脱硫塔是目前火电厂燃煤发电机组脱硫系统的核心设备,具有直径大、厚度小、大高径比等特点。这类设备属于非标准设备,无具体可参考设计标准,又由于其结构和载荷形式复杂,设计过程缺乏相对理论化的分析和指导,常规的设计更倾向于保守的经验设计。因此造成了不必要的材料浪费,导致成本难以下降,目前这是行业的普遍现象。本文主要完成以下研究工作:首先,建立简化并且符合工程实际的脱硫塔结构几何模型。脱硫塔属于大型薄壁容器结构,容器壁的厚度远小于塔体的直径,具有开孔多、内部结构、受力复杂等特点。因此,脱硫塔的模型采用基于Timoshenko梁理论的B31梁单元和基于Reissner-Mindlin板壳理论的S4R壳单元而非实体单元,这样既保证了计算的准确性,又不会造成太大的计算量,减少建模的时间和计算机资源的占用;其次,结合模型的Mises应力分布情况对塔结构进行分析,塔体结构在满足强度要求的前提下,还需要对局部应力较大的位置补强;同时,对模型进行模态分析,塔结构在正常工况下需要承受多种载荷,需要改变塔体重量分布、刚度分布,避免共振现象,提高固有频率,以减小震动产生的位移。通过以上研究初步得到一些结论:脱硫塔整体结构中最大应力一般出现在内部组件的支撑梁上,而壳体则在与支撑梁连接处、变径处、矩形开孔处等位置易产生应力集中现象而更容易发生局部结构破坏;脱硫吸收塔结构复杂,内部载荷和结构刚度分布不均,易导致塔结构失稳破坏,对于设备稳定运行和工作人员安全工作极为不利,需加强整体结构的刚度以提高稳定性。这些结论和规律对于类似结构的设计具有一定的参考价值。图28表11参53