叶水祥，赵石军，唐升连

某公司多段分级转化流化床煤气化中试装置核心设备为气化炉、三级旋风分离器、废热锅炉及附属管道（见图1）。入炉煤从气化炉下部和上部分别进入，在高温（1000～1100℃）下，与气化剂进行反应，生成灰渣团聚物和粗煤气。灰渣团聚物经渣锁排出气化炉，粗煤气进入三级旋风分离器，所夹带的细粉被捕集后经料腿和返料阀门返回气化炉进一步气化。高温煤气经过除尘后，再进入废热锅炉进行废热回收。

1 CAESAR整体应力分析的目的

由于该多段分级转化流化床煤气化中试装置是在原加压灰熔聚流化床粉煤气化中试平台的基础上进行改造，受原平台空间限制，设备和管道布置紧凑，利用CAESARⅡ管道应力分析软件[1]对中试装置核心部分进行整体建模，可分析计算其在内压和各种载荷作用下的应力分布情况；分析比较管系在各种布置方案下的应力水平，为选择最佳方案提供依据；计算管道对各设备管口的管道载荷，为设备设计提供外载；计算弹簧支吊架[2]的载荷和位移，确定弹簧支吊架型号。

2 三种方案的比较分析

由于各设备布置紧凑，如何配管使管道既能满足工艺要求，又能使管道在各种工况下满足应力强度条件是最困难的问题，为此配管工程师提出了三种配管方案。

图1 气化炉、旋风分离器、废锅锅炉及附属管道整体结构示意图

2.1 方案一：固定支座加膨胀节

气化炉和三个旋风分离器都由固定支座支撑在钢结构框架上，在三级旋风分离器到废热锅炉的长管道上加膨胀节，以吸收由热胀引起的变形量，从而降低管道应力。……