燃气场站调压器可靠性评价技术研究

来源 :中国石油大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:amoyzhu
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随着天然气的快速发展和广泛应用,燃气输配场站、天然气管道等基础设施的数量和规模在持续扩大,可靠性和安全性的问题也在日益增加。燃气调压器作为城镇燃气输配管网系统中的关键设备,主要担负着调压、稳压、安全切断等任务,倘若在运行过程中发生故障,轻则破坏管道、阀门等基础设施,重则会导致中毒、着火、爆炸等安全事故。目前,国内外对于燃气场站调压器可靠性评价技术方面的研究较少,已无法满足新时期我国燃气行业的发展与使用需求。因此,加强燃气调压器零部件的寿命预测、失效规律分析及可靠性评价方法等方面的研究,对于确保天然气安全、可靠及稳定地供应具有十分重要的意义。本文以RTZ-50/0.4FQ型燃气调压器为研究对象,采用故障模式、影响及危害性分析(FMECA)方法,分析了调压器重要功能部件的故障模式、故障原因及影响,确定了调压器的关键故障模式。基于此,本文从结构和工艺两个方面对燃气调压器的可靠性展开研究。结构可靠性方面,对调压器皮膜的标准哑铃型试样进行单轴拉伸试验与疲劳试验,将试验数据代入ANSYS Workbench软件中进行数值仿真,分析及预测了皮膜在实际运行工况下的疲劳寿命;工艺可靠性方面,运用Solid Works软件建立了不同阀口开度下调压器流道的数值模型,由FLUENT软件分析了调压器内部流场随阀口开度变化的规律以及对阀杆堵塞现象的影响规律。归纳总结了可靠性分析方法的优缺点及适用范围,最终选用蒙特卡罗法结合有限元软件对燃气调压器开展可靠性分析。以燃气调压器的阀杆及皮膜为例,在ANSYS软件中编制APDL命令流对燃气调压器的阀杆及皮膜开展可靠性分析。通过分析,验证了运用ANSYS软件的PDS模块对燃气调压器开展可靠性分析的可行性,为今后燃气调压器的结构及性能优化提供了依据。
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