CAESARⅡ中附塔再沸器支撑模拟方式的对比
论CaesarⅡ软件在高温高压管道应力分析中应用(一)
论ＣａｅｓａｒⅡ软件在高温高压管道应力分析中应用(一)摘要:CAESARⅡ管道应力分析软件是国际较为流行的管道应力分析软件之一,具有输入数据简单,图形生成和计算结果直接明了,容易被初学者掌握的特点。
但CAESARⅡ软件同时又是工程性很强的应用软件,在计算模型的建立时往往需要一定的工程经验作为依据。
笔者根据五年应力分析的经验,对高温高压管道应力分析的一些实践进行了总结。
关键词:CAESARⅡ软件;管道应力;计算模型;高温高压管道近年来,随着我国国民经济的快速发展,石油、化工发展迅猛。
高温高压管道大量铺设,设计水平成为衡量一个设计单位能否在激烈的市场竞争中获胜的关键,这里,核心技术之一的管道应力分析是比较复杂的。
为此,设计部门都已经用计算机进行管道的应力分析。
CAEARII管道应力分析软件是由美国COADE公司研发的压力管道应力分析国际权威的专业软件,它既可以进行计算静态分析,也可进行动态分析,CAESARII向用户提供完备的国际上的通用管道设计规范,软件使用方便快捷。
本文将结合该软件在实际应用中的优势和问题,进行探讨。
一、CaesarⅡ软件与管道柔性分析我从2004年开始使用由美国COADEINC,公司编制而成的CAESARⅡ管道应力分析软件。
至今已有5年的历史,目前我所做的高温高压管道柔性分析都是采用该软件进行的。
所谓高温高压管道的柔性是指反映管道变形难易程度的一个物理概念,指管道通过自身变形吸收热胀、冷缩和其他位移变形的能力。
指进行高温高压管道设计时,在保证管道具有足够的柔性来吸收位移应变的前提下,使管道的长度尽可能短或投资尽可能少。
在管道柔性设计中,除考虑管道自身的热胀冷缩外,还要考虑管道端点的附加位移。
通过管道的柔性计算可以达到如下目的:使高温高压管道应力在规范的许用范围内;使设备管口载荷符合制造商的要求或公认的标准;计算出作用在管道支架上的负荷;辅助设置合理的支吊架;解决高温高压管道动力学问题;帮助配管优化。
国内电力行业压力管道利用CAESARII软件应力分析的问题及探讨
国内电力行业压力管道利用CAESARII软件应力分析的问题及探讨国内电力行业压力管道利用CAESAR II软件应力分析的问题及探讨引言：随着我国电力行业的快速发展，压力管道在电力设备中扮演着重要角色。
为了确保电力设备的安全运行，对压力管道进行应力分析是必不可少的。
CAESAR II软件作为压力管道应力分析的主要工具，已经广泛应用于国内电力行业。
本文将探讨国内电力行业压力管道利用CAESAR II软件进行应力分析时面临的问题，并提出相应的解决方案。
I. CAESAR II软件及其应用CAESAR II是一款应用广泛的压力管道分析软件，可以对各种复杂的管道系统进行分析和设计。
该软件具有强大的计算能力和友好的用户界面。
国内电力行业已经广泛使用CAESAR II软件对压力管道进行应力分析，以确保其安全运行和设计合理性。
II. 国内电力行业压力管道应力分析存在的问题然而，在实际应用中，国内电力行业利用CAESAR II软件进行应力分析时还存在一些问题，主要表现在以下几个方面：1. 参数准确性问题CAESAR II软件的应用需要输入各种参数，如管道尺寸、材料参数、荷载等。
但是，在实际操作中，这些参数往往由设计人员提供，并存在一定的误差，这会影响到应力分析的准确性。
2. 模型建立问题CAESAR II软件需要建立管道的三维模型，以进行应力分析。
但是，在国内电力行业中，缺乏对CAESAR II软件的使用培训，设计人员对模型建立不熟悉，导致建模过程中存在一定的困难。
3. 多参数耦合分析问题实际电力行业的压力管道系统通常存在多种参数的耦合作用，如温度、压力、力矩等。
而CAESAR II软件在进行应力分析时，往往是单一参数的分析，难以模拟实际情况，存在一定的局限性。
III. 解决方案及探讨为了解决国内电力行业压力管道应力分析中存在的问题，可以从以下几个方面进行改进：1. 参数精确度的提高设计人员需要准确提供各种参数，并在输入过程中加强验证和校对，以确保参数的准确性。
CAESARⅡ软件功能和应用11.27解析
第2步 编辑静态载荷工况 模型运算 第1步 模型检查
3、模型应力分析
模型检查及运算
第2步 编辑静态载荷工况 载荷工况保存 模型运算 选择推荐组合工况
3、模型应力分析
模型检查及运算
第2步 编辑静态载荷工况 载荷工况保存 模型运算
如果验算法兰泄露， 选择校核工况温度
3、模型应力分析
输入元件尺寸
节点 约束 ANC 固定 Guide 导向
摩擦系数 钢与钢0.3， 钢与混凝土0.6，聚四氟乙烯 与聚四氟乙烯0.08。
输入X、Y、 Z方向位移
2、基础参数输入和建模
建立模型（法兰）
选择法兰在管段哪端
选择法兰计算公式
选择法兰类型
选择法兰标准等级 16Mn材质选1.1
2、基础参数输入和建模
四、模型运算过程问题分析
1、软件简介
CAESARII管道应力分析软件是由美国COADE公司研发的压力管道应力 分析专业软件,可以进行静态分析，也可进行动态分析。 静力分析包括（静力载荷）： 1）压力荷载和持续荷载作用下的一次应力计算—防止塑性变形破坏； 2）管道热胀冷缩以及端点附加位移等位移荷载作用下的二次应力计算 —防止疲劳破坏； 3）管道对设备作用力计算——防止作用力太大，保证设备正常运行； 4）管道支吊架的受力计算——为支吊架设计提供依据； 5）管道上法兰的受力计算——防止法兰汇漏。 动力分析包括（动力载荷）： l）管道自振频率分析——防止管道系统共振； 2）管道强迫振动响应分析——控制管道振动及应力； 3）往复压缩机（泵）气（液）柱频率分析——防止气柱共振； 4）往复压缩机（泵）压力脉动分析——控制压力脉动值。
前 言
载荷的分类 按载荷是否随时间变化分类 1)静力载荷
CaesarII应力分析模型设计要点
第一部分支架形式模拟 (2)1.0 普通支架的模拟 (2)1.1 U－band (2)1.2 承重支架 (3)1.3 导向支架 (3)1.4 限位支架 (7)1.5 固定支架 (7)1.6 吊架 (8)1.7 水平拉杆 (8)1.8 弹簧支架模拟 (9)2.0 附塔管道支架的模拟 (11)3.0弯头上支架 (13)4.0 液压阻尼器 (14)5.0 CAESARII可模拟虾米弯，但变径虾米弯不能模拟 (15)第二部分管件的模拟 (15)1.0 法兰和阀门的模拟 (15)2.0 大小头模拟 (17)3.0 安全阀的模拟 (18)4.0 弯头的模拟 (19)5.0 支管连接形式 (20)6.0 膨胀节的模拟 (21)6.1 大拉杆横向型膨胀节 (22)6.2 铰链型膨胀节 (34)第三部分设备模拟 (42)1.0 塔 (42)1.1 板式塔的模拟 (42)1.2 填料塔的模拟 (44)1.3 除了模拟塔体的温度，还需模拟塔裙座的温度 (47)2.0 换热器，再沸器 (48)2.1 换热器模拟也分两种情况 (48)3.0 板式换热器 (51)4.0 空冷器 (52)4.1 空冷器进口管道和出口管道不在同一侧 (52)4.2 空冷器进口管道和出口管道在同一侧 (54)5.0 泵 (56)6.0 压缩机，透平 (58)第四部分管口校核 (59)1.0 WRC107 (59)2.0 Nema 23 (62)3.0 API617 (64)4.0 API610 (65)第五部分工况组合 (68)1.0 地震 (69)2.0 风载 (70)3.0 安全阀起跳工况 (72)4.0 沉降 (74)第一部分支架形式模拟1.0 普通支架的模拟1.1 U－band在CAESAII的输入界面找到restraints选项，并双击打勾，在Node项目，输入该支架位置的节点，在type项填入支架的约束形式，U-band只需在type项中输入X，y用户还需输入支架的摩擦系数Mu，通常规定：钢与钢接触的承重支架摩擦系数输入0.3不锈钢与PTFE板接触的承重支架摩擦系数输入为0.1支架选项中，stif代表支架生根部份的刚度，不输代表无穷大，用户可以把生根部件的刚度输入其中，单位为N/cm1.2 承重支架+Y1.3 导向支架1.3.1 水平管道若导向支架的挡块与管托之间有间隙，可在图中(Gap:)中输入间隙，不输表示导向的间隙为01.3.2 垂直管道 1.3.2.1 四向导向+YX1.3.2.2 单边导向1.4 限位支架1.5 固定支架+Y ZStopperANC1.6 吊架双击restrains选项，承重吊架为＋Yrod，并在len中输入吊杆的摆动的长度1.7 水平拉杆1.8 弹簧支架模拟双击Hangers出现如下图框Node输入支架的节点号Hanger Talbe:选择弹簧的型号，国内项目选择13-Sinopec(China)Avalable Space(neg for can)若该点由弹簧支撑，可以输入一个负的距离，该距离为支称点与弹簧底板之间的距离Allowable load Variation(%):为弹簧的荷载变化率＝（热态载荷－冷态载荷）/热态载荷的绝对值乘以100％，一般弹簧的荷载变化率控制在25％内，但是在一些敏感设备附近，如压缩机，透平管口附近，弹簧的荷载变化率需控制在10％内，这时用户需在此选项中输入10Rigid Support Displacement Criteria:在应力计算中，有时软件自选的弹簧热位移很小，例如1mm左右，在不是敏感设备附近，工程上常用刚性支架来代替弹簧支架，用户可以人为输入刚性支架代替弹簧支架热位移标准，如输入1mm，则若软件算出弹簧的热位移小于1mm，软件就自动将该弹簧代替为刚性支架Max.Allowed Travel Limit:该项定义了可变弹簧最大位移量，若软件算出的热位移量超过该输入值，则软件将自动把可变弹簧替换为恒力弹簧No。
CAESARⅡ在烟风管道应力计算中的应用
f2 轴=f2 轴 1+f2 轴 2=5.3+19.65=24.95kN
2 号膨胀节径向反力：
f2 径=15×cos45°×2=21.2kN
按坐标进行受力分解：
f2 轴 x=17.64kN；f2 轴 z=17.64kN
f2 径 x=15kN；f2 径 z=15kN
3.2 理论公式计算
（1）管道冷态受力分析简化模型见图 3。
工程技术
2018 年第 6 期
CAESARⅡ在烟风管道 应力计算中的应用
Application of CAESARⅡ in Stress Calculation of Tobacco Pipeline
汪佳杰
摘 要：CAESAR Ⅱ管道应力计算软件的大薄壁管道应力计算与余热锅炉烟风管道十分相近。通过 三维坐标的设计，可以模拟三维烟风管道，利用有限元分析原理，可以使支架受力分析适应更加有利 的工况。能够模拟各种支架限制方式，可以添加外保温及内部浇注料，使管道重量更加精确。可以添 加端点热态位移，提高热态工况的受力的准确性。可以输入膨胀节的轴径向刚度，增加热态计算工况 膨胀节反力的准确性。可以设定安装温度及管道工作介质温度计算冷热态工况。通过合理简化管道 模型，使最终的管道支架受力与实际运行工况更加接近。利用 CAESARⅡ软件进行烟风管道支架受 力计算具备可行性与高效性，可广泛应用于今后的工程设计中。 关键词：CAESARⅡ软件；烟风管道；受力计算；精准可靠 中图分类号：TQ172.622.29 文献标识码:A 文章编号：1001-6171（2018）06-0077-08 DOI：10.19698/ki.1001-6171.20186077
其他设置要点为：
（1）钢板卷制的焊接管道，选择有焊缝；填写焊 接接头系数：WI=0.8；
CAESARii数据输入及其建模要点
第一部分支架形式模拟 (2)1.0 普通支架的模拟 (2)1.1 U－band (2)1.2 承重支架 (3)1.3 导向支架 (3)1.4 限位支架 (7)1.5 固定支架 (7)1.6 吊架 (8)1.7 水平拉杆 (8)1.8 弹簧支架模拟 (9)2.0 附塔管道支架的模拟 (11)3.0弯头上支架 (13)4.0 液压阻尼器 (14)5.0 CAESARII可模拟虾米弯，但变径虾米弯不能模拟 (15)第二部分管件的模拟 (15)1.0 法兰和阀门的模拟 (15)2.0 大小头模拟 (17)3.0 安全阀的模拟 (18)4.0 弯头的模拟 (19)5.0 支管连接形式 (20)6.0 膨胀节的模拟 (21)6.1 大拉杆横向型膨胀节 (22)6.2 铰链型膨胀节 (34)第三部分设备模拟 (42)1.0 塔 (42)1.1 板式塔的模拟 (42)1.2 填料塔的模拟 (44)1.3 除了模拟塔体的温度，还需模拟塔裙座的温度 (47)2.0 换热器，再沸器 (48)2.1 换热器模拟也分两种情况 (48)3.0 板式换热器 (51)4.0 空冷器 (52)4.1 空冷器进口管道和出口管道不在同一侧 (52)4.2 空冷器进口管道和出口管道在同一侧 (54)5.0 泵 (56)6.0 压缩机，透平 (58)第四部分管口校核 (59)1.0 WRC107 (59)2.0 Nema 23 (62)3.0 API617 (64)4.0 API610 (65)第五部分工况组合 (68)1.0 地震 (69)2.0 风载 (70)3.0 安全阀起跳工况 (72)4.0 沉降 (74)第一部分支架形式模拟1.0 普通支架的模拟1.1 U－band在CAESAII的输入界面找到restraints选项，并双击打勾，在type项填入支架的约束形式，U-band只需在type项中输入X，y用户还需输入支架的摩擦系数Mu，通常规定：钢与钢接触的承重支架摩擦系数输入0.3不锈钢与PTFE板接触的承重支架摩擦系数输入为0.1支架选项中，stif代表支架生根部份的刚度，不输代表无穷大，用户可以把生根部件的刚度输入其中，单位为N/cm1.2 承重支架+Y1.3.1 水平管道若导向支架的挡块与管托之间有间隙，可在图中(Gap:)中输入间隙，不输表示导向的间隙为01.3.2 垂直管道 1.3.2.1 四向导向+YX1.3.2.2 单边导向*-1.4 限位支架1.5 固定支架+YZ StopperANC1.6 吊架双击restrains选项，承重吊架为＋Yrod，并在len中输入吊杆的摆动的长度1.7 水平拉杆1.8 弹簧支架模拟双击Hangers出现如下图框Node输入支架的节点号Hanger Talbe:选择弹簧的型号，国内项目选择13-Sinopec(China)Avalable Space(neg for can)若该点由弹簧支撑，可以输入一个负的距离，该距离为支称点与弹簧底板之间的距离Allowable load Variation(%):为弹簧的荷载变化率＝（热态载荷－冷态载荷）/热态载荷的绝对值乘以100％，一般弹簧的荷载变化率控制在25％内，但是在一些敏感设备附近，如压缩机，透平管口附近，弹簧的荷载变化率需控制在10％内，这时用户需在此选项中输入10Rigid Support Displacement Criteria:在应力计算中，有时软件自选的弹簧热位移很小，例如1mm左右，在不是敏感设备附近，工程上常用刚性支架来代替弹簧支架，用户可以人为输入刚性支架代替弹簧支架热位移标准，如输入1mm，则若软件算出弹簧的热位移小于1mm，软件就自动将该弹簧代替为刚性支架Max.Allowed Travel Limit:该项定义了可变弹簧最大位移量，若软件算出的热位移量超过该输入值，则软件将自动把可变弹簧替换为恒力弹簧No。
CAESAR Ⅱ软件在主蒸汽管道设计中的应用
CAESAR Ⅱ软件在主蒸汽管道设计中的应用李进春【摘要】以富伦3#高炉改造工程制氧机系统主蒸汽管道为例，使用CAESAR域应力分析软件对其静态载荷进行计算。
通过对管道在汽轮机入口处的推力和力矩的计算结果的分析，提出通过增大管道补偿段以及设置弹簧支架与限位支架的方式，使管道在汽轮机入口处的推力和力矩符合厂家的规定，并根据分析结论选择合适的弹簧支架，进一步优化管道设计。
%CAESAR II stress analysis software was used to calculate the static loads on the main steam pipe of the oxygen generating system at Fulun Steel. Through analysis of the calculation result of the push force and torque at the entrance of the steam turbine, it was proposed to increase the length of compensator pipe and set up spring supports and limiting supports to make the push force and torque satisfying factory requirement. Suitable spring supports were selected based on analysis result to further optimize pipe design.【期刊名称】《冶金动力》【年(卷),期】2016(000)005【总页数】3页(P32-34)【关键词】静态载荷;主蒸汽管道;应力分析【作者】李进春【作者单位】安徽马钢工程技术集团，安徽马鞍山 243000【正文语种】中文【中图分类】TK284.1近年来,随着我国国民经济的快速增长,钢铁、电力行业发展迅猛。
管道应力分析软件CAESARⅡ应用探讨
管道应力分析软件CAESARⅡ应用探讨摘要：CAESARⅡ管道应力分析软件为设计人员提供了一个高效、经济和快捷的分析工具，使设计者能够洞悉管线运行中各处的应力和位移状况，减轻设计的复杂程度，缩短设计周期，确保工程的设计质量，被石化、燃气、电力设计单位所使用。
笔者根据几年应力分析的经验及具体实例，对管道应力分析的一些实践进行了总结。
关键词：CAESARⅡ软件管道应力计算模型一、CAESARⅡ简介CAESARⅡ是由美国COADE工程软件公司研制的一款专门对管道应力分析的软件，与中国长沙优易软件开发有限公司开发的AutoPSA7.0各有优劣，CAESARⅡ采用了以有限元分析为基础的专用CFD求解器Ployflow，它能通过使用简单梁为最基本单元建立管系模型，并在此基础上定义系统中的载荷，计算生成系统中的位移、荷载、应力表示结果。
二、管道应力分析的目的管道应力分析的目的主要是：a）为了使管道和管件内的应力不超过许用应力值；b）为了使与管系相连的设备的管道荷载在制造商或国际规范（如NEMASM-23、API-610、APl-617等）规定的许用范围内；c）为了使与管系相连的设备管口的局部应力在ASMEVlll的允许范围内；d）为了计算管系中支架和约束的设计荷载；e）为了进行操作工况碰撞检查而确定管于的位移；f）为了优化管系设计。
三、管道应力分析的主要内容以某国产乙烯装置的一小段管线为例。
从高压蒸汽总管到重燃料油汽提塔的蒸汽进口，中间经过一系列的阀门，其中阀组因业主要求只能放在水平管上，不能放在立管上。
配管工程师给出应力条件图，用CAESARⅡ建立模型（见图1）。
图1最初的模型经过计算一次应力和二次应力均超标，高温高压管道的一次应力如果超出许用应力，一般需设置合理的支架，与配管工程师协商在阀组之间和支管中间位置加上两个支架（见图2），应力计算结果见表1，表中CASE6（SUS）是安装状态，由重力和压力构成，另外还包括集中载荷和均布载荷；CASE7（EXP）和CASE8（EXP）是纯冷态或纯热态，这是一种膨胀工况，用于检测标准中需要的膨胀应力。
Caesar Ⅱ与Glif对高温高压管道静力分析的比较
Caesar Ⅱ与Glif对高温高压管道静力分析的比较王静;徐蕾【摘要】以某江苏华电句容发电厂1000MW机组工程主蒸汽管道为对象,根据计算数据分析从冷热位移、端口推力、弹簧选择三方面分析比较了Glif与CaesarⅡ两种电站管道设计软件的差异,确定了两种软件高温高压管道的静力分析结果基本吻合.【期刊名称】《江苏电机工程》【年(卷),期】2014(033)003【总页数】4页(P66-68,71)【关键词】Caesar Ⅱ;Glif;静力分析【作者】王静;徐蕾【作者单位】江苏省电力设计院,江苏南京211102;江苏省电力设计院,江苏南京211102【正文语种】中文【中图分类】TK223.1国内火电设计中普遍使用的管道应力分析软件是东北院开发的Glif软件，随着火电机组参数和容量的不断提高，越来越多的设计院引进了国际上较为流行的CaesarⅡ软件进行静力和动力分析。
江苏华电句容2×1000 MW工程主蒸汽管道和高压旁路阀门前管道的设计温度为610℃，设计压力为29.67 MPa，工作温度为605℃，工作压力为28.245 MPa，管道材料为A335P92。
低温再热蒸汽管道和高压旁路阀门后管道的设计温度为390.8℃，设计压力为29.67 MPa，工作温度为370℃，工作压力为6.303 MPa，管道材料为A6911-1/4CrCL22。
为了更好了解CaesarⅡ与Glif静力计算结果的差异，以江苏华电句容发电有限公司一期（2×1000 MW）工程的主蒸汽管道为实例，对主蒸汽管道应力计算结果进行了分析比较。
1 建模分别使用Glif与CaesarⅡ软件对管系进行建模。
因Glif软件的应用较为广泛，这里不再赘述。
CaesarⅡ软件的建模主要依据《CaesarⅡUser's Guide》、《CaesarⅡ Application Guide》、《CaesarⅡTechnical Reference》。
CAESARⅡ应力分析及软件应用贴士(全文)
CAESARⅡ应力分析及软件应用贴士(全文) 由美国COADE公司提供的管道应力分析软件CAESER Ⅱ，在工程项目的管道设计中得到广泛的应用。
是目前国内化工、石化等行业进行管道应力分析的首选软件。
一、CAESARⅡ应力分析模型的建立及其分析过程在管道系统静力分析中，需要将计算条件（温度、压力等）、管道材料特性（杨氏弹性模量、线膨胀系数、基本许用应力等）、管道尺寸（直径、壁厚、长度）、空间走向、约束方式等作为基本数据输入计算模型。
这些数据沿管道有所变化，在发生变化的地方设立节点。
这样，整个管系就被划分为若干个单元，CAESAR II采用逐个单元输入的方法，单元的输入以填表的方式完成。
CAESARⅡ软件对输入的管道有图形显示功能，一般包括：节点的编号和位置，管道的外径；管道的壁厚，管道的长度；支吊架对管段的约束，支吊架的位置；固定点的位置；保温材料的厚度；管道承受的集中载荷和均布荷载；管道材料的种类；刚性元件等。
管道应力根据性质大致分为一次应力、二次应力和峰值应力三类。
一次应力指的是由管道的内压、自重和其他外载产生的应力，具有自限性；二次应力指的是由管道变形受阻而引起的正应力和剪应力；峰值应力是管件的局部结构不连续，有应力集中或有局部热应力，附加到一次应力或二次应力上的总和。
管道的静力计算结果一般包括：管道各点的应力、管道上各约束的受力、管道上各点位移等。
二、CAESERⅡ的运算结果如何解读CAESERⅡ的运算结果中，常用的工况组合有三种：一是工作状态（OPE）：一般由重力、压力、均布荷载、端点位移、集中荷载和温度构成的组合；二是安装状态（SUS）：一般由重力和压力构成组合，另还包括集中荷载和均布荷载；三是纯热态（EXP）：为上述工作状态和承载状态的差值。
管道应力校核一般包括一次应力校核和二次应力校核。
一次应力校核工况组合为：（SUS）W+P1。
如果许用值大于或者等于节点应力，表示一次应力校核通过。
“CAESARⅡ”在医药企业管廊蒸汽管道应力分析中的应用
“CAESARⅡ”在医药企业管廊蒸汽管道应力分析中的应用1.付江涛2、王薇2.1、中核第四研究设计工程有限公司河北省石家庄市0500003.2、石家庄市裕华路小学河北省石家庄市050000内容摘要：管廊上的蒸汽总管在医药企业中常见的管道之一。
本文就一定工况下对公称直径为DN150～DN400蒸汽管道增加方（矩）形补偿器前后进行对比，并使用“CAESARⅡ”软件对蒸汽管道主要受力点的位移、受力情况及综合应力占许用应力的比率进行了分析，得到在一定工况下方（矩）形补偿器可采用的最小尺寸，为以后相似工程提供设计参考。
关键词：应力分析；方（矩）形补偿器；尺寸。
作者简介：付江涛，男，河北石家庄人；中核第四研究设计工程有限公司，工程师；研究方向：医药化工工程设计医药企业在产品的生产过程中，经常需要对产品进行加热、浓缩、回收、干燥等步骤，这些单元操作往往需要大量的热量，而低压蒸汽因其具有洁净度好、使用快捷、可控性高、价格相对便宜等特点，被医药企业广泛应用。
所以在厂区管廊中蒸汽管道极为常见，而相对于管廊中其他的物料管道，蒸汽具有一定的温度，在使用过程中受热后会产生一定的热膨胀量，需要采用自然补偿或补偿器减少应力对管道的影响。
而补偿器设置的位置、大小及选型需要进行相应的应力计算后进行选型。
目前常用的应力分析软件为CAESARⅡ，其建模的依据是ASME B31.1动力管道和ASMEB31.3等规范。
在输入蒸汽管道的基本参数（包括管道的材质、外径、壁厚，蒸汽的工作温度、工作压力、设计温度、设计压力等）后，并经设计后可对管道进行应力分析（包括静力分析和动力分析）。
一、蒸汽管道工艺条件1.工作温度及压力的选择由于医药企业使用的溶媒主要为有机溶剂，同时大部分的有机溶剂沸点不是很高，所以主要用于加热与干燥的蒸汽温度不用过高，一般为0.6-0.8MPa的饱和蒸汽，故本文蒸汽工作压力选择为0.7MPa，工作温度为171℃。
2.管径与管道壁厚的选择根据医药企业生产规模的不同，分别选择公称直径为DN150、DN200、DN300、DN400四种常见管廊中蒸汽管道的规格。
CAESARii数据输入及建模要点
第一部分支架形式模拟 (2)普通支架的模拟 (2)U－band (2)承重支架 (3)导向支架 (4)限位支架 (7)固定支架 (7)吊架 (8)水平拉杆 (8)弹簧支架模拟 (9)附塔管道支架的模拟 (11)弯头上支架 (14)液压阻尼器 (15)CAESARII可模拟虾米弯，但变径虾米弯不能模拟 (16)第二部分管件的模拟 (16)法兰和阀门的模拟 (16)大小头模拟 (18)安全阀的模拟 (19)弯头的模拟 (20)支管连接形式 (22)膨胀节的模拟 (23)大拉杆横向型膨胀节 (24)铰链型膨胀节 (36)第三部分设备模拟 (44)塔 (44)板式塔的模拟 (45)填料塔的模拟 (46)除了模拟塔体的温度，还需模拟塔裙座的温度 (49)换热器，再沸器 (50)换热器模拟也分两种情况 (50)板式换热器 (53)空冷器 (54)空冷器进口管道和出口管道不在同一侧 (54)空冷器进口管道和出口管道在同一侧 (56)泵 (58)压缩机，透平 (60)第四部分管口校核 (61)WRC107 (61)Nema 23 (65)API617 (67)API610 (69)第五部分工况组合 (72)地震 (73)风载 (74)安全阀起跳工况 (77)沉降 (78)第一部分支架形式模拟普通支架的模拟U－band在CAESAII的输入界面找到restraints选项，并双击打勾，在Node项目，输入该支架位置的节点，在type项填入支架的约束形式，U-band只需在type项中输入X，y用户还需输入支架的摩擦系数Mu，通常规定：钢与钢接触的承重支架摩擦系数输入不锈钢与PTFE板接触的承重支架摩擦系数输入为支架选项中，stif代表支架生根部份的刚度，不输代表无穷大，用户可以把生根部件的刚度输入其中，单位为N/cm承重支架+Y导向支架 水平管道若导向支架的挡块与管托之间有间隙，可在图中(Gap:)中输入间隙，不输表示导向的间隙为垂直管道 四向导向+YX单边导向v1.0 可编辑可修改限位支架固定支架+Y ZStopperANC吊架双击restrains选项，承重吊架为＋Yrod，并在len中输入吊杆的摆动的长度水平拉杆弹簧支架模拟双击Hangers出现如下图框Node输入支架的节点号Hanger Talbe:选择弹簧的型号，国内项目选择13-Sinopec(China)Avalable Space(neg for can)若该点由弹簧支撑，可以输入一个负的距离，该距离为支称点与弹簧底板之间的距离Allowable load Variation(%):为弹簧的荷载变化率＝（热态载荷－冷态载荷）/热态载荷的绝对值乘以100％，一般弹簧的荷载变化率控制在25％内，但是在一些敏感设备附近，如压缩机，透平管口附近，弹簧的荷载变化率需控制在10％内，这时用户需在此选项中输入10Rigid Support Displacement Criteria:在应力计算中，有时软件自选的弹簧热位移很小，例如1mm左右，在不是敏感设备附近，工程上常用刚性支架来代替弹簧支架，用户可以人为输入刚性支架代替弹簧支架热位移标准，如输入1mm，则若软件算出弹簧的热位移小于1mm，软件就自动将该弹簧代替为刚性支架Travel Limit:该项定义了可变弹簧最大位移量，若软件算出的热位移量超过该输入值，则软件将自动把可变弹簧替换为恒力弹簧No。
caesar ⅱ在管道设计中的应用
caesar ⅱ在管道设计中的应用摘要：由于土木工程的迅速发展，管道设计已成为一项重要的工作。
这方面的研究主要集中在，如何提高管道的设计效率，以及管道的质量。
Caesar作为一款多功能的管道设计软件，可以有效地提高管道设计效率，并确保管道设计质量。
本文综述了caesar软件在管道设计中的应用，分析了caesar软件在管道设计中的主要功能，以及它在管道设计过程中所具有的优势，最后，还对caesar软件在管道设计中使用提出了建议。
介绍随着科技的发展以及实施更高标准的要求，管道设计工作的要求也在不断提高。
因此，需要一款软件来提高管道设计的效率，确保管道设计的质量。
Caesar软件就是这样一款多功能的辅助软件，它可以满足管道设计工作需求。
本文针对caesar软件在管道设计中的应用介绍如下。
caesar软件Caesar是一款基于Windows平台的多功能的管道设计软件，它由Intergraph Corporation研发。
CAESAR供了全面的解决方案，用于管道设计，弯头仿真，系统管理，仪表安装，管道材料以及流体/控制传输的过程解决方案，从而满足工程设计的各种需求。
caesar软件的使用Caesar软件可以满足各种针对管道设计的需求，其中最主要的应用有：1.道设计：Caesar软件可以有效地对管道设计进行快速而准确的仿真，并可以对管道进行完整的设计。
此外，它还可以自动生成管道设计的图形和文档，从而简化设计过程。
2.头仿真：弯头仿真是一种用于检测管道弯头的技术，它通过分析管道弯头的几何形状和物理特性来检测管道弯头是否符合要求。
Caesar软件可以有效地对弯头进行仿真，从而确保弯头的质量。
3.统管理：Caesar软件可以有效地管理管道系统，它可以检查、调试和测试管道系统，从而确保管道系统的可靠性和稳定性。
4. 仪表安装：Caesar软件可以有效地管理管道系统的仪表安装，它可以自动检测管道系统中的仪表是否符合要求，从而确保管道系统的安全性。
CAESARⅡ软件在管道应力分析中的应用
中国化工贸易China Chemical Trade China Chemical Trade 中国化工贸易025 中国化工贸易网CAESARⅡ软件在管道应力分析中的应用王继锋摘 要：CAESARⅡ软件是一款对管道进行应力分析的专业软件，它有着经济、快捷和高效的突出特点，广泛地被设计人员所采用。
在具体的应用中CAESARⅡ软件还能够直接生成图形并计算出结果，便于研究人员对其进行分析，还能够生成动态变化的图形，操作过程简单易学，在化工、燃气等行业的工程项目设计中有着广泛的应用，为提高设计精度，保证工程质量提供了帮助。
关键词：CAESARⅡ软件 应力分析 应用（四川天一科技股份有限公司 610225）一、CAESARⅡ软件的管道应力分析CAESARⅡ管道应力分析软件是美国COADE公司研发的针对管道进行应力分析的软件，它在对管道进行应力的验算中采用的是美国标准，并基于材料力学、结构力学、有限元、管道应力分析等理论基础研发的。
现在对其应用开发最多的是管道应力分析和设备管口载荷校核，在该软件对管道的应力分析中又包括静力分析和动力分析，其中静力分析含有管道的压力和连续载荷的平均应力分析，管道对设备、支架、法兰的作用力分析，动力分析中含有管道的振动响应、自振频率分析等。
静力计算结果中含有管道各对应点应力、各约束位置的受力、各点位移等。
对管道应力进行分析保证了管道和管件内的应力在许用应力值范围之内，使管系相连的设备管道载荷达到了国际规范规定的范围，使相连接设备的管口应力达到规范值，使各约束各支架载荷得到更精确计算，明确了各种应力情况下管口的位移情况，对管道的设计做到优化精细。
管道的应力根据其性质又分为一次应力、二次应力和峰值应力三种情况。
管道内的压力、管道的自重和其它外部载荷产生的应力是一次应力；管道变形受阻产生的正应力和剪应力是二次应力；在管道局部结构不连续的情况下产生的集中应力附加到一次或二次应力的总和称之为峰值应力。
基于caesar Ⅱ的油气管道模态分析
综上所述，目前建设项目在职业病危害控制工作中还存在 毒物种类检测不全、防护措施不到位等问题，相关的职业病危 害控制管理能力有待于进一步提高。同时针对长输管道施工 过程中产生的有害毒物、电弧、强光、噪声、高温等危害因素，应 该依据相关的规定要求，采取科学、有效的防护管理措施，以便 保证工作人员的生命健康，进而为企业创造更多的经济效益。
避免职业健康检查机构为了自己的利益，以吸引顾客，赢 得更多的业务。同时应增加医疗项目，注意保证开展医疗项目 的范围；提高部分机构人员素质，及时更新健康检查设备。从 软件硬件两步走严格职业健康检查机构管理。 3.6 政府在职业病防治方面的积极参与
因为长输管道的施工项目常常为规模较大的工程，政府部 门往往会不同程度的参与进去，那么对于资金的扶持要充足， 制定较为完善的补偿机制，依靠政府部门在卫生方面的投资建 设的研究所，将公共卫生和疾病预防控制体系的构建作为重要 任务，设立卫生防疫机构，对以长输管道施工职业病为典型的 预防与卫生服务工作进行有偿服务提供和保障，并且加大这方 面财政资金的投入，真正建立起具有实用性的职业病防治机 构，促使职业病得到更好地治疗与控制。
2 分析不同因素对管道固有频率的影响
建立不同跨距，不同弯头数，不同撑形式的 Caesar II 模 型，分析管道固有频率的影响因素。 2.1 不同跨距对频率的影响
分别建立跨距为 24m，12m，6m 的管道模型，对其进行模态 分析。通过模态分析，可以得出跨距为 24m,12m,6m 的管道第 一阶频率分别为 1.469Hz，1.614Hz，1.672Hz；第二阶频率分别为 1.487Hz，1.676Hz，1.777Hz；第 三 阶 频 率 分 别 为 2.382Hz， 2.620Hz，3.176Hz；第 四 阶 频 率 分 别 为 2.480Hz，2.981Hz， 3.661Hz。
CAESARⅡ中附塔再沸器支撑模拟方式的对比
CAESARⅡ中附塔再沸器支撑模拟方式的对比
刘哲;徐晓媛
【期刊名称】《天津化工》
【年(卷),期】2014(28)5
【摘要】利用CAESARⅡ管道应力分析软件对附塔再沸器返塔管线进行管道应力分析,通过比较利用刚性单元和钢结构两种方式模拟再沸器支架应力分析的结果,得出可通过调整再沸器支架刚度的方式改善操作态管口受力的结论.
【总页数】3页(P54-56)
【作者】刘哲;徐晓媛
【作者单位】天津市化工设计院,天津300193;天津市化工设计院,天津300193【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9
【相关文献】
1.附塔支架在管道应力分析中的模拟方式 [J], 王京红
2.塔立式再沸器支撑形式选择 [J], 宋国泉
3.物料回收塔再沸器塔段结构安全评价 [J], 陈晔;顾伯勤;陆晓峰
4.附塔再沸器支承耳座的设计 [J], 曹晓玲;曹皓闻
5.HDPE回收系统己烷汽提塔塔底再沸器改造 [J], 李秀波;高峰
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Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ａ ｔ ｔ ａ ｃ ｈ ｅ ｄ ｔ ｏ ｗ ｅ ｒ ｒ ｅ ｂ ｏ ｉ ｌ ｅ ｒ ；Ｃ ＡＥＳ ＡＲ １ １； ｔ ｏ ｗ ｅ ｒ ｒ ｅ ｂ ｏ ｉ ｌ ｅ ｒ ｒ ｅ ｔ ｕ ｒ ｎ ｐ ｉ ｐ ｅ ； ｐ ｉ ｐ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ
刘哲 ， 徐 晓媛
（ 天 津 市化 工设 计 院 ， 天津 ３ ０ ０ １ ９ ３ ）
摘要： 利用 Ｃ Ａ Ｅ Ｓ Ａ Ｒ１ １管道应 力分 析软件 对 附塔再 沸 器返塔 管线进 行 管道应 力分析 ． 通过 比较 利 用
刚性 单元和 钢结 构 两种 方 式模拟 再 沸器 支架应 力分析 的 结果 ．得 出可通过 调整 再 沸器 支架 刚度 的 方式 改善操 作 态管 口受力 的结论 。 关键 词 ： 附塔 再沸 器 ； Ｃ Ａ Ｅ Ｓ Ａ Ｒ Ｉ １； 返塔 管 线 ： 管道 应 力 ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ８ － １ ２ ６ ７ ． ２ ０ １ ４ ． ０ ５ ． ０ ２ ０
１ Ｃ Ａ Ｅ Ｓ Ａ ＲＩ Ｉ 软件简介
Ｃ Ａ Ｅ Ｓ ＡＲ １ Ｉ 是 国际 上 权 威 的管 道 应 力 分 析 软 件。 自 １ ９ ８ ４年 由美 国 Ｃ Ｏ Ａ Ｄ Ｅ公 司推 出后 ， 经 过 不 断 的完 善 ， 现 已成 为 国 际上 管道 应力 分 析指 导 性 软
附塔立式热虹吸再沸器 以其结构紧凑 、 安装方 便、 占地面积小 、 设备成本及运 行费用低等显著特 点在 化工领 域有 着广 泛 的应 用 。这种 安装 方式 需要
考虑 塔器 和再沸 器相 连管 口的热胀量 。特 别是 当再 沸器 与精 馏 塔 金 属 材 质 不 同时 由于 二者 相 同 温度 下 的热胀 系数 不 同 ， 往 往 导致 相连 管 口热 胀 量 的不 同 。由于 工艺 上对 于返塔 管线 的阻力 降 的要求 使得 返塔 管线 尽 量 短 而 不 能 够 吸 收 返 塔 管线 相 连 管 口 间 的热胀差 ， 进 而造成 管 口载荷 过大 。 在 以往 的应力 分析 模 型 中 ，通 常 以 Ｃ Ｎ Ｏ Ｄ Ｅ或
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ａｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｃ ＡＥＳ ＡＲ １ １ ｔ ｏ ｐ ｉ ｐ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｔ ｏ ｗｅ ｒ ｒ ｅ ｂ ｏ ｉ ｌ ｅ ｒ ｒ ｅ ｔ ｕ ｒ ｎ ｐ ｉ ｐ ｅ ． Ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ
ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｏ ｆ ｒ ｉ ｇ ｉ ｄ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｂ ｏ ｉ ｌ ｅ ｒ ｓ ｕ ｐ ｐ ｏ ｒ ｔ ｓ ， ｉ ｔ ’ Ｓ ｓ ｕ ｇ ｇ ｅ ｓ ｔ ｅ ｄ ｔ ｈ ａ ｔ ｗｅ ｃ ｏ ｕ ｌ ｄ
其 中静 力 分 析包 括 压 力 荷 载 和 持 续 荷 载作 用 下 的
一
刚性单元的方式来模拟再沸器支架。这种模拟方式
存 在着 忽 略 了再 沸器 支架挠 度 的缺 陷 。在 此类 模 型 中 ，如果 再 沸 器 与 塔 器 在 竖 直 方 向上 的热 胀 量 不 同， 尽 管 是 微小 的差 值 ， 也 会 对 设 备 管 口造 成 巨 大 的荷 载 。而 为 了解 决荷 载 过 大 的问题 ， 往 往 需 要在 再沸器支耳下设置弹簧支架 。 从而增加了弹簧支架 的数 量 ， 并 为设 备安装 和 维护造 成 困难 。
ＬＩ Ｕ Ｚｈ ｅ ． ＸＵ Ｘｉ ａ ｏ － Ｙｕ ａ ｎ
（ Ｔ ｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ Ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｉ ｎ ｔ ｉ ｔ ｕ ｄ ｅ ， Ｔ ｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ３ ０ ０ １ ９ １ ）
件【 ｌ ｌ 。它基于有限元法专用的 Ｃ Ｆ Ｄ求解器 Ｐ ｏ ｌ ｙ ｌ ｆ ｏ ｗ， 通 过使 用 简单 梁 单元 建立 管 系模 型 ， 并 定义 作 用 在
系 统 中的荷Biblioteka 载 ， 生 成 系 统 中用 位 移 、 荷 载 和 应 力 表
示结 果 。 Ｃ Ａ Ｅ Ｓ Ａ Ｒ Ｉ １ 软 件 可 进 行静 力 分 析 和 动 力 分 析 。
第 ２ ８卷第 ５ 期 ２ ０ １ ４年 ９月
天
津
化
工
Ｖｏ ｌ － ２ ８ Ｎｏ ． ５
Ｓｅ ｐ． ２０１ ４
Ｔ ｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ Ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ａ ｌ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ￣
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计算机应用 ・
Ｃ Ａ Ｅ Ｓ ＡＲ¨中附塔再沸器 支撑模拟方式 的对 比
中图分 类号 ： Ｔ Ｐ ３ ９ １ ． ９
文 献标 志码 ： Ｂ
文章 编号 ： １ ０ ０ ８ — １ ２ ６ ７ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ５ — ０ ０ ５ ４ — ０ ３
Ｃｏ ｍｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ ｒ ｅ ｂ ｏ ｉ ｌ ｅ ｒ ｓ ｕ ｐ ｐ ｏ ｒ ｔ ｓ ｉ ｎ ＣＡＥＳ ＡＲ ｌ Ｉ