压力容器设计中的节能降耗策略研究

杨东男

（天津市欧达法斯克制冷设备有限公司，天津 300000）

0 引言

现如今社会的经济处于高速发展阶段，不管是在制造还是设计方面，我国相关的一部分压力容器行业处于高速发展阶段，但是与国外相比，差距是一直存在的。为了能够使我国压力容器设计能够在国际市场中的竞争力得到有效提高，就一定要与现如今全球宣传的关于节能降耗的新型理念保持一致，促使节能降耗性能能够在压力容器设计中得到一定的强化。但是，进行压力容器设计时，需要接触到多个环节，如材料选择方面、设计结构等，为了使目标能够被实现，所以需要科学设计整体[1]。

1 节能降耗的要求

高综合性、高技术性的工作就是压力容器设计工作，工业生产的安全性被设计质量决定着，因此国学需要对容器设计工作给予高度重视，然后需要制定一些标准促使压力容器设计工作能符合规范标准，压力容器设计的关键问题一直都是能耗问题。站在节能降耗的角度来看，一般通过以下几个方面来表现压力容器设计的一些要求：其一，严格审核设计数据，减少因为在设计数据上的失误而导致一些能源消耗；其二，正确选择合适的材料，在进行设计压力容器的过程中需要满足安全性、功能要求的实际需求，然后选择处具备节能性的材料；其三，优化处理热换容器的设计，使其热换效率能够提升，并且要确保动力能源能够保持充足；其四，在设计压力容器的时候，倘若具备一些保温或者保冷等特殊要求，就需要把保温以及保冷措施做好；其五，那些能够合理改造的设备，需要最大限度的提高利用率，以及使材料的剩余价值能够有效发挥[2]。

2 节能降耗在压力容器中的三大原则

2.1 遵循针对性原则

在设计以及制造压力容器设备的过程中必须要做到遵循针对性原则，进行固化处理要充分考虑且结合设备相关的质量要求和设计标准，确保与国家的法律法规不冲突，并且形成一个具备技术型的设计模式，有助于合理设计压力容器。

2.2 遵循经济性原则

进行压力容器设计的相关工作人员不仅要是设备的安全性，还需要使压保证与以及设计质量得以保障，还要严格遵守经济性原则。在能源消耗被降低的情况下，保证能够使压力容器的经济性能能够有效提高，并且与目前的设计规划要求保持一致[3]。

2.3 遵循节能性原则

为了能够减少出现错误数据的现象，应该在进行设计相关工作的时候，使规划方案能够被完善，数据内容得以明确，让整体信息具备准确性以及可靠性，为了使设计规划能够较好的进行，应该避免出现浪费能源的现象，并且及时发现相关的问题，积极采取正确措施解决已发生的问题，使节能降耗的设计效果得以有效提升，一方面，对原材料进行科学正确的选择，确保其安全性、功能、质量都达到标准，并且研究分析工艺参数，挑选拥有一个较高节能性的材料。另一方面，相关人员需要充分考虑且结合压力容器设备的保温以及保湿功能的要求，并且通过合理有效的方式进行相关的协调工作，使其功能得以完善，把压力容器设备中的多余价值得以有效发挥利用，使原材料的利用率得以提高。在进行相关的设计工作时，需要把相关的材料要求进行有效的结合，，并且进行平面设计压力容器工作，使不同种类材料的剩余价值能被保证充分发挥，这样有助于使整体工作效率得到一定程度上的提高。

3 设计压力容器中节能降耗的相关措施

3.1 使压力容器结构能够优化

在设计压力容器的时候，结合一些相关的规定要求能够知道一些应力分布不均匀促使最大的应力点进入塑性。与此同时，倘若把这个当作压力容器设计中的一些失效依据，这样就会使压力容器材料相关的承载能力被低估，促使更多的设计材料被消耗，严重影响到压力容器的安全性能，最后还会使压力容器的设计成本被提高。根据这个，为了能够合理的提高压力容器设计，便需要对压力容器结构给予更多的重视，可以通过采取一些塑性失效准则的设计方法，使有限元软件能够有效运用在压力容器的结构上，能够有助于使不连续的最大应力被很大程度上降低，这样就可以使压力容器设计过程中所用材料的承载性在很大程度上得到有效发挥，使容器设计材料和容器壁厚度都能够被减少，从而在压力容器设计的经济性被提升的基础之上，能够使节能降耗的目的被实现[4]。

3.2 正确选择材料进行设计

决定压力容器设计节能降耗的一个必不可少的因素就是设计材料的选择。在面对压力容器材料的挑选时，需要充分考虑多个因素，如压力、温度、介质特性等等诸如此类的设备操作要求，焊接材料时的实际情况，使上述条件都能够被很好的满足。在此基础上，为了使压力容器设计方案能够达到节能降耗的最终目标，这就需要让设计材料拥有较高的耐腐蚀性、耐高压性以及耐高温性。在选择压力容器的实际过程之中，一般情况下需要遵循以下几个原则：其一，根据压力容器设计的场合或者结构设计，可以选择使用较为普通的碳素钢材料；如果选择的压力容器设计是以强度设计为主的话，这便需要充分考虑及结合介质、压力和温度等多个限制条件筛选一些不具备高性能的相关材料，减少没必要的材料浪费。其二，对于一些压力容器处于腐蚀性的环境中时，倘若是比六毫米小的的余量，就最好选择使用碳素钢，不然就要选择具备很高耐腐蚀性能的相关材料，或者采用增加焊层的方法来保障容器的使用性能。其三，对于一些无法承受腐蚀性介质的环境或者是不能使用碳素钢材料时，倘若钢材的厚度比十二毫米大的话，那么就很难选择衬里、复合、堆焊等等诸如此类的结构形式，尽量不要选择使用具备较多高合金钢这类性的昂贵材料。其四，当处于425度至500度的设计条件时，就要尽量选择一些耐热钢材料并且是低合金钢的。其五，在选择压力容器的实际过程中，是需要考虑到该容器的使用环境状况，尽量避免出现因为选择不当而导致的经济损失以及发生安全事故。

3.3 循环利用旧设备

社会的生产条件日益提高，市面上出现了各种新颖的新技术、新工艺，这样随之带来的问题是迫使淘汰较多的传统工艺技术，与此同时也淘汰了很多无法满足新生产要求的生产设备[5]。但是被淘汰掉的很多旧设备还是能够正常运作的，并没有到达相关规定的废弃标准，倘若把这些旧设备直接淘汰掉就一定会浪费了很多可用材料，如果此时能够合理利用这些被淘汰的旧设备，就会在一定程度上使节能降耗的目标能够有效实现。

3.4 换热效率方面

在石化行业中应用最广泛的就是换热压力容器，在企业的日常运作中起着重要作用的就是换热压力容器，同时与企业生产效益密切相关的因素就是热交换效率。因此使用高校热交换器能够与国家呼吁的节能减排政策达成一致，还能使企业自身的能好得到一定的较低效果，并且减少成本，使效益能够在一定程度上得以提高。一般情况下，压力容器换热效率是普遍不高的，消耗能量大，在总能量中，高效热换气只占十成左右，这样会导致大量浪费能源。因此，政府相关部分要支持企业开展一些与测试与评价换热压力容器的活动，为企业日后的运转提高节能减排的有效参考。同时，设计换热器的时候，需要进行优化设计，尽最大可能使热交换效率得以提高，符合节能要求[6]。

3.5 绝缘保冷方面

一般在正常的工作条件下，针对温度这一介质参数有着一定的要求。如果不对压力容器和过程管路进行一些保温保冷的措施，那么内部相关介质会受到外界空气温度的严重影响，有的时候为了能够达到相关条件，还需要使用一些辅助设备。因此，通常是采用增加一层保冷隔热的材料在压力容器和过程管道的外部，这样可以有效降低因为与外界空气的接触而造成的热损失[7]。特殊保温保冷的相关材料和厚度可以根据实际情况出想对应的调整。同时，因为贵能节能减排的号召工作正在如火如荼的开展着，更多的企业启用了新型的节能技术及材料，达到较好的节能效果[8-10]。实现节能减排的措施之一就是采用一些保暖、保冷且节能的新型材料。

4 结语

总而言之，石化行业的重要组成部分就是压力容器设计，其节能减排对我国石化行业的发展有着重要作用。因此在进行相关的压力容器设计工作的过程中，需要对节能降耗的一些要求及特点进行全面分析研究，在科学合理的研究探讨的情况下，遵循一些重要原则，完善设计方案，采取正确措施。如优化设计结构，正确选择材料，循环利用旧设备，优化设计换热器，选用保冷保暖的材料。同时，也要使该行业的节能降耗意识得到强化，在日常工作中落实节能降耗，促进环境与企业共同发展。