高位布置的钢结构方形脱硫吸收塔的制作方法

本发明涉及烟气脱硫设备技术领域，特别是涉及一种高位布置的钢结构方形脱硫吸收塔。

背景技术：

湿法烟气脱硫技术在现代烟气净化处理中的应用非常广泛，因圆环形截面对内部压力和水平荷载的受力分析更加直接，作为其技术核心的脱硫吸收塔的横截面大多为圆形，圆形脱硫塔的常用材质有钢筋混凝土和钢结构两种。但是圆形脱硫塔的塔体设计复杂，筒体厚度较厚，加工、组装难度较大，预制成本高。有少数脱硫塔的横截面为方形，对内部压力和水平荷载比较敏感，因此都为钢筋混凝土结构，由于其自重太大，高位布置代价太高，应用限制较大，尤其对于在现有施工场地和处理系统的基础上作出系统改进的情况，要求工期一般较短，加之场地空间较小，而砼塔的施工周期过长，造成改造难度大，设置灵活性差。

技术实现要素：

本发明提供一种全钢结构，设置灵活、应用范围广泛，施工便捷高效，塔壁板刚度强、稳定性好的高位布置的钢结构方形脱硫吸收塔。

解决的技术问题是：现有方形吸收塔多为钢筋混凝土结构，自重大，无法进行高位布置，应用灵活性差，施工周期长。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明高位布置的钢结构方形脱硫吸收塔，包括塔体和设置在塔体内部的脱硫吸收系统，所述塔体的横截面呈方形，一侧面下部开设有烟气进口，相对一侧面上部开设有烟气出口，其特征在于：所述塔体包括壁板，沿吸收塔高度方向设置的竖向肋，围绕吸收塔周向水平设置的环向肋架，水平设置的底部桁架，以及位于塔体底部与下部钢结构支架固定的支腿基础；

壁板包括底板、围合在四周的侧立板和顶板，底板朝向烟气进口的方向倾斜向下设置，底板的下边沿设置有积液槽，积液槽底部开口处的侧立板上开设有出液口；侧立板分段设置，上下拼接；

竖向肋与侧立板的外侧壁焊接固定，沿塔体的周向间隔排布；

环向肋架沿塔体的高度方向、上下间隔排布，环向肋架为桁架结构；

支腿基础与塔体的下部钢结构支架连接。

本发明高位布置的钢结构方形脱硫吸收塔，进一步的，所述底板与水平面的夹角为7-10°，四周边沿与侧立板的内侧壁焊接固定，底板的上边沿不高于烟气进口的下边沿设置。

本发明高位布置的钢结构方形脱硫吸收塔，进一步的，所述积液槽为底板向下凹陷形成，沿底板下边沿的长度方向间隔排布。

本发明高位布置的钢结构方形脱硫吸收塔，进一步的，所述相邻侧立板垂直相交后沿侧立板板面向外延伸、在塔体边角处形成十字形交叉结构。

本发明高位布置的钢结构方形脱硫吸收塔，进一步的，所述环向肋架靠近吸收塔的一侧水平设置有第一连接板条，第一连接板条沿环向肋架的边长方向通长设置，一侧端面与环向肋架焊接固定，另一端插入上下相邻的侧立板之间、并与侧立板端面焊接固定，第一连接板条的端面与侧立板的内侧壁位于同一竖直面内。

本发明高位布置的钢结构方形脱硫吸收塔，进一步的，所述底部桁架位于底板下方，数量为1-2层，为平面网格状结构，四周通过水平设置的第二连接板条与侧立板焊接固定，第二连接板条沿塔体的边长方向通长设置。

本发明高位布置的钢结构方形脱硫吸收塔，进一步的，所述支腿基础包括位于吸收塔四周端角处的角支腿和位于吸收塔长边中点位置的中点支腿，位于烟气出口一侧的两个角支腿上分别设置有一对第一约束卡块，第一约束卡块对称设置在角支腿两侧，垂直于烟气流动方向设置；中点支腿两侧对称设置有第二约束卡块，第二约束卡块沿烟气流动方向设置。

本发明高位布置的钢结构方形脱硫吸收塔，进一步的，所述角支腿上还设置有抗拔螺杆。

本发明高位布置的钢结构方形脱硫吸收塔，进一步的，所述角支腿与底部桁架之间设置有加劲板。

本发明高位布置的钢结构方形脱硫吸收塔，进一步的，所述侧立板和顶板均为厚度8-10mm的碳钢板，碳钢板表面进行防腐处理。

本发明高位布置的钢结构方形脱硫吸收塔与现有技术相比，具有如下有益效果：

本发明高位布置的钢结构方形脱硫吸收塔为全钢结构，自重轻，制作难度小，适用于高位布置，可有效节约场地，降低制造成本，同时由于钢结构与现有支架的连接难度小，刚性强，同样适用于对现有生产系统的改进和优化，应用灵活，适用范围广泛。

本发明壁板外的框架支撑系统采用条杆状的竖向肋与桁架结构的水平环向肋架相交，将侧立板分割为小块单元，上下相邻的侧立板通过环向肋架连接，环向肋架的桁架结构刚度大，在内压、风荷载等水平均布力的作用下产生的变形较小，可以形成刚性层，大大增加了壁板的刚度，以满足塔壁的变形和稳定性需求。

本发明的底板倾斜设置，并在底板下边沿设置了积液槽，使得收集的吸收浆液可以直接通过积液槽排出吸收塔，大大减轻了吸收塔的重量，而且减小了吸收塔承受的来自吸收浆液的压力，更加适合吸收塔高位布置的需求，大大降低了下部钢结构支架钢架顶部的重量，也提高了整体结构的稳定性和抗震性能。

下面结合附图对本发明的高位布置的钢结构方形脱硫吸收塔作进一步说明。

附图说明

图1为本发明高位布置的钢结构方形脱硫吸收塔的主视图；

图2为本发明高位布置的钢结构方形脱硫吸收塔的左视图；

图3为图1中a-a截面示意图；

图4为图3中c部位的细节结构意图；

图5为图1中b-b截面示意图；

图6为图5中d部位的细节结构示意图；

图7为支腿基础的排布示意图；

图8为环向肋架与侧立板的连接节点处的结构示意图；

图9为角支腿的连接结构示意图。

附图标记：

11-底板；12-侧立板；13-顶板；14-烟气进口；15-烟气出口；2-积液槽；21-出液口；3-竖向肋；4-环向肋架；41-第一连接板条；5-底部桁架；51-第二连接板条；6-角支腿；7-中点支腿；81-第一约束卡块；82-第二约束卡块；91-抗拔螺杆；92-加劲板。

具体实施方式

如图1至图9所示，本发明高位布置的钢结构方形脱硫吸收塔包括塔体和设置在塔体内部的脱硫吸收系统。

如图1和图2所示，塔体的横截面呈方形，一侧面下部开设有烟气进口14，相对一侧面上部开设有烟气出口15，塔体包括壁板，沿吸收塔高度方向设置的竖向肋3，围绕吸收塔周向水平设置的环向肋架4，水平设置的底部桁架5，以及位于塔体底部与下部钢结构支架固定的支腿基础。

壁板包括底板11、围合在四周的侧立板12和顶板13，底板11朝向烟气进口14的方向倾斜向下设置，与水平面的夹角为7-10°，既能确保底板11上方的吸收浆液可以顺利流下，又可保证底板11的浆液荷载，底板11的四周边沿与侧立板12的内侧壁焊接固定，底板11的上边沿不高于烟气进口14的下边沿设置，底板11的下边沿设置有积液槽2，沿底板11下边沿的长度方向间隔排布，积液槽2为底板11向下凹陷形成，积液槽2底部开口处的侧立板12上开设有出液口21，出液口21与导流管连通，将底板11上方的吸收浆液导出塔体外；侧立板12分段设置，上下拼接，侧立板12的宽度为10-20m，如图4所示，侧立板12边沿与水平相邻的侧立板12垂直相交后水平向外延伸、在塔体边角处形成十字形交叉结构，以增强吸收塔在四角处的强度、刚度和整体性，延伸出的侧立板12宽度不小于200mm；顶板13倾斜设置，既可节约钢材，又可避免塔体顶部积水；侧立板12和顶板13均为厚度8-10mm的碳钢板，碳钢板表面进行防腐处理，底板11为合金2205。

竖向肋3为边长不小于80mm的角钢，角钢的规格根据吸收塔的内压力和风荷载计算确定，竖向肋3与侧立板12的外侧壁焊接固定，沿塔体的周向均匀间隔排布，相邻竖向肋3之间的距离为1000-1500mm，具体数值与吸收塔的边长、工艺小管口的管径、吸收塔内压力和风荷载有关。

如图3所示，环向肋架4沿塔体的高度方向、上下间隔排布，环向肋架4为桁架结构，可以为平面桁架结构或空间桁架结构，不限制桁架结构的具体形式；如图8所示，环向肋架4靠近侧立板12的一侧水平设置有第一连接板条41，第一连接板条41沿环向肋架4的边长方向通长设置，一侧端面与环向肋架4焊接固定，另一端插入上下相邻的侧立板12之间、并与侧立板12端面焊接固定，第一连接板条41的端面与侧立板12的内侧壁位于同一竖直面内，上下相邻的侧立板12外的竖向肋3一一对应设置，竖向肋3的端面与第一连接板条41焊接固定；第一连接板条41为厚度不小于28mm的碳钢板，宽度为200-290mm，具体由环向肋架4的截面决定，环向肋架4的宽度为1.5-2.5m；通过环向肋架4将侧立板12进行分隔，环向肋架4可为壁板提供足够的平面外刚度，实现在内压、风荷载等水平均布力的作用下，侧立板12产生的变形较小，从而形成“刚性层”，增加壁板的刚度，并同时为竖向肋3提供固定支座，与竖向肋3形成刚性连接的一个整体支撑框架体系，以达到塔体变形和稳定性的要求。

如图5和图6所示，底部桁架5位于底板11下方，数量为1-2层，为平面网格状结构，四周通过水平设置的第二连接板条51与侧立板12焊接固定，第二连接板条51沿塔体的边长方向通长设置。

如图7所以，支腿基础均为滑动支座，与下部钢结构支架滑动连接，包括位于吸收塔四周端角处的角支腿6和位于吸收塔长边中点位置的中点支腿7，位于烟气出口15一侧的两个角支腿6上分别设置有一对第一约束卡块81，第一约束卡块81对称设置在角支腿6两侧，第一约束卡块81垂直于烟气流动方向设置，与角支腿6底板11的端面焊接固定；中点支腿7两侧对称设置有第二约束卡块82，第二约束卡块82沿烟气流动方向设置，与中点支腿7底板11的端面焊接固定。

如图9所示，由于吸收塔的截面为方形，在短边方向上两角支腿6的间距相对较小，风荷载产生的弯矩较大，会产生比较大的上拔力，还可以在角支腿6上设置抗拔螺杆91，通过抗拔螺杆91与下部钢结构支架加固连接，以增加支腿基础的局部抗压、抗拉能力，提高焊缝的强度，并在角支腿6与底部桁架5之间设置加劲板92，加劲板92可以为牛腿板。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。