丁振兴，刘 峰，苏 健，廖广纯，李 炫，刘坷嘉

(1.广西上善若水发展有限公司，广西 南宁 530022；2.广西北投环保水务集团有限公司，广西 南宁 530022)

0 引言

结构在交变载荷下会产生疲劳破坏，这个问题在压力容器设备设计中很早就被重视，并且形成了一套完整的疲劳分析系统[1，2]。然而疲劳破坏特别容易发生在塑性变形大的高应变区域，如发生在接管根部等，且破坏时循环次数比较低，因此有必要通过有限元分析技术来找到高应变区，验证该区域是否满足疲劳强度要求，如果不符合则需要进行局部补强设计[3]。

吸附塔是用来实现吸附分离操作的设备，在吸附平衡情况下，温度越低，压力越高，吸附量越大。反之，温度越高，压力越低，则吸附量越小[4，5]，通常采用变温吸附或变压吸附两种循环过程完成吸附与解吸，因此常常在交变载荷工况下工作，故除了需要对吸附塔进行强度和刚度分析，还需要进行疲劳分析，对疲劳强度进行校核[6，7]。

1 吸附塔设备基本参数

图1为本文研究的吸附塔设备结构简图，表1为其中的管口参数。吸附塔最高工作压力为0.25 MPa，最低工作压力为-0.1 MPa，最高工作温度为200 ℃，设备材料为0Cr18Ni9，其弹性模量E=2×105MPa，泊松比μ=0.3，物料为乙醇。

表1 吸附塔设备管口参数

图1 吸附塔设备结构简图

吸附塔压力循环周期为1 200 s，按一年工作360 d计算，使用寿命为15年，载荷循环次数为：

N=(24×3 600/1 200)×360×15=3.888×105次.

吸附塔工作时，主要受到设备自重、物料重量以及运行中的交变载荷，会导致吸附塔产生疲劳应变，这些应变往往集中在设备结构变形及接管处。……