大型脱硫吸收塔结构优化设计

白云淼

摘 要：大型脱硫吸收塔是火电厂烟气脱硫过程中的关键设备，对其进行合理应用，可以减少发电过程中硫的排放量，从而达到降低环境污染的目的。本文对吸收塔的结构情况进行了详细阐述；然后对建模及吸收塔应力情况进行了重点介绍；最后对优化吸收塔达到的效果进行了总结，通过相关分析希望进一步提高脱硫吸收塔结构的优化设计水平，仅供参考。

关键词：脱硫塔；结构优化；塔壁厚度

1吸收塔的结构情况分析

吸收塔是一种大型薄壁容器，在对其进行应用过程中，为了确保烟气内在塔台的分布能够达到一个相对均匀度情况，烟道矩形开口都较大。由于开孔较大，也就导致了结构中圆筒壳体截面遭受了削弱，增加了薄膜应力大小，这将会对整体结构造成一定程度的不良影响，影响吸收塔的使用情况，因此需要设计人员针对该项进行探讨分析，对结构进行优化，从而使吸收塔的作用能够得到充分发挥。

现阶段我国工业吸收塔在具体设计过程中采用的为国外的技术，在壁厚的计算过程中，虽然最终取得成果能够达到使用需求，但是从实际情况来看，最终的设计结果通常都比较保守，因此具有一定优化空间。下面针对某脱硫直径6m吸收塔的情况进行分析，并提出了相应的优化方案。

吸收塔不同高度段对应的塔体的具体厚度情况如表1所示。

通过表1中的数据可以对吸收塔的整体结构有一个明确的了解，为优化工作的开展打下一个坚实的基础。

吸收塔作为一种大型薄壁容器，受具体工艺限制，在塔内设置了除雾层和喷淋层等多种部件，部件的具体情况如表2所示。

吸收塔在具体设计过程中，内压大小为4KPa，基本风压大小为0.45KPa，风速为26.8m/s，吸收塔不同高度情况下，对应的风压情况如表3所示。

2 建模及吸收塔应力情况

通过软件完成对吸收塔的整体建模，并且对具体建模进行合理分析。在具体建模过程中，加载边界的具体条件如下：将吸收塔下端地面作为固支，矩形开口端轴向自由，这是分析人员在对吸收塔进行分析过程中必须要注意的内容。

所有与操作介质接触面施加内压力是分析人员需要考虑的内容。从具体情况来看，针对有浆液的区域，为了确保吸收塔结构的稳定性，应当根据实际情况施加浆液静压力，同时在该情况下，应当沿轴向塔内件重心高度施加轴向力，在筒体的外表面应适当施加相应的风荷载，并且要对吸收塔的整体施加相应的重力加速度。

通过对吸收塔的实际情况进行分析可以发现最大应力大小为80.98MPa，该力位于吸收塔中部，而吸收塔在应用中的最大变形则出现在吸收塔烟道进气口下方的底板处，对吸收塔的整体结构进行观察，可以发现，吸收塔只有烟道进出口壁板，以及个别区域出现了一定的变形，多数区域的变形情况相对来说较小，整个吸收塔的结构能够满足使用要求。

3 优化吸收塔达到的效果

通过对吸收塔的具体情况进行深入分析，吸收塔壁上的应力水平相对较低，因此可以适当的对减薄壁厚。但塔壁矩形开口区域实际受力情况相对来说比较复杂，需要做好相应的优化工作，从而提高吸收塔结构的合理性。

通过对吸收塔进行分析可以发现，在对吸收塔进行壁厚减薄和结构优化，矩形开口区域局部加强后，可以使整个吸收塔高度段的具体受力情况变得更加均匀合理，塔体的应力主要集中在38-58MPa间，与优化前相比，最大值有所下降，造成该情况的主要原因可能是因为，吸收塔塔上的矩形孔上部壁板的厚度变薄及开口处加强后，开孔受到轴向力的影响变小，减少了最大应力作用，从而使吸收塔的结构变得更加合理，对结构进行相应的优化后，整个结构的最大应力值仍然在安全范围内，在具体应用过程中不会出现任何问题，确保了吸收塔能够具有良好的功能，并且可以在應用中发挥出应有的作用。

通过分析可以发现，在对吸收塔的进行优化后，吸收塔的变形分布的整体情况更加均匀，并且，可以在情况合理的情况下，使吸收塔的壁变得更薄，减少吸收塔对钢的使用量，由此可见，吸收塔优化取得了不错的效果。

4 结束语：

综上所述，大型脱硫吸收塔是一种大型的薄壁容器，从目前的情况来看，虽然人们加强了对其结构优化的研究与分析。但是，受多个方面因素的影响，现阶段人们在优化大型脱硫吸收塔方面没有明确的规范可以遵循，这在一定程度上增加了结构优化的难度。因此，具体优化工作，应当在对吸收塔结构充分分析的基础上，通过建模的方式完成。通过最终的分析可以发现，通过优化后的吸收塔的不同高度所对应的应力变得更加均匀，并且可以实现对材料具体性能的合理应用，提高吸收塔的性能，使其能够满足使用需求。对吸收塔的壁厚进行优化后，整个吸收塔钢的使用量降低明显，取得了良好的优化效果。

参考文献

[1]刘文广.脱硫吸收塔的设计[J]. 天然气与石油. 2010（03）

[2]张小广. 一种脱硫吸收塔改造正装方法简述[J]. 民营科技. 2017（10）