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VOCs焚烧RTO装置烟囱的实际与算例

发布时间:2022-08-06 10:06:00 点击:

RTO焚烧炉RTORCO专业生成厂家无锡泽川环境2022年8月5日讯 在前文VOCs废气排放烟囱(RTO系统)实际应用与算例中我们详细地阐述了烟囱的一些基本的设计思路,结合YIHEAC的现场使用经验,并综合众多烟囱设计案例,梳理了烟囱设计流程前期需要考虑的问题。本次,我们将聊一聊烟囱设计过程中,需要考虑的问题,壁厚、紧固件的强度计算以及烟囱自身的稳定性计算,排除一些不合理的数据和一些可能存在的失误。


例如,某现场RTO处理风量85000m³/h,高度约20m,根据上文做相对应的计算,故烟囱选择DN1600。

首先,需要核算烟囱制作材质的厚度。

烟囱的筒壁最小厚度应满足下列公式要求:

烟囱高度不大于20m时,tmin=4.5+C;

烟囱高度大于20m时,tmin=6+C;

C为腐蚀厚度裕度,即腐蚀速率*年限,一般在无隔热层时,取C=3mm。(当然对于一些腐蚀强度较高的医化行业,我们要考虑实际腐蚀速率。)因此壁筒厚度一般应取≥8mm,有时为了加强整体稳固性,加厚下部,取≥12mm。

其次对于选用的固定用地脚螺栓,我们需要考虑是否会在使用过程中,因强度不够造成损坏,以致倾斜或倒塌,因此也需要核算,本次我们选择的地脚螺栓数量为40个M33所在圆直径为1760mm。

烟囱地脚螺栓:需符合 Pmax=4M/nd - N/nPmax为地脚螺栓的最大拉力(KN);

M为弯矩值,由附公式做近似计算,约为150KN·m;

N为轴向压力(KN),一般为自重与竖向地震作用之和;

竖向地震作用:FEv0=0.75αvmaxGE  计算值很小,可忽略不计(αvmax=1.4*0.65,GE=1.4),因此仅计算自重,另复算其他设施的重量,因此估算为10t;

n为数量,即地脚螺栓的总数量;

d是地脚螺栓所在圆直径(m)。

带入数值,Pmax=4*150/40*1.76-100/40≈6.1KN远远小于承载设计值,因此合适。

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计算完毕后,对照地脚螺栓抗压强度表对比是否符合。

最后还要对烟囱整体强度进行预算,防止因可能存在的强风等导致烟囱从中间松动或者断裂。

强度计算:N/A +M/W≤f

N是轴向拉力(N),(自重+地震作用力,计算同2中公式相同);

A是净截面面积(πR2-πr2)(R为外径,r为内径mm);

M是弯矩值,计算见附公式;

W是截面抵抗矩(计算公式πd3/32)(d为直径mm)

f是温度作用下钢材抗拉、抗压强度。

f=rs·f(rs为钢材在温度作用下强度设计值的折减系数,f为温度不大于100℃时的抗拉、抗压和抗弯强度设计值N/mm²)

带入计算:100000/80183-100000000/401920000≈0.88N/mm²,远小于强度设计值,因此设计符合标准规范。

在我国不同地区,每年因季节的不同,气候风速均不同,在进行烟囱选型时还需要考虑风力,计算横向风载荷,增大烟囱强度。

一般地来讲,利用本文前述选型工况,风载荷计算过程如下:雷诺数Re=69000vd=3312000(v取30m/s)d为直径=1.62m计算结果对比:3X105≤3312000≤3.5X106(参考GB50051-2013 P30)

因此一般而言,可不计算横风向共振载荷,但需要考虑当地实际状况,当风速偏低或过高时,也要重新核算,不可忽视。

附:弯矩值M的计算公式:M=q(h-h1)²/2·{h+2h1/3·(1/ρ+α△T/d)+tgθ}

h为筒身高度(m);

h1截面处的高度(m);

α为混凝土的线膨胀系数;

△T为日照产生阳面与阴面的温度差,按照当地数据采用,或按照20℃;

d为高度为0.4h处的筒身外直径(m);

tgθ为基础倾斜值,可按现行《建筑地基基础设计规范》规定的地基允许倾斜值采用。

1/ρ为筒身的弯曲变形曲率,

由以下公式计算:1/ρ=1.6(M1-M2)/0.33E·I

M1为筒身代表截面处的地震弯矩设计值(KN·m);

 M2为筒身代表截面处的地震附加弯矩设计值(KN·m);

E为筒身代表截面处的筒壁混凝土在温度作用下的弹性模量(KN/m²);

I为筒身代表截面的筒壁截面惯性矩。


虽然计算的公式晦涩难懂且繁琐,但是认真地进行每一步核算,也是我们避免后续出现状况的最佳方式之一,如果有条件,还可以进行软件分析模拟,甚至是实验会更好。认真把好技术方面的每一个关卡,保证我们提供的每一套设备运行稳定和安全,是每一个技术人员的使命。成文之时,由于作者才疏学浅,难免有误漏之处,敬望各位技术大拿给予指点和分享交流。

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