本文關(guān)鍵詞：帶雙大出煙口脫硫塔的結(jié)構(gòu)有限元分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：脫硫塔是煙氣脫硫工作的核心設(shè)備,主要由筒體、煙箱、支架、支承環(huán)梁等部分組成,多為大型薄壁殼體結(jié)構(gòu)。因工藝和設(shè)計(jì)要求,脫硫塔內(nèi)部設(shè)各種管道、支撐梁,塔體開孔率較高,使得結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜。對(duì)于此類結(jié)構(gòu),目前尚無完全適用的規(guī)范可供使用,一般參考相近結(jié)構(gòu)的規(guī)范,并且結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)在很大程度上依賴于以往的工程經(jīng)驗(yàn),缺乏相應(yīng)的理論分析和指導(dǎo),有必要對(duì)此類結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入研究。本文以內(nèi)蒙古中煤蒙大新能源化工有限公司脫硫塔為實(shí)際工程背景,根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn),借助分析軟件Midas/Gen對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元靜力分析,建立脫硫塔整體結(jié)構(gòu)及其重要部分(支承環(huán)梁、文丘里頂梁)的有限元模型,在相應(yīng)工況下進(jìn)行靜力計(jì)算,分析結(jié)構(gòu)響應(yīng)極值及分布規(guī)律,并在各工況下將各局部分析與整體分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,總結(jié)不同的建模分析方法對(duì)結(jié)構(gòu)力學(xué)特性產(chǎn)生的影響。對(duì)支架與出口煙箱的共同作用進(jìn)行了分析,建立煙箱單獨(dú)分析及支架、煙箱共同分析的模型,在相同工況下進(jìn)行計(jì)算,并將兩種模型的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,分析支架與煙箱的協(xié)同工作對(duì)煙箱受力特性的影響。本文的主要研究工作及得到的結(jié)論如下:(1)對(duì)脫硫塔進(jìn)行整體分析,發(fā)現(xiàn)在自重和積灰荷載作用下,內(nèi)筒壁底端與文丘里頂梁連接處有嚴(yán)重的應(yīng)力集中現(xiàn)象,因?yàn)槲那鹄镯斄撼惺苡傻撞繕?gòu)件重量及灰斗積灰產(chǎn)生的荷載很大,將其傳遞到內(nèi)筒壁底端邊緣處,形成了等效的集中荷載,使內(nèi)筒壁在局部產(chǎn)生了很大的應(yīng)力和變形。同時(shí),環(huán)梁的應(yīng)力、變形分布表現(xiàn)出“偏心”現(xiàn)象,即結(jié)構(gòu)的前、后兩部分結(jié)果極不對(duì)稱。造成這種現(xiàn)象的原因是脫硫塔的煙箱根據(jù)設(shè)計(jì)要求安裝在結(jié)構(gòu)的前側(cè),且為斜向布置,所以使結(jié)構(gòu)的剛度和受力產(chǎn)生了很大的偏心,使得計(jì)算結(jié)果的在結(jié)構(gòu)前、后部分的差距較大。此外,文丘里頂梁只在外環(huán)梁上受到約束,徑向梁與內(nèi)環(huán)梁沒有任何形式的約束與支承結(jié)構(gòu),所以在靠近中點(diǎn)的環(huán)向梁上發(fā)生很大的變形,在徑向梁與外環(huán)梁連接處產(chǎn)生較大應(yīng)力。(2)對(duì)脫硫塔的重要部分(支承環(huán)梁、文丘里頂梁)進(jìn)行局部分析,并將分析結(jié)果與整體分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果表明,整體分析時(shí)環(huán)梁的應(yīng)力、變形分布不均勻,在與支架連接的一側(cè)結(jié)果較大,而局部分析時(shí)應(yīng)力、變形的分布規(guī)律不明顯,與整體分析的應(yīng)力、位移和內(nèi)力的差別較大。自重下文丘里頂梁在整體分析與局部分析時(shí)應(yīng)力、位移的分布較一致,但兩種模型分析得到的應(yīng)力、位移極值大小不一。積灰荷載作用下,文丘里頂梁局部分析和整體分析時(shí)得到的應(yīng)力分布規(guī)律完全不同。可見,局部分析難以準(zhǔn)確地反應(yīng)脫硫塔重要部分的實(shí)際受力特性,不能為結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。(3)分析支架與煙箱的共同作用對(duì)煙箱的影響,建立單獨(dú)分析煙箱與支架、煙箱共同分析的有限元模型,在相同工況下計(jì)算,并將兩種模型分析得到的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果顯示,各工況下兩種模型分析得到的應(yīng)力差別較大,在考慮支架與煙箱的共同作用時(shí)分析得到的煙箱應(yīng)力比單獨(dú)分析時(shí)分布更均勻。單獨(dú)分析煙箱時(shí)得到的結(jié)構(gòu)內(nèi)力與真實(shí)值的誤差很大,且位移比支架、煙箱共同分析時(shí)的大�？梢�,底部支架不僅能減小煙箱位移,對(duì)其變形有很好的協(xié)調(diào)作用,而且有利于優(yōu)化煙箱的受力,使其的承載能力大幅提升,所以在分析煙箱的力學(xué)特性時(shí)支架與煙箱的共同作用不應(yīng)被忽略。
【關(guān)鍵詞】：脫硫塔 有限元分析 出口煙箱 支架 共同作用
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU398.9
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-14
• 1.1 課題背景10-11
• 1.2 煙氣脫硫體系的工作原理11-12
• 1.3 脫硫塔體系的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)12
• 1.4 脫硫塔結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.5 本文研究內(nèi)容13-14
• 2 脫硫塔結(jié)構(gòu)三維有限元模型及靜力分析14-30
• 2.1 帶雙大出煙口脫硫塔的基本描述14-18
• 2.2 有限元方法18-22
• 2.2.1 有限元方法介紹18-20
• 2.2.2 單元類型及坐標(biāo)系20-22
• 2.3 有限元分析軟件Midas/Gen簡介22
• 2.4 帶雙大出煙口脫硫塔三維有限元模型22-29
• 2.4.1 材料及截面特性22-23
• 2.4.2 單元的選擇及模型建立23-24
• 2.4.3 約束條件24-25
• 2.4.4 脫硫塔的荷載形式及取值25-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 3 脫硫塔結(jié)構(gòu)靜力分析30-49
• 3.1 應(yīng)力分析30-40
• 3.2 位移分析40-46
• 3.3 內(nèi)力分析46-48
• 3.3.1 支撐桿內(nèi)力分析47
• 3.3.2 加勁肋內(nèi)力分析47-48
• 3.4 本章小結(jié)48-49
• 4 脫硫塔重要部分局部有限元靜力模型研究49-63
• 4.1 局部有限元模型49-53
• 4.1.1 支承環(huán)梁局部有限元模型49-51
• 4.1.2 文丘里頂梁局部有限元模型51-53
• 4.2 支承環(huán)梁分析53-56
• 4.2.1 自重下環(huán)梁靜力分析53-54
• 4.2.2 負(fù)壓作用下環(huán)梁靜力分析54-55
• 4.2.3 積灰荷載作用下環(huán)梁靜力分析55-56
• 4.3 文丘里頂梁分析56-62
• 4.3.1 自重下文丘里頂梁靜力分析56-59
• 4.3.2 積灰荷載作用下文丘里頂梁靜力分析59-62
• 4.4 本章小結(jié)62-63
• 5 支架與出口煙箱共同作用的有限元分析63-82
• 5.1 出口煙箱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)63-64
• 5.2 出口煙箱三維有限元模型64-67
• 5.2.1 不考慮支架與煙箱共同作用的出口煙箱有限元模型65-66
• 5.2.2 考慮支架共同作用的出口煙箱有限元模型66-67
• 5.3 兩種模型加載及分析結(jié)果對(duì)比67-80
• 5.3.1 自重作用下煙箱的計(jì)算結(jié)果67-70
• 5.3.2 負(fù)壓作用下煙箱的計(jì)算結(jié)果70-74
• 5.3.3 不同積灰高度下積灰荷載對(duì)煙箱的作用規(guī)律研究74-80
• 5.4 帶雙大出煙口的煙箱結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)措施80
• 5.5 本章小結(jié)80-82
• 6 結(jié)論與展望82-84
• 6.1 結(jié)論82-83
• 6.2 展望83-84
• 致謝84-85
• 參考文獻(xiàn)85-87
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果87

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：帶雙大出煙口脫硫塔的結(jié)構(gòu)有限元分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：345092