脱硫塔的强度和稳定性有限元分析

脱硫塔结构分析与设计优化
张佩
【期刊名称】《科技与创新》
【年(卷),期】2024()7
【摘要】以襄垣县诚丰电力有限公司5#炉超低排放改造项目为实际工程背景,建立直排脱硫塔整体结构的三维模型,借助有限元分析软件Midas-Gen对结构进行建模及静力学分析。

分析模拟结果显示,在极限工况载荷组合下,结构最大位移变形发生在钢烟囱顶部,主要是由于塔体增加直排烟囱部分长细比较大,在风载荷作用下结构水平位移比较明显。

在此基础上可以为烟囱部分增加竖筋,增大其挠度以减小变形量。

板壳单元的最大应力部分发生在烟气进口位置,此部位因有大开口易发生应力集中现象。

梁单元的最大弯矩为6.48×10^(7)N·mm,发生在塔内喷淋主支撑梁的中心部分。

【总页数】3页(P108-110)
【作者】张佩
【作者单位】沈阳远大环境工程有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TU347
【相关文献】
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基于 ANSYS的脱硫塔应力分析计算李卫卫;顾礼新【摘要】根据脱硫塔结构的重复对称性,选择脱硫塔对称部分建立力学模型. 考虑自重、风载荷、地震载荷及温度场的分布,利用ANSYS有限元软件对脱硫塔的主体结构及各主要部位进行结构应力和热应力分析,得到其相应的应力强度云图. 根据JB4732 -95《钢制压力容器———分析设计标准》进行强度校核,结果表明,强度满足要求.%According to the symmetry of the structure of the desulfurizing tower , the symmetry part model of the desulfurizing tower iscreated .Considering the gravity , wind load, earthquake load and distribution of temperature field, the stress analysis and thermal stress analysis on the structure and some im-portant components are carried out by use of the finite element software ANSYS , the stress intensity contour are obtained.The intensity check are made according to JB4732—95 Steel pressure vessel – analysis and design criteria.The results show that intensity of the desulfurizing tower meet the require-ments.【期刊名称】《化肥设计》【年(卷),期】2015(053)006【总页数】6页(P28-33)【关键词】脱硫塔;ANSYS有限元软件;应力分析;强度校核【作者】李卫卫;顾礼新【作者单位】上海克硫环保科技股份有限公司,上海 201203;上海克硫环保科技股份有限公司,上海 201203【正文语种】中文【中图分类】TQ441.41有色金属冶炼排放的烟(废)气中含有SO2等有害气体，造成大气污染和酸雨危害。

有关料仓设计的强度计算设计参数内径 Di 3000mm 焊缝系数 Φ0.7壁厚δe 10mm 仓顶侧夹角 β10°直段高 H 10000mm 内摩擦角 ψ29.5°锥底高 Hc 3000mm 锥侧角 α60°堆积比重 γ11.76KN/m^3风压系数 fi1.52仓高 H 013m基本振型参与系数ηk11仓高级别15m体型系数 K 10.7基本风压 q0250(N/m^2)风振系数 K 2(<20m ) 1.7基本雪压 qw 600(N/m^2)综合影响系数 Cz0.5Q235B--[σ]t 113Mpa(150℃)摩擦系数 μ0.3Q235B-σs235Mpa(常温)地震等级8级弹性模量 E t191000Mpa a max0.45刚性环以上直段高 h7500mm 场土地类别2仓顶活载5000kg 场土地特征周期 Tg0.4设计内压值 P inpa物料侧压系数 K=0.34tg^2(45°-ψ/2)A=0.00062查图或计算0.094*δe/R 0B=79.27Mpa 2/3*A*Et [σ]cr79.27MPa强度较核储料重 W G =914391.96Nπ/4*γ*Di^2(H+Hc/3)*10^-6垂直轴向压力 Pv 2-2=0.064Mpa γ*Di/(4*k*μ)*(1-e^-4*k*μh/di)*10^-6垂直轴向压力 Pv 1-1=0.055Mpa 2-22-2截面磨擦力 P f 2-2=377012.7N π*Di^2/4*(h 2-2γ*10^-6-Pv 2-2)物料对锥体大端产生的壁面法向力Pn2-20.032Mpa 料仓自重 W 0314760.3N 仓操作质量 m 0=130423.7Kg (WG+W0)*g自振周期 T=0.1437s 90.33*H*(m0*H/(E*δe*Di^3))^0.5*10^-3与T相对应的地震影响系数 a=0.450(Tg/T)^0.9*a max 地震影响系数 a=0.0900.2*a max地震影响系数 a1=0.450水平地震力 F k0=287584.3N Cz*α1*ηk1*m 0*g 垂直地震力 Fv 0-0=280394.7N αvmax*Meq*g(=0.65αmax*0.75m0*g)地震弯矩 M E10-0=1314670910N.mm16/35*Cz*α1*m0*g*H 水平风力 P w =17753.4 N K1*K21*q0*f1*l1*d01*10^-6风弯矩 Mw 0-0 =115396918N.mm Pw*H 0/2M E +0.25M w1343520139N.mm 最大弯矩 Mmax 10-01343520139N.mm雪载 Ws=4297.89Nπ/4*D 0^2*q w *10^-6σz1= 4.00Mpa P f 2-2/(π*Di*δe)+P*di/4*δe σz1'= 6.89Mpa Pv*Di/(4*δe*φ)σz2=0.83Mpa (mg+Ws)/(π*Di*δe)σz3=18.94Mpa 32*D 0*M max /(π*(D 0^4-Di^4))σz4=16.54Mpa(Wi+Fi)/(π*Di*δei)周向应力σθ= 4.68Mpa Ph*Di/(2*δei*φ)轴向组合应力σΣz40.31Mpa轴向应力与周向应力组合 σ=38.18Mpa （(σΣz)^2+σθ^2-σΣz*σθ)^0.5较核 1 σ<[σ]t OK较核 2 σΣz<[σ]cr OK 料仓锥体部分应力计算锥底壁面法向力 Pn2-2=0.0325Mpa P h2-2*(sinα)^2+P v2-2*(cosα)^2锥体大端周向应力 σθ=8.031Mpa Di*Pn/(2*δ*φ*cos θ)锥体自重4448.11N锥体自重与锥体所储物料重量之和 Wc=87575Nπ*Di^2*Hc*γ/3锥体大端经向应力 σz=9.483Mpa Di*Pv2-2/(4*δe*φ*cosθ)+Wc/(π*Di*δe*φ*cosθ)自承式料仓顶盖计算仓顶盖单位面积重力 W13506.435N/m^2仓顶附加重力及活载 W2707.355N/m^2仓顶荷重 W=4813.790N/m^2W1+W2+W3锥顶厚度 δt= 6.14mm 2.24*Di/sinβ*(W/Et)^0.5*10^-3受内压锥顶应力 σθ=Mpa Pi*Di/(2*δ*sinβ)筋的根数 N4有梁锥顶梁的最大弯矩 Mmax=2126.67N.m PI()*Di^3*W/(48*N)* 10^-9梁所需截面模数 Z=26885.81mm^31000*Mmax/([σ]t*φ)选梁H100*100梁的截面模数76500mm^3check OKP*Di^2/(8*[σ]t*φ试选包边角钢L50X5角钢截面积480.00mm^2仓顶、仓壁与角岩钢有效截面积之和 A2683.91mm^2check OK仓壁加强圈设计外压 P out许用临界外压力 P crout环形支座支撑数 n8固定螺栓中心距仓壁之距离 b200mm固定螺栓中心直径 Db=3420mm上加强圈厚度 δ135mm下加强圈厚度 δ235mm 上筋板中心到下筋板中心距 h1800mm筋板上端宽度 C300mmF b1=356190.11N 4*M max1-1/(n*Db)+m0*g/nF b2=161034.35N (0.3*Mw 1-1+m ec )/(n*D b )+m max *g/n一个支承上的组合压力 F b =356190.11N max(F b1.F b2)由Fb引起的钢性环中心线上的水平力F=89047.53N F b *b/h1由F引起的弯矩 M k =71238021.45NF b *b=F*h 1筋板厚度 δ4=5.25mm F b /(2*C*[σ])系数 K10.066系数 K21.907刚性环横截面积 A F =10500mm^2δ1*C刚性环横截面对X—X轴之截面系数 Zx-x=525000.00mm^3δ1*C^2/6在固定螺栓处刚性环所承受的合成应力σF =35.32MPa K2*F/A F +K1*F*D b /(2*Z x-x)checkOK。

脱硫塔要求规范要求投标技术设计要求1. 引言脱硫塔是用于去除燃煤发电厂废气中二氧化硫（SO2）的设备，对于保护环境和降低空气污染具有重要意义。

为了确保脱硫塔的高效运行和合规性，制定了一系列的技术设计要求和规范要求。

本文档旨在提供一个全面的技术设计要求的概述，以便供投标人员了解并根据这些要求进行投标。

2. 设计原则脱硫塔的设计应遵循以下原则：•高效：脱硫效率达到或超过国家标准要求；•稳定：在工作范围内保持稳定的性能；•安全：确保设备运行期间的安全性；•可靠：减少故障和维修次数，提高设备可用性；•环保：降低能源消耗和废气排放。

3. 投标技术设计要求3.1. 总体技术要求•设备规模：根据项目需求确定脱硫塔的规模和处理能力；•克试验条件：根据当地环境条件和废气特性确定设计参数；•技术指标：脱硫效率、SO2减排量、运行可靠性等指标应符合国家标准；•自动化控制：实现对脱硫塔各项参数的自动监测和控制；•适应能力：应能适应燃煤工况的变化以及不同煤种的使用。

3.2. 结构设计要求•材料选择：选用耐腐蚀、耐磨损的材料以及符合国家标准的建筑材料；•结构强度：确保脱硫塔在预定的工作压力范围内具有足够的强度和刚度；•密封性能：设计应保证脱硫塔各关键连接处的气密性；•排放口设计：根据国家要求设计合适的排放口，确保废气的排放符合标准。

3.3. 脱硫工艺设计要求•脱硫剂选择：选用合适的脱硫剂，并考虑其采购和储存的可行性；•混合均匀性：设计合适的混合装置，确保脱硫剂和废气充分接触并达到均匀混合；•反应温度和压力：根据反应动力学和设备限制确定适宜的反应温度和压力范围；•反应效率：设计合适的反应器结构，以提高脱硫效率和减少副产物。

3.4. 设备运行和维护要求•操作安全：设备应具有安全运行和自动防护功能；•维护便捷性：设备应易于维护和保养，降低维护成本；•清洗和疏通：设备应有清洗和疏通装置，方便清除堵塞物；•检修和更换部件：设备部件应易于检修和更换，减少停机时间。