填料塔里,填料层底下那块支撑格栅不起眼,但它一旦出问题,整塔的填料会塌下来,后果比换填料严重得多。用PP做这个件,有几点必须注意。

它承的是什么重

很多人只算填料的干重,这是不够的。支撑件实际承受的是三部分之和:

填料自重——按填装体积乘以堆积密度算。

持液量——运行时填料层里充满了循环液,这部分重量往往和干重相当甚至更大,绝对不能忽略。

压降产生的向下推力——气流从下往上穿过填料层会有阻力,反作用力是把填料往上托的;但液体从上往下淋,加上填料层被压紧的效应,实际工况下支撑件承受的合力仍以向下为主。设计时要按最不利工况算,包括淹塔(液泛)时的极端情况。

把这三项加起来,再乘一个安全系数,才是支撑件的设计荷载。只按干重算,工况一变就出事。

开孔率是个矛盾点

支撑件既要承重,又要让气液通过。开孔率低了,这里就成了整塔阻力最大的地方,甚至先于填料层发生液泛;开孔率高了,承载能力下降,而且孔太大会漏填料。

工程上的原则是:支撑件的自由通过面积应当不小于填料层的空隙率,最好还要有余量。也就是说,气液在填料层里能通过多少,在支撑处就至少要能通过多少,否则瓶颈就出现在支撑上。

同时孔径要小于填料的公称尺寸,防止填料漏下去。用Φ25的球就不能配大格子的格栅,中间通常要加一层孔径更小的筛板或者格栅,形成“承重格栅+挡料筛网”的两层结构。

用PP要注意的三件事

一是温度折减。塔内温度往往高于常温,PP在温度升高时刚度明显下降。按常温数据选型,运行起来会发现挠度比预期大得多。热工况下要按实际温度折减,必要时改用其他材料。

二是蠕变。这是长期荷载,不是短期荷载。填料层的重量一天二十四小时压着,PP在持续荷载下会缓慢变形。设计时的允许应力要比短期值取得低,跨距要留够余量。定期检修时应该看一下支撑件有没有明显下挠。

三是支撑梁。大塔径不能靠一整块格栅硬扛,必须有下部的支撑梁把跨距切小。梁本身也要防腐——用PP包覆的型钢梁,或者玻璃钢梁,视荷载而定。纯PP做大跨度梁是不现实的。

安装环节的细节

  • 支撑件与塔壁的搭接要有足够宽度,并且要固定,不能只是搁在圈梁上——气流波动会让它移位。
  • 分块的格栅之间要有连接,否则受力时会互相错开,填料从缝里漏下去。
  • 安装前先在塔外拼一遍,确认尺寸,塔内空间小,进去再改很麻烦。
  • 留出检修的可拆性。填料总要换,支撑件如果焊死了,换填料时就只能破坏性拆除。

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