湿法脱硫是目前大型火力发电厂、化工厂、钢铁厂等烟气脱硫的主要工艺，其核心设备是脱硫塔，因此脱硫塔的结构优化设计在工程上具有重要意义。脱硫塔实际运行工况复杂，极端条件时可能同时承受重力、地震、风力、液压、积雪、积尘等多种载荷，而简化模型设计在工程应用中并不能真实反映出实际工况条件下各载荷对于脱硫塔的联合作用，使计算结果不够准确，因而采用有限元分析方法分析脱硫塔在复杂工况条件下的结构特性并对其进行优化具有重要意义。
本文基于有限元分析对气动脱硫塔的结构进行优化设计，在对有限元的模态分析方法、风载荷计算方法、地震载荷计算方法、载荷工况等进行理论研究的基础上利用ANSYS软件建立了脱硫塔的有限元模型，分析其力学特性和振动特性，并将计算结果与系统各校验指标分别对比，校验了脱硫塔的模态特性和刚度特性。以脱硫塔总质量作为优化目标，通过正交试验设计和约束条件校验，在确保满足脱硫塔的振动特性和力学特性的基础上，对脱硫塔结构进行了优化，既保证了脱硫塔结构的强度，又降低了工程成本。
本文的优化方案最终在工程中得到应用，运行后效果理想，符合设计要求，脱硫塔整体和局部都未出现明显形变，塔体壁面、内部支撑梁和构件均未出现明显减薄、裂缝、穿孔。在按照规程检修过程中，不圆度、不直度、高度差、塔内支撑梁水平度、气动脱硫段水平度等指标均符合标准。因此，优化方案合理，能够满足正常工况下的使用要求，安全可靠。
本研究作为脱硫塔结构优化设计的有效方法，还可以推广到其他室外的钢制塔式容器的结构优化设计当中。
- 作 者：
- 黄娟
- 学科专业：
- 机械工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位授予单位：
- 哈尔滨工业大学
- 导师姓名：
- 温建民
- 学位年度：
- 2014
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
