经典案例
  • 有限元分析在机械产品设计的应用
  • 汽车转向机构有限元分析与优化
  • 风力发电机主轴结构强度分析
  • 发动机连杆的强度分析与结构优化
  • 车辆传动轴的强度分析与方案改进
  • 摩托车车架的刚度及强度分析
  • 注塑模具机构强度分析及结构优化
  • 变速箱轴键强度校核及结构改进
  • 挖掘机铲斗有限元计算和强度分析

烟气脱硫吸取塔有限元分析

发布于:2017-07-17 19:40
有限元分析

      吸取塔是烟气脱硫工艺中的主体结构,属于大型的薄壁壳体钢结构。整个吸取塔由底环、支座、壳体、加劲肋、入口、出口、各类管嘴接口、各层操作平台、除雾喷淋装置、循环喷淋管装置等诸多的构件通过焊接组成。由于脱硫的过程是一个化学反应过程,而这一切都在吸取塔内部完成,因此在反应流程过程中会出现不同的压力和温度,同时也需要考虑在突发情况下将出现的各种不利的后果。设计中所需要考虑的荷载包括:各构件自重静载、各类活荷载、积灰荷载、浆液荷载、管道荷载、风荷载、地震荷载、静水压力、设计压力、操作压力及停机真空压力状态等多项,各种工况的荷载组合多达数十种。同时还要考虑施工状态、非工作状态和工作状态等不同的设计情况,因此设计中包括的荷载设计组合将多达上百种。设计人员需要保证吸取塔在不同的工作状态和工作环境下能保持运行良好,这对于结构设计来说是一项艰巨的工作。采用有限元分析能够精确计算吸取塔在各种荷载组合作用下的应力和变形,是一种准确有效的吸取塔分析方法。
      我国目前还没有专门针对吸取塔的设计规范。研究表明参照美国石油学会(American Petroleum Institute,简称API)规范设计更能够达到结构优化的目标,因此在这里参考API 650规范。API 650规范适用于低内压作用下的各种立式圆筒形钢制焊接存储罐体,涵盖了罐体材料、设计、加工、安装以及测试等各个方面。
      API规范规定可采用弹性分析法来计算壳体强度。荷载组合采用标准组合,其中可变荷载组合值系数可为Q4。强度验算采用许用应力法,许用应力取钢材屈服强度的0.66。
      本工程为印度某电厂烟气脱硫吸取塔,吸取塔总高度为21.21 m,在标高4.68m以下为直径82m的筒体,标高6.56-19.71 m之间为直径4.43 m的筒体,出口部分为一圆锥体,出口直径为255 m。吸取塔壳体采用A36碳钢,在95℃设计温度下的屈服强度226 MPa。入口烟道宽3.55 m,最小高度1.24m,采用C276合金钢,厚度为4.76 mm,在95℃设计温度下的屈服强度232 MPa。钢板允许腐蚀厚度1 mm,设计压力6.22 kPa,设计真空压力200 kPa,泥浆比重1.15,最高浆液面高度7.92m,平台活荷载4.78 kN/m2,设计基本地震加速度为0.98 g,基本风压为1.3 kN / m2。沿吸取塔塔身布置有7层平台,2层除雾装置以及3层循环喷淋装置。吸取塔底部和基础环板焊接在一起,用29个M40锚栓固定与基础上。
      本研究采用STAAD ProApp对该吸取塔进行有限元建模。建模的步骤为建立几何模型、定义截面特性、设置支座、定义荷载。
      由于吸取塔壳体上布置有很多设备孔和人孔,模型单元划分时会产生很多不规则单元,根据“建模的平方定律”会引起建模工作量和计算机运算量的猛增。因此建模阶段可以先忽略这些孔洞以简化模型,在以后的设计阶段时再根据API规范的要求对孔洞进行加强。


                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
                                                                                                                                                  杭州纳泰科技咨询有限企业
                                                                          本文出自杭州纳泰科技咨询有限企业www.nataid.com,转载请注明出处和相关链接!

tag标签:
------分隔线----------------------------
------分隔线----------------------------
XML 地图 | Sitemap 地图