塔設備附件和振動

1、1升氣管2擋板3格柵4絲網(wǎng)5梁圖7-64 升氣管型除沫器1圖7-65 全徑型絲網(wǎng)除沫器1壓條 2格柵 3絲網(wǎng)2 圖7-66 折流板除沫器 液相進口彎管液相進口氣相出口3圖7-67 旋流板除沫器氣流方向4二、裙座型式材料: 裙座殼體: 雖然不承受塔內介質的壓力, 是非受壓元件, 但按 受壓元件選材，同時考慮環(huán)境溫度的影響。 即使環(huán)境溫度0，按 GB150-1998 第1號修改 單已取消Q235-A作為受壓元件的條文, 也不能再 選用Q235-A作為裙座殼體, 可用Q235-B. 當裙座 t-20 時選16Mn 圓筒形圓錐形5其它: 當塔下部封頭材料為低合金鋼或高合金鋼時 裙座頂部應增設與封頭材料

2、相同的短節(jié), 短節(jié)長度按 溫度影響的范圍確定。 目的 地腳螺栓: Q235-A, 20 當 t-20 時選16Mn異種鋼材焊接過渡操作條件的影響6結構: 裙座的組成: 圖7-68, 裙座筒體、根底環(huán)、地腳螺栓座、人孔、 排氣孔、排液孔、引出管通道、保溫支承圈等 裙座與塔體的焊接型式：對接:圖7-69(a), a.焊縫受壓, 焊縫受力好 b.但焊縫位于端蓋折邊處, 對端蓋受力不利 c.且不利于和塔體組對時的對中搭接:圖7-69(b), (c) a.焊縫受剪, 焊縫受力不好 b.但焊縫位于端蓋直邊處, 改善了端蓋受力情況 c.且安裝較方便7圓筒形 圓錐形1塔體 2保溫支承圈 3無保溫時排氣孔4裙座

3、筒體 5人孔 6螺栓座 7根底環(huán)8有保溫時排氣孔 9引出管通道; 10排液孔圖7-68 裙座的結構8對接(a)圖7-69 裙座與筒體焊縫9ss與下封頭的環(huán)焊縫距離搭接，位于下封頭的直邊段圖7-69 裙座與筒體焊縫(b)10ss1.7s搭接，位于筒體上與下封頭的環(huán)向連接焊縫距離(c) 圖7-69 裙座與筒體焊縫11裙座體與塔體的焊縫應和塔體本身的環(huán)焊縫保持一定距離 防 如果端蓋是拼焊而成, 那么應在裙座上相應部位開缺口, 以免和端蓋焊縫相互交叉重合焊接殘余應力疊加過大焊接變形1213人孔: 裙座體直徑800mm時開人孔排氣孔: 防止腐蝕性氣體長期積存在裙座內排液孔: 排除裙座體底部積液, 50孔

4、螺栓孔: 開成圓缺口便于安裝出料管: 焊有三片扁鋼支承在引出管通道上1415三、吊柱圖7-70目的室外無框架整體塔設備為了安裝、拆卸內件， 更換或補充填料。位置 塔頂。吊柱中心線與人孔中心線間有適宜夾角， 便于操作。見圖7-70。材料吊柱管用20無縫鋼管，其它部件用Q235-A和 Q235-AF。吊柱與塔連接的襯板應與塔體材料相同尺寸主要結構尺寸參數(shù)已制定系列標準161支架 2防雨罩3固定銷 4導向板 5手柄 6吊柱管7吊鉤 8擋板 圖7-70 吊拄的結構及安裝位置177.5 塔設備的振動在風力作用下塔的振動形式: 載荷振動: 振動方向沿著風的方向順風向的振動 誘導振動: 振動方向沿著風的垂直

5、方向橫向振動它對塔設備的破壞性大，所以本章主要討論風的誘導振動。18一、風的誘導振動 機理： 卡曼渦街:當風以一定速度繞流圓柱體時, 在圓柱體兩側的 背風面交替產生旋轉方向相反的旋渦, 然后脫離 并形成一個旋渦尾流, 這種現(xiàn)象稱為卡曼渦街, 如圖7-84所示 產生原因: 圖7-82, 7-83 依據(jù)流體力學原理邊界層堆積、別離19ABDC風以一定的速度繞流圓柱形塔設備，塔設備周圍的風速是變化的 圖7-82 塔周圍的風速20圖7-83 邊界層的堆積及旋渦的形成(a)邊界層的堆積 (a)邊界層的堆積21(b)旋渦的形成 圖7-83 邊界層的堆積及旋渦的形成(b)旋渦的形成22圖8-84 卡曼渦街2

6、3圖7-84 卡曼渦街24產生條件:旋渦特性與雷諾數(shù)的關系a.當Re5不發(fā)生邊界層別離現(xiàn)象無旋渦產生b.當 5Re40塔體背后出現(xiàn)一對穩(wěn)定的旋渦c.當40Re150出現(xiàn)卡曼渦街, 塔體背風面交替產 生旋轉方向相反的旋渦, 圖7-84d.當300Re3105亞臨界區(qū), 旋渦以一確定的 頻率周期性地脫落e.當3105Re3.5106過渡期, 無渦街出現(xiàn), 尾流 變窄，無規(guī)律且都變成紊流f.當Re3.5106超臨界區(qū), 卡曼渦街又重新出現(xiàn)25 升力：塔兩側流體繞流情況: 旋渦剛剛脫落的一側: 繞流改善, 流體阻力, 速度, 靜壓力 旋渦正在產生的一側: 繞流差, 流體阻力, 速度, 靜壓力 塔外表壓

7、強分布不均, 周期性變化, 受到力的作用使塔沿 風向的垂直方向產生振動稱之為橫向振動 升力沿風向的垂直方向的推力 升力拽力 拽力沿風向產生的風力 計算時一般只考慮升力升力計算： 7-4726 風誘導振動的激振頻率：塔體的激振頻率=形成旋渦的頻率=旋渦脫落的頻率旋渦脫落的頻率的影響因素: 塔體的外徑、風速激振頻率： 7-48 斯特勞哈爾準數(shù)，其值與雷諾數(shù)Re大小 有關，可由圖7-85確定；27圖7-85 圓柱體的值28 臨界風速共振當旋渦脫落的頻率與塔的任一振型的固有頻率一致時, 會引起塔的劇烈振動臨界風速塔共振時風速. 假設取Sr =0.2，那么由(7-49) 式可求得臨界風速。(7-49)2

8、9二、塔設備的自振周期(固有周期)固有周期計算方法塔設備的力學模型: 簡化成底端固定、頂端自由、質量沿高度 連續(xù)分布的懸臂梁，圖7-71塔視為具有多個自由度體系，那么它具有多個固有頻率。根本頻率固有頻率中最低的頻率振型振動后的變形曲線，圖7-7230固有周期的求解思路振動微分方程設通解由邊界條件定通解求得固有周期31圖7-71 計算模型32第一振型第二振型第三振型圖7-72 塔設備振型33 等截面塔: 直徑、壁厚、材質相同, 質量沿高度均布 由振動方程： 求解得： 振型：圖7-727-3(7-5)34 變截面塔: 不等直徑或不等壁厚, 質量沿高度不均布 方法: 質量折算法將一個多自由度體系簡化

9、成一個 單自由度體系，如圖7-73所示 假設: a.塔的質量全部集中于塔頂 b.振型曲線為 結論: 變截面塔的第一振型的固有周期為 公式缺點:只能計算第一振型的自振周期 ( 為什么? ) 一般塔的T1=110s 之間(7-8)(7-12) 35圖7-73 不等直徑或不等壁厚塔的計算多自由度體系折算后的單自由度體系36三、塔設備的防振 共振的危害: 輕者使塔產生嚴重彎曲、傾斜，塔板效率下降，影響塔設備的正常操作；重者使塔設備導致嚴重破壞，造成平安事故。因此，在塔的設計階段就應防止共振的發(fā)生。 規(guī)定: 為了防止塔的共振, f v 不得在如下范圍內(7-50)37 如果激振頻率f v 在式(7-50)的范圍內，那么應采取相應的措施