行业应用方案 | 油气行业技术发展趋势

Ansys 行业应用方案连载（22） | 油气行业技术发展趋势

油气作为传统的化石能源，在未来至少30年内的能源领域中仍占据主导地位。随着石油勘探采集效率变低，环保要求变高，以及面对新能源等多种因素的冲击，而推动企业采用新的技术发现石油资源、高效开发和利用资源，无论是上游的油气开采、还是中游的油气集输、以及下游的石油炼化加工等环节，都需要通过技术革新来大幅提高生产效率、降低生产成本、保障自身竞争力。

Ansys作为CAE仿真软件的领导者，为石油石化企业在许多方面保持竞争优势提供了强有力的技术保证，帮助工程师以及研发人员加速新技术的开发、解决实际工程问题、提高生产效率、提高运维性能以及降低成本等等。Ansys可以帮助石化企业分析流体、结构、电磁等物理领域的问题，流体方面侧重于多相流、混合、传热、燃烧、化学反应、冲蚀/腐蚀等；结构方面侧重于线弹性分析、弹塑性分析、非线性分析、疲劳分析、爆炸分析、强度/应力分析、振动分析；电磁侧重于电机的设计、感应炉等。Ansys强大的功能，能够帮助石油石化企业解决流体-热-结构多物理场耦合的问题。

多相流反应器是油气行业的核心设备。

• 流化床反应器

• 固定床反应器

• 鼓泡塔反应器

• 板式精馏塔

• 填料精馏塔

• 水力分离器

• 旋风分离器

• 搅拌釜反应器

• 三相分离器

• 气化炉

环保主要涉及废水、废气、废渣的处理。

• 沉降池

• 烟气脱硫喷淋塔

• 曝气池

• 垃圾焚烧炉

石化装备和储运设备经常需要承受的恶劣的环境。

• 压力容器加固处理

• 高耸塔器振动疲劳分析

• 球罐在雪荷载下的应力分析

• 球罐强度、变形分析

• 固定管板式换热器热-结构耦合分析

• 安全阀的抗震分析

• 管道连接分析

• 压力容器的疲劳寿命估计

• 储液罐强度及稳定性分析校核

• 弹性地基上圆筒形储罐应力分析

• 法兰连接接触分析

• 焊接过程残余应力分析

在现代化的石油机械与压力容器设计工业中，产品的设计愈来愈精细复杂，市场竞争要求石油机械与压力容器设备的性能指标大幅度提高。此时就需要Ansys这样的 CAE 软件工具，为石油石化企业在许多方面保持竞争优势提供了强有力的技术保证。

目前，Ansys在压力容器行业占据了国内95%以上的市场份额，而Ansys Mechanical已经成为压力容器分析设计的标准。对于承受高温高压的压力容器设计中常常需要进行弹塑性、蠕变、大变形等非线性分析。起停机等变化的工况引起结构的交变应力，疲劳强度亦是容器设计中必需考虑的问题。对于大型容器的结构，静强度设计不能完全满足要求，因而动强度的分析计算能为容器设计所必需的。Ansys 动力学分析功能可求解结构的非线性时程响应，谱分析可用于结构的地震响应分析。Ansys 特有的流体单元可解决盛液容器的动力计算，分析盛液容器的模态及地震响应。

Ansys CFD 提供了一种安全、经济、可靠的技术手段，能够加深工程设计人员和研发人员对各种设备内混合、传热、传质、反应、多相流动等复杂流体行为的理解，在新设备的研发、故障诊断、优化设计方面发挥着重要作用。

在最新发布的2021 R1 版本中，Ansys Fluent新功能新增了适用于飞行器全速度场模板化气动分析的Fluent Aero模块、适用于飞行结冰分析的模板化结冰分析模块Fluent Icing模块，同时在用户界面和Fluent Meshing网格划分的提升，以及湍流、噪声、overset动网格、电池、多相流和燃烧物理模型等都有相应的改进和提升，以及新的高速流动算法的加入和求解器的增强。新品发布系列网络研讨会 | 流体专场已陆续播出，欢迎点击回看。