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烟塔合一脱硫塔设计特点
符建县（浙江浙大网新机电工程有限公司，浙江杭州310000）
姜宝胜
摘要：针对烟塔合一脱硫塔的特球性—越高、高径比大以及中间非则性连接的特殊性，以某石化企业锅炉股硫工程设计实例，削析此类设备结构设计特点，介绍了一种经济、可靠的设计方案。
关键调：烟气脱疏；脱硫塔；烟塔合一；设计；特点
伴随工业的发展，对环境的影响日益凸现。近年各地雾霆频现、全球气候变暖，大气污染治理是人类共同面临的难题。而燃煤锅炉，工业窑炉及垃圾楚烧炉等产生的以二氧化硫、二氧化碳等气体，是其罪魁祸首。烟气脱硫是降低煤燃烧产生的主要污染物二氧化硫的主要措施。脱硫塔是烟气脱硫工艺的核心设备。
由于国家排放标准进一步提高，原有脱硫装置须改造，受工期限制，采用临时烟窗置于脱硫塔顶直排烟气，之间设置烟气挡板门，待后期出口烟道及原有烟窗防腐结束后关闭挡板门，烟气改由出口烟道排至原烟。由于挡板门无法传递弯矩，上部烟阅需要依靠钢支架导向支撑。在处理此类方案时，常规做法是从地面立钢架直至烟窗上部。此方案结构简单、安全可靠。但是，钢架占地面积大，需要预留场地。对于改造项
目，布置不一定可行。另
2900
4830 6000
图1塔项图支案
+70.00 想 +35.60
+28.86 +25.50
122万芳数糖2015年4月
外，如此高耸的钢架，造价相当可观，施工周期长。
本文介绍一种更加经济可行的设计方案及其特点。钢架焊接在塔顶部，借助塔体作为基础。无须占地，布置适应性好，尤其对于改造项目。附着在塔顶，省掉了相当高一段钢架，节省了大量材料、人工成本以及施工周期。只要正确建模计算，保证塔体有足够的强度、刚度和稳定性，结构安全性册痛置疑。但是，也给设计带来一定难度。这也是烟塔合一脱硫塔设计的特殊性。
另外，由于装置整体高度大，一般在60m至100m 之间，而常规脱硫塔20米至 40米之间；高径比大，一般5 至20，而常规脱硫塔远小于
5；应力较常规脱硫塔大很多，整体稳定性差。这些结构设计特点也给设计者带来一定挑战，在任何一个关键环节都需要谨
慎。
下面以笔者参与的工程项目为实例，剖析此类设备结构设
计特点。
1工程概况
本工程位于辽宁荫芦岛市，某石化企业锅炉烟气脱硫。收集的地勘报告显示：抗震设防烈度为6度，50年一遇基本风压 500Pa，极端最高气温：-41.5℃，属于高寒地区。
外形尺寸：脱硫塔下部浆池直径7.1m，上部吸收区、除雾区直径6m，塔高28.55m；烟肉直径2.8m，高41.45m，烟塔合计总高
70m。脱硫塔与烟窗之间设置烟气挡板门。 2分析与构思
2.1设计标准的选取：根据设备总高以及高径比，采用《JB/ T4710-2005》（钢制塔式容器）"作为主要设计标准。
2.2整体结构构思：塔体采用地脚螺栓裙座固定于土建基础，烟窗与脱硅塔之间增加钢架。钢架附着于塔顶，用于支撑烟。
3结构设计要点
本项目由于工艺要求，烟窗与塔体之间设置有挡板门。挡板门为螺栓法兰弱连接，仅能传递较小轴力，且无法传递弯矩。
经初步计算，烟段（含保温、梯子平台等）总质量m2为56 吨，水平风荷载为F为191KN，水平地震力Fx为35KN。通过以上计算数据分析，烟窗质量较大，重量直接作用在挡板门上，容易损坏挡板门。水平风力很大，和地震力，水平力和弯矩很大。在塔顶焊接钢架，用于烟窗的导向、平衡其水平力。钢架设置三层，总高14.8m，层高分别为5.4m、4.7m、4.7m，如图1所示。第一层钢架梁顶设置4个支座，用于支撑烟窗重量；第三层钢架设置4个导向支座，平衡烟受到的水平风力F和地震力 Fk。根据CAD图形尺寸，通过PKPM软件建立钢架初步模型，导人以上荷载进行组合围，校核钢架。经过多次核算，得到安全、经济的型钢规格。三层钢梁规格梁HN500X200X10X16,内部次梁规格梁HN400X200X8X13，4根柱子为钢管Φ325x12，斜撑钢管Φ180x8。
底层承重支座的设计：根据单个支座最大竖向荷载 140KN，参照《JB/T4725-1992》（耳式支座）选取B型8#支座(承载力250KN)，并加固设计。
上层导向支座设计：参照《CB50051-2002》（烟设计规范）中塔架式钢烟窗之滑道式连接节点设计。在烟加固圈上侧向焊接短截HN400X200X8X13作为悬臂架，两侧分别采用