塔设备附件和振动

1、1升气管2挡板3格栅4丝网5梁图7-64 升气管型除沫器1图7-65 全径型丝网除沫器1压条 2格栅 3丝网2 图7-66 折流板除沫器 液相进口弯管液相进口气相出口3图7-67 旋流板除沫器气流方向4二、裙座型式材料: 裙座壳体: 虽然不承受塔内介质的压力, 是非受压元件, 但按 受压元件选材，同时考虑环境温度的影响。 即使环境温度0，按 GB150-1998 第1号修改 单已取消Q235-A作为受压元件的条文, 也不能再 选用Q235-A作为裙座壳体, 可用Q235-B. 当裙座 t-20 时选16Mn 圆筒形圆锥形5其它: 当塔下部封头材料为低合金钢或高合金钢时 裙座顶部应增设与封头材料

2、相同的短节, 短节长度按 温度影响的范围确定。 目的 地脚螺栓: Q235-A, 20 当 t-20 时选16Mn异种钢材焊接过渡操作条件的影响6结构: 裙座的组成: 图7-68, 裙座筒体、根底环、地脚螺栓座、人孔、 排气孔、排液孔、引出管通道、保温支承圈等 裙座与塔体的焊接型式：对接:图7-69(a), a.焊缝受压, 焊缝受力好 b.但焊缝位于端盖折边处, 对端盖受力不利 c.且不利于和塔体组对时的对中搭接:图7-69(b), (c) a.焊缝受剪, 焊缝受力不好 b.但焊缝位于端盖直边处, 改善了端盖受力情况 c.且安装较方便7圆筒形 圆锥形1塔体 2保温支承圈 3无保温时排气孔4裙座

3、筒体 5人孔 6螺栓座 7根底环8有保温时排气孔 9引出管通道; 10排液孔图7-68 裙座的结构8对接(a)图7-69 裙座与筒体焊缝9ss与下封头的环焊缝距离搭接，位于下封头的直边段图7-69 裙座与筒体焊缝(b)10ss1.7s搭接，位于筒体上与下封头的环向连接焊缝距离(c) 图7-69 裙座与筒体焊缝11裙座体与塔体的焊缝应和塔体本身的环焊缝保持一定距离 防 如果端盖是拼焊而成, 那么应在裙座上相应部位开缺口, 以免和端盖焊缝相互交叉重合焊接残余应力叠加过大焊接变形1213人孔: 裙座体直径800mm时开人孔排气孔: 防止腐蚀性气体长期积存在裙座内排液孔: 排除裙座体底部积液, 50孔

4、螺栓孔: 开成圆缺口便于安装出料管: 焊有三片扁钢支承在引出管通道上1415三、吊柱图7-70目的室外无框架整体塔设备为了安装、拆卸内件， 更换或补充填料。位置 塔顶。吊柱中心线与人孔中心线间有适宜夹角， 便于操作。见图7-70。材料吊柱管用20无缝钢管，其它部件用Q235-A和 Q235-AF。吊柱与塔连接的衬板应与塔体材料相同尺寸主要结构尺寸参数已制定系列标准161支架 2防雨罩3固定销 4导向板 5手柄 6吊柱管7吊钩 8挡板 图7-70 吊拄的结构及安装位置177.5 塔设备的振动在风力作用下塔的振动形式: 载荷振动: 振动方向沿着风的方向顺风向的振动 诱导振动: 振动方向沿着风的垂直

5、方向横向振动它对塔设备的破坏性大，所以本章主要讨论风的诱导振动。18一、风的诱导振动 机理： 卡曼涡街:当风以一定速度绕流圆柱体时, 在圆柱体两侧的 背风面交替产生旋转方向相反的旋涡, 然后脱离 并形成一个旋涡尾流, 这种现象称为卡曼涡街, 如图7-84所示 产生原因: 图7-82, 7-83 依据流体力学原理边界层堆积、别离19ABDC风以一定的速度绕流圆柱形塔设备，塔设备周围的风速是变化的 图7-82 塔周围的风速20图7-83 边界层的堆积及旋涡的形成(a)边界层的堆积 (a)边界层的堆积21(b)旋涡的形成 图7-83 边界层的堆积及旋涡的形成(b)旋涡的形成22图8-84 卡曼涡街2

6、3图7-84 卡曼涡街24产生条件:旋涡特性与雷诺数的关系a.当Re5不发生边界层别离现象无旋涡产生b.当 5Re40塔体背后出现一对稳定的旋涡c.当40Re150出现卡曼涡街, 塔体背风面交替产 生旋转方向相反的旋涡, 图7-84d.当300Re3105亚临界区, 旋涡以一确定的 频率周期性地脱落e.当3105Re3.5106过渡期, 无涡街出现, 尾流 变窄，无规律且都变成紊流f.当Re3.5106超临界区, 卡曼涡街又重新出现25 升力：塔两侧流体绕流情况: 旋涡刚刚脱落的一侧: 绕流改善, 流体阻力, 速度, 静压力 旋涡正在产生的一侧: 绕流差, 流体阻力, 速度, 静压力 塔外表压

7、强分布不均, 周期性变化, 受到力的作用使塔沿 风向的垂直方向产生振动称之为横向振动 升力沿风向的垂直方向的推力 升力拽力 拽力沿风向产生的风力 计算时一般只考虑升力升力计算： 7-4726 风诱导振动的激振频率：塔体的激振频率=形成旋涡的频率=旋涡脱落的频率旋涡脱落的频率的影响因素: 塔体的外径、风速激振频率： 7-48 斯特劳哈尔准数，其值与雷诺数Re大小 有关，可由图7-85确定；27图7-85 圆柱体的值28 临界风速共振当旋涡脱落的频率与塔的任一振型的固有频率一致时, 会引起塔的剧烈振动临界风速塔共振时风速. 假设取Sr =0.2，那么由(7-49) 式可求得临界风速。(7-49)2

8、9二、塔设备的自振周期(固有周期)固有周期计算方法塔设备的力学模型: 简化成底端固定、顶端自由、质量沿高度 连续分布的悬臂梁，图7-71塔视为具有多个自由度体系，那么它具有多个固有频率。根本频率固有频率中最低的频率振型振动后的变形曲线，图7-7230固有周期的求解思路振动微分方程设通解由边界条件定通解求得固有周期31图7-71 计算模型32第一振型第二振型第三振型图7-72 塔设备振型33 等截面塔: 直径、壁厚、材质相同, 质量沿高度均布 由振动方程： 求解得： 振型：图7-727-3(7-5)34 变截面塔: 不等直径或不等壁厚, 质量沿高度不均布 方法: 质量折算法将一个多自由度体系简化

9、成一个 单自由度体系，如图7-73所示 假设: a.塔的质量全部集中于塔顶 b.振型曲线为 结论: 变截面塔的第一振型的固有周期为 公式缺点:只能计算第一振型的自振周期 ( 为什么? ) 一般塔的T1=110s 之间(7-8)(7-12) 35图7-73 不等直径或不等壁厚塔的计算多自由度体系折算后的单自由度体系36三、塔设备的防振 共振的危害: 轻者使塔产生严重弯曲、倾斜，塔板效率下降，影响塔设备的正常操作；重者使塔设备导致严重破坏，造成平安事故。因此，在塔的设计阶段就应防止共振的发生。 规定: 为了防止塔的共振, f v 不得在如下范围内(7-50)37 如果激振频率f v 在式(7-50)的范围内，那么应采取相应的措施