威金斯型干式气柜,是湿式气柜更新换代的新产品,广泛应用于冶金、化工、城市煤气供应等领域。其工作系统主要包括筒体、活塞和橡胶柔膜,其中筒体是它的主要承重结构。实践证明,国内外威金斯型气柜事故的发生大都与筒体的不良工作状态有关,因此,对气柜筒体的变形和内力分析具有很高的科研和经济价值。本文以某既有威金斯型气柜为研究对象,从变形方面对其状态进行研究。研究发现,日照高温是造成气柜可靠性降低的首要因素。本文的主要工作内容和结论如下:首先,用高精度的莱卡C10三维激光扫描仪对筒体扫描取点,经过一系列去噪处理,获得代表筒体位置状态的点云数据,用MATLAB对数据进行处理,并确立变形和倾斜的评价标准。分析发现筒体整体向西南倾斜,局部变形超标,具有安全隐患。其次,对目标地的气温、风速资料进行处理,得到目标气柜已经历的最高气温和最大风速,用极值统计的方法选择与目标地最相符的概率分布曲线和参数估计方法,进而得到对应不同重现期的年最大风速和年最高气温分别为18.65m/s、19.24m/s、20.05m/s和40.88℃、41.40℃、42.10℃。利用年最大风速求得计算风压,结合目标气柜的体形系数、高度变化系数和风振系数求解筒体的计算风荷载;利用目标地的ASHRAE晴空模型及拟合到的年最高气温求解筒体的计算最高温度,其值分别为57.53℃、58.04℃、58.73℃。此外,本文讨论了在不同环境风速、不同侧板涂料情况下侧板的最高温度。然后,用ANSYS软件建立了目标气柜的有限元模型,模拟了气柜在已经历最大风速、已经历最高气温、多种工作气压、不同重现期年最大风速和不同重现期年最高气温等单个工况,以及风、温度和内压组合工况时的作用效应。结合目标地的日照情况和风向玫瑰图,对不同工况下气柜筒体的变形和内力规律进行了总结归纳。最后,分析效应规律与实测变形情况,探讨可能造成目标气柜变形的主要原因,得出日照高温是造成筒体变形的首要原因,内压影响次之,风荷载作用影响最小,且气柜可靠性的降低,主因是作用效应的累积。另外,对威金斯型气柜的设计、施工、运行提出了一些建议。