR II中建立应力分析模型。通过应力校核,得出满足应力需求、布置合理的配管设计方法。此类分析方法和结果也可以作为相似工程的参考。     

沼泽地段大口径输气管道应力敏感性分析

大口径输气管道穿越沼泽地段时,由于沼泽地土壤含水饱和度过大,管道易产生自然沉降。管道的过量变形会导致输气管道在运行过程中应力不能满足安全要求,故需要对沼泽地段的大口径输气管道进行应力的敏感性研究。使用应力分析软件CAESAR II对沼泽地段某大口径输气管道进行数值模拟,针对沉降量及压重块间距对管道应力的影响进行分析得出：管道的自然沉降对沼泽地输气管道的应力最敏感,即影响最大。建议在沼泽地管道施工中要做好防沉降措施。     

大管径附塔管道的非标支架设计

为了对大管径附塔管道进行承重支架设计,结合CAESAR II软件应力分析的结果,对承重支架的形式,横梁、斜撑的应力,以及横梁与斜撑间的夹角进行设计与计算,得出双支三角承重支架的计算方法,并得到结论:在正常操作工况及水压试验工况下,支架的横梁与斜撑的计算应力均应小于许用应力才符合设计要求,在支架所选用的型钢型号不变的情况下,增大横梁与斜撑间的夹角可增大支架的承载能力。     

含缺陷管道悬空状态下的有限元建模

地质灾害情况下,管道容易产生大变形和失效,造成重大事故,因此,研究地质灾害中管道的建模与应力计算,具有重要的工程意义.通过力学与有限元的结合,利用ANSYS工程软件建立管道在悬空状态下的大变形有限元模型.为考虑土壤地基的影响,采用弹簧来模拟地基对管道的反作用.根据材料力学计算分析,得出比较合适的弹簧间距,并验证了该模型的合理性.对于含缺陷的管道,运用子模型技术进行处理.建模完成后,用一组具体的管道参数进行实例分析,利用ANSYS后处理命令计算管道上的最大应力及其应力分布.     

输油站场清管系统应力分析

清管是输油管道重要的常规作业之一,是保证管线长期按照设计输量运行的重要保障。目前,对输油站场的清管系统在运行工况下的应力分析较少,特别是没有考虑由于清管器本身对管道所造成的冲击对管道应力分布的影响,所以有必要对输油站场清管工况下的管道进行应力分析。文中采用CAESAR Ⅱ软件对某输油站清管工况下管道系统进行应力分析,建立了清管器受力模型,通过编制VB程序计算了清管器的冲击产生的集中应力大小,并以假设清管器产生的冲击力最大的情况下得出整个管道的一、二次应力分布,找出了一、二次应力分布的关键点,并进行了校核,满足管道的强度要求,所用方法有利于更好地保证清管作业安全。     

基于SAGE Profile的管卡修复后海底管道应力分析

对于损伤海底管道,为了校核其修复后的管道应力,确保处于安全范围,文中提出了一种利用SAGE Profile软件分析安装管卡后的管道应力方法,通过建模计算得到管道的沉降和等效应力,并利用《海底管道系统规范》中的许用应力设计校核法进行应力校核,结果表明,管道的沉降位移为114 mm,最大等效应力为142.41 MPa,最大等效应力小于安全工作应力,管道应力状态满足规范要求。     

天然气站场管道应力分析

文中以西气东输二线库米什压气站为例,运用CAESARⅡ有限元分析软件对压气站管道进行静态分析及动态分析。其中,静态分析校核了管道模型在持续工况及膨胀工况下的节点应力,并计算出压缩机进出口管道在操作工况下的位移和约束力。由校核结果可知,管道系统应力均在许用范围内,最大应力节点为压缩机出口管线的放空阀处。动态分析求解了管道的前5阶固有频率,并针对固有频率较低的位置,提出了相应的措施,最终将管道的固有频率提高到11.277 Hz,使管道的振动控制在合理范围内。     

应用CAESARⅡ软件优化减压转油线的配管设计

针对常减压蒸馏装置配管设计实例中的2种减压转油线布置方案,利用管道应力分析软件CAESARⅡ,进行了2种转;占线布置方案的管系应力分析。对比两种布置方案的管道应力和加热炉管嘴受力情况,分析两种布置方案增加管系柔性的难度,选出其中柔性较好的配管方案,从而获得了较优的减压转油线的配管设计方案。     

输气管道站场应力分析

为确保管道在安装、试压、运行条件下安全,管道项目均应进行应力分析,以满足管道设计强度和柔性要求。文中以某输气管道工程输气站场为例,通过边界条件的简化处理并考虑埋地段与土壤的真实效应,在CAESARⅡ中建立了输气管道站场应力分析模型进行应力校核、清管工况应力分析。在安装工况、试压工况、运行工况以及清管工况条件下,站场应力模型满足应力校核需求,分析方法和结果也可以做为类似分析的参考。     

应用CAESAR Ⅱ软件对空冷器入口管线的优化设计

为提高大管径分馏塔顶空冷器入口管线的安全性,应用CAESAR Ⅱ软件,对其进行模型建立和数据分析。在正常操作工况及蒸汽吹扫工况下,通过调整空冷器入口管线的安装形式,对比一次应力、二次应力、管嘴受力、法兰泄漏的分析报告,可得出结论:可以通过增加管线长度、改变管道走向等方法对空冷器入口管线进行优化,增加其柔性,减少对空冷器管嘴的作用力,最终获得安全合理的安装方案。     

基于CAESARⅡ的集油管道跨越段应力分析

集油管道跨越段需要考虑的载荷与一般线路段相比较复杂,主要是增加了因风载、雪载、检修活载等引起的位移载荷,以及考虑地震的影响。在姬十联外输管道千井沟跨越段应用了CAESARⅡ软件,分别开展了水压试验应力、持续应力、热胀应力、固定推力支墩约束受力及位移分析及核算,并以ASME B31.3-2012、ASME B31.4-2010作为计算结果的判定依据,实践表明该软件计算结果合理。