双塔建筑

双塔建筑（精选7篇）

双塔建筑 篇1

大底盘高层建筑因其底部大底盘,可以创造一个较为宽松的商业空间,而备受投资者的青睐[1]。然而大底盘非对称双塔楼高层建筑体型复杂,结构的几何中心与质量中心也不重合。这导致大底盘非对称双塔楼高层建筑的振动特性、受力性能、破坏形式、分析模型均要比一般的高层建筑复杂[2,3]。本文以某大底盘不等高双塔楼连体建筑为例,应用大型有限元软件ANSYS对结构的动力特性和地震响应进行了分析,探索大底盘不等高双塔楼连体建筑的地震响应特点,为建筑的设计提出了合理化建议。

1 结构地震响应分析方法

1.1 动力特性分析

结构的动力特性包括固有频率、振型等。通常采用模态分析来确定结构振动特性。典型的无阻尼模态分析求解的基本方程是经典的特征值问题[4],可表示为:

[K]{φi}=ω${}_i^2$[M]{φi} (1)

式(1)中:ωi、[φi]、[K]、[M]分别为第i阶模态的圆频率、振型向量、刚度矩阵和质量矩阵。对于式(1)的数值求解,ANSYS软件提供了分块Lanczos法、子空间法、PowerDynamics法、缩减法、非对称法、阻尼法、QR阻尼法7种方法。本文采用子空间迭代方法计算并获得模型的频率。

1.2 时程分析法

在地震作用下,有阻尼多自由度弹性体系的振动微分方程为:

$[{\rm M}]\{\ddot{x}\}+[c]\{\dot{x}\}+[{\rm K}]\{x\}=-[{\rm M}]\{\ddot{x}{}_g\}$ (2)

时程分析法是根据选定的地震波和结构恢复力特性曲线,采用逐步积分的方法对动力方程进行直接积分求解方程(2),从而求得结构在地震过程中每一瞬间的位移、速度和加速度等反应。本文采用Newmark-β法进行逐步数值积分,求解动力学方程(2),从而获得结构在地震激励下,结构响应随时间历程的反应。

2 算例

2.1 工程概况

某大底盘非对称双塔结构,大底盘3层,层高4.2 m,左塔楼22层,右塔楼18层,楼层层高3.6 m,左塔楼总高91.8 m,右塔楼总高77.4 m。建筑结构简图如图1所示。柱混凝土强度等级为C45,弹性模量E=33.5 GPa,其他构件混凝土强度等级为C30,弹性模量E=30 GPa。混凝土材料的泊松比μ=0.2,密度ρ=2 500 kg/m3。主梁B1尺寸为350 mm×800 mm,B2尺寸为400 mm×1 000 mm,次梁B3尺寸为300 mm×600 mm,柱尺寸为1 100 mm×1 100 mm。楼板厚100 mm,墙厚300 mm。

该结构建造在设防烈度为7度的Ⅱ类场地上,特征周期T=0.40 s,水平地震影响系数最大值α=0.08,结构阻尼比ξ=0.05。该地区的设计基本地震加速度为0.10 g,设计地震分组为第二组。

2.2 计算模型

建模时考虑各种因素,做到实体模型能反应真实结构的工作情况,同时又要求提高运算精度、缩短运算时间。综合各种因素以后,计算模型的柱、梁选用2节点beam188空间梁单元。考虑到结构设计中采用楼板在自身平面内刚度无限大、平面外刚度为零的假定,因此楼板采用4节点shell63壳单元模拟,该单元包含应力强化和大变形能力,可以承受面内荷载和横向荷载。大底盘非对称双塔结构模型离散为17 892个单元,共10 054个节点,计算模型不考虑填充墙的影响。不考虑土-上部结构共同作用,基础与地基刚性连接,即约束与地面接触的框架柱上节点的所有自由度。大底盘非对称双塔有限元模型见图2。模型以竖直向上方向为z轴方向,水平面中以模型的长边方向为x轴方向,短边方向为y轴方向。

2.3 地震波的选取

建筑物的地震反应是地震加速度、持续时间、场地土性质、地震的卓越周期、建筑物的几何特征等各种因素的综合反映。结合建筑场地等因素,本文选取适合于该工程Ⅱ类场地土的天然地震记录EL-Centro地震波与Taft地震波对结构进行动力响应计算。EL Centro波与Taft波是一个典型的Ⅱ、Ⅲ类场地的地震记录,特征周期为0.3～0.4 s,在相同的加速度值时,EL Centro波与Taft波的波形能产生更大的地震反应。计算时,地震加速度最大峰值调整与设防烈度相对应,记录时间长度都取为8 s,时间间隔0.02 s。

2.4 计算模型动力特性

为了确定建筑物的自振特性,以便为振型叠加法反应分析提供必要条件。采用Block Lanczo法进行计算,用ANSYS通过模态分析提取结构前30阶频率,相应各阶振型参与质量百分比[5]如表1所示。

从表1可以看出,结构的前三阶振型的周期超过1 s,在阶3、阶4周期有一个比较大的突降。高阶振型周期值差别较小。每阶振型的质量参与系数不同。对于1阶振型,y方向的质量参与系数达到60%,而x方向的质量参与系数接近于零;对于2阶振型,x方向的质量参与系数达到59.8%,而y方向的质量参与系数接近于零。前30阶振型中,存在大量质量参与系数接近于零的振型。对于计算模型,前30阶振型x方向的质量参与系数达到89.84%,而y方向的质量参与系数达到91%。

图3为结构的前4阶振型图。从图3中可以看出,第1振型为左塔沿y方向的平移振动,第2振型为左塔沿x方向的平移振动,第3振型为双塔同向扭转振动,第4振型为双塔反向扭转振动。模型在低阶振型中就出现扭转效应。

2.5 地震反应分析

采用时程分析法,分别输入x方向与y方向EL-Centro地震波与TAFA地震波,结构的地震响应。限于篇幅,论文给出了左塔(即高塔)的顶层速度、加速度时程曲线,结构的底部剪力时程曲线。

2.5.1 左塔顶层位移时程反应

左塔速度时程曲线,如图4、图5所示。其中x方向输入EL-Centro地震波时,左塔顶层速度最大值为0.27 m,y方向输入EL-Centro地震波时,左塔顶层速度最大值为0.29 m/s2。其中x方向输入TAFA地震波时,左塔顶层速度最大值为0.26 m,y方向输入TAFA地震波时,左塔顶层速度最大值为0.19 m。不同的地震波,不同的输入方向,左塔顶层速度最大值不同,发生的时间也不同。相对而言,输入EL-Centro地震波时,左塔顶层速度均大于同方向输入的TAFA地震波。x方向的地震响应小于y方向地震响应,这是由于连体的作用,使得结构x方向刚度大于y方向刚度。

2.5.2 左塔顶层加速度响应

左塔加速度时程曲线,如图6、图7所示。其中x方向输入EL-Centro地震波时,左塔加速度最大值为2.94 m/s2,y方向输入EL-Centro地震波时,左塔加速度最大值为2.5 m/s2。其中x方向输入TAFA地震波时,左塔加速度最大值为3.72 m/s2,y方向输入TAFA地震波时,左塔加速度最大值为2.99 m/s2。不同的地震波,不同的输入方向,左塔顶层加速度反应不同,两个方向加速度最大值比输人地震记录的最大值均有放大。其中x方向输入TAFA地震波时,左塔顶层加速度放大系数达到最大值,加速度放大系数为3.72。

2.5.3 底部剪力时程反应

结构底部剪力时程曲线,如图8、图9所示。其中x方向输入EL-Centro地震波时,底部剪力最大值为14 155 kN,y方向输入EL-Centro地震波时,底部剪力最大值为11 610 kN。其中x方向输入TAFA地震波时,底部剪力最大值为16 343 kN,y方向输入TAFA地震波时底部剪力最大值为11 924 kN。不同的地震波,不同的输入方向,结构的底部剪力最大值不同,发生的时间也不同。相对而言,输入TAFA地震波时,结构的底部剪力均大于同方向输入EL-Centro的地震波。

4 结论

1) 大底盘不等高双塔连体建筑的前三阶振型的周期超过1 s,在阶3、阶4周期有一个比较大的突降。高阶振型周期值差别较小。模型的前两阶振型为平动,第3、第4阶振型为扭转振动。模型在低阶振型中就出现扭转振动。各阶振型的质量参与系数不同,在低阶振型中出现大量振型的质量参与系数接近于零。

2) 大底盘不等高双塔连体建筑在输入不同方向的不同地震波时,其顶层速度、加速度与结构底部剪力响应不同。EL-Centro地震波作用下,模型的顶层速度反应要明显,而TAFA地震波作用下,模型的顶层加速度、底部剪力反应要明显。

参考文献

[1]宋娟.大底盘双塔连体结构的抗震性能研究.湖南大学,长沙:硕士学位论文,2009

[2]张丁喜,李春锋.连体连接方式对高层连体结构地震响应的影响.建筑结构,2011;40(2):33—36

[3]何涛,孙伶俐,李鑫鑫.地震作用下双塔楼连体结构的有限元分析.建筑技术开发,2007;6:28—29

[4]张卉,何涛.某双塔楼连体结构的地震响应分析.建筑技术开发,2007;1:1—4

[5]高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ 3—2002).2002

山西双塔联 篇2

山西有多处双塔, 最著名的是太原永祚寺双塔, 因塔为明万历年间五台高僧奉敕所建, 故五台中台演教寺有联曰:“五台县, 玉台山, 山上五台;双塔村, 双塔寺, 寺中双塔。”

临猗县城北隅原有妙道寺, 今寺已不存, 双塔依旧。两塔相距百米, 高约40米, 东塔为唐物, 西塔宋建。东塔四角七层, 西塔方形九级, 塔上雁巢甚多, 黄昏时群雁环飞, 故亦称雁搭。“双塔斜影”为临掎县十景之一。双塔联曰:“双塔巍巍, 七层八方四面;只手摇摇, 五指两短三长。”

阳城县东15公里的大桥村有海会寺, 唐乾宁元年创建, 金代重建, 寺内有琉璃双塔双寺。东塔始建于唐末, 为惮师墓塔。现塔为宋代重修, 八角十级, 高20米。西塔建于明嘉靖四十年, 八角十三层, 高50米, 造型雄伟壮观, 色彩艳丽。双塔有联曰:“全镶玉柱擎霄阙, 宝砌瑶如登碧天。”“绝顶忽惊超幻世, 凌空疑是驾云车。”“窗开八面西天近, 槛临层霄北斗平。”“山高双塔迥, 寺僻万峰围。”■

甲醇双塔精馏与三塔精馏的比较 篇3

关键词：双塔,三塔,精馏

0 引 言

甲醇作为重要的基础有机化工原料, 在化工产品中有着广泛的应用, 近年来随着煤化工产业的兴起, 各地甲醇生产厂都如雨后春笋般拔地而起, 目前国内的甲醇产能还在逐年大幅度增长, 预计到“十一五”末期, 我国甲醇生产企业将为200家左右, 产能将达到2500万t/a至3200万t/a。伴随着甲醇产能和需求量还会越来越大, 因此提高甲醇产品质量和降低生产消耗就越来越引起人们的关注。甲醇精馏是甲醇生产装置的最后一道工序, 其能耗约占甲醇生产总能耗的20%左右, 甲醇精馏技术的好坏直接关系到精甲醇的质量、能耗等主要指标, 因此选择适合企业生产需要的精馏技术, 是降低成本、节能降耗、提高企业经济效益和市场竞争力的重要举措。

1 精馏原理

精馏是根据在相同温度下, 同一液体混合物中不同组分的挥发度不同, 经多次部分气化和多次部分冷凝最后得到较纯的组分, 实现混合物分离的操作过程, 如图1。

轻组分Y和重组分X混和液Xf进入第一分离器, 若将第一级溶液部分气化得到气相产品冷凝液, 然后再将冷凝液在第二级分离器中部分气化, 再经第二级冷凝器冷凝得溶液中的组分Y2必大于Y1, 这种部分气化部分冷凝的次数 (即级数) 越多, 所得轻组分Y浓度越高, 最后几乎可得到纯态的易挥发组分。同理, 若将从各分离器所得溶液产品进行多次部分气化和分离, 那么这种级数愈多, 得到的溶液组分X浓度越高, 最后可得到几乎纯态的难挥发组分。

常温、常压下, 甲醇是易挥发和易燃烧的无色液体, 纯甲醇的沸点为64.7℃ , 杂质的沸点有高有低, 低于甲醇沸点的为轻馏分, 高于此值的为重馏分。一般情况下, 甲醇中所含轻馏分杂质主要有二甲谜、乙醛、丙酮等, 约占粗甲醇重量的1%;重馏分主要有水、异丁醇、异丁醚等约占粗甲醇重量的4～5%。甲醇合成不论采用何种催化剂, 均受其选择性的限制以及合成条件 (压力、温度和合成气组成) 的影响, 在进行甲醇合成反应的同时, 还会伴随着一系列副反应发生, 甲醇合成过程中副反应产物多达40多种, 这些杂质只有通过精馏工序加以去除, 才能得到符合国标要求的精甲醇 (见表1) 。

2 双塔精馏和三塔精馏流程

目前我国在甲醇生产过程中主要使用的甲醇精馏技术有双塔精馏和三塔精馏工艺。

2.1 双塔精馏工艺

该流程为我国以前老的甲醇装置中采用是较广的一种精馏流程。精甲酵先经预精馏塔, 经预精馏后的含水甲醇直接由泵输送经热交换器后再至主精馏塔, 最终在主精馏塔将甲醇与水、重组份及残余轻组份进行有效分离-得到精甲酵产品。生产实践证明双塔精馏流程简单、操作方便、运行稳定, 能满足甲醇生产要求, 其具体工艺流程如图2。

来自粗甲醇储槽的甲醇, 经泵加压, 再经粗甲醇预热器加热到45℃后进入预精馏塔, 在预精馏塔脱除轻馏分后, 直接由泵输送至主精馏塔, 进一步把高沸点的重馏分杂质脱除, 主要是水、异丁基油等。从塔顶或侧线采出的精甲醇经过冷却器冷却至常温后, 就可得到纯度在99.9%以上的符合国标的精甲醇产品。

2.2 三塔精馏工艺

三塔流程是目前甲醇生产装置应用最广泛的精馏工艺。我公司年产24万t甲醇装置就用此方法, 三塔均采用天津大学的规整填料, 且我国目前在建的甲醇装置亦大部分采用此法粗甲醇按次序分别进入预精馏、加压塔和常压塔逆行精馏, 大部分轻组份在预精馏塔去除, 加压塔和常压塔均采出产品, 约各占一半。美国曾报导过另一种三塔流程, 该流程的特点是三个塔基本上等压操作, 由第三精馏塔采出产品, 第二精馏塔分离水份, 第一精馏塔相当于预精馏塔, 主要用作分离轻组份, 我国尚未采用此种精馏流程, 目前我应用最广泛的三塔精馏工艺流程如图3, 其具有精馏能耗低、操作稳定、产品质量好等突出优点, 但操作相对比较复杂。

从进料泵来的粗甲醇加入碱液后经预热器加热后进入预塔, 进塔后与从再沸器来的气流换热后, 未冷凝的部分低沸点组分及不凝气进入其中, 绝大部分甲醇经冷却器冷凝后回流, 不凝气体经过预塔液封槽后, 进入放空总管;出预塔的甲醇液经过加压塔给料泵加压后进入加压塔, 进塔后与从再沸器来的气流换热后, 气相从塔顶出塔后进入常压塔再沸器给常压塔提供热源, 冷凝后的甲醇进入加压塔回流槽, 一部分打回流, 一部分作为产品采出。液相出塔后进入常压塔, 进塔后与从再沸器来的气流换热后, 气相出塔顶后经常压塔冷凝器冷却后进入常压塔回流槽, 一部分打回流, 一部分作为产品采出, 常压塔底的排出废水, 送往废水槽。

3 双塔精馏和三塔精馏的比较

3.1 操作条件

双塔精馏和三塔精馏不仅在工艺流程上差别较大, 其具体操作指标也相差甚远, 其主要的操作条件对比见表2。

3.2 产品质量

精甲醇中乙醇含量是一个重要指标, 从国内双塔精馏现状来看, 精甲醇中乙醇含量较高, 这是一个比较突出的问题。国内大部分以油或煤为原料的甲醇厂经过双塔精馏后, 精甲醇中乙醇的含量在400×10-6～500×10-6, 联醇工艺生产中的精甲醇其乙醇含量更高些, 相对于国外标准有较大差距, 而且也不能满足像用于醋酸生产用的高端用户, 限制了其发展。

三塔精馏可制取乙醇含量较低的优质甲醇, 乙醇含量一般小于100×10-6, 大部分时间可保持在50×10-6以下, 其他有机杂质含量也相对减少。精甲醇产品质量不仅跟精馏工艺有关系, 而且还跟甲醇合成压力、合成气组成、合成催化剂有关, 甚至和合成塔等设备的选材也有关系。甲醇产品中乙醇含量的高低与粗甲醇中乙醇含量有很大关系, 粗甲醇中乙醇含量低时, 精甲醇中乙醇含量自然也低。在三塔精馏中常压塔采出的精甲醇质量更好些。实际分析结果表明, 常压塔采出的精甲醇中乙醇含量极低, 仅1×10-6～2×10-6, 有时甚至分析不出来, 而加压塔采出的精甲醇中乙醇含量大多在20×10-6～80×10-6。

3.3 能 耗

甲醇是一种高能耗产品, 而精馏工序的能耗占总能耗的10%～30% , 所以精馏的节能降耗不容忽视。双塔精馏每吨精甲醇耗蒸汽约为1.8～2.0t, 不少工厂消耗蒸汽量在2.0t以上。三塔精馏与双塔精馏的区别在于三塔精馏采用了两个主精馏塔, 一个加压操作, 一个常压操作, 利用加压塔的塔顶蒸汽冷凝热作为常压塔的加热源, 既节约了蒸汽, 也节约了冷却用水。每精制1t精甲醇约节约1t蒸汽, 所以三塔精馏的能耗较低, 吨甲醇精馏节约蒸汽近50%, 大大的降低了吨甲醇的生产能耗, 为企业减低消耗, 节约成本, 提升企业竞争力具有巨大的意义。

3.4 投资与操作费用

双塔精馏与三塔精馏的投资与操作费用比较见表3, 由表3可见双塔精馏与三塔精馏的投资、操作费用、能耗的相互关系与生产规模有很大关系, 随着生产规模的增大, 三塔精馏的经济效益就更加明显, 另外还有产品质量优等优点, 因此目前大的甲醇装置, 大家一致都选择采用三塔精馏。

4 结 语

双塔精馏工艺投资省、建设周期短、装置简单易于操作和管理。虽然消耗高于三塔精馏工艺, 但在5万吨/年生产规模以下的小装置时其技术经济指标较占优势, 其节能降耗途径可以采用高效填料来达到降低蒸汽消耗的目的。5万吨/年生产规模以上时, 宜采用三塔精馏技术, 虽然一次性投资较高, 但是操作费用和能耗都相对较低。

三塔精馏生产的精甲醇产品质量较好, 尤其是产品中乙醇含量较低, 能满足甲醇羰基化合成醋酸、醋酐等对优质甲醇的要求, 虽然一次性投资较高, 但操作费用和能耗都相对较低。 因此三塔精馏和双塔精馏得选择, 又要根据装置的能力、产品的要求等指标参数进行选择合适的工艺, 才能真正发挥其作用。

参考文献

[1]赵保志.氮肥技改[J].2003. (5) :27.

[2]化工生产流程图解 (第三版) [M].北京:化学工业出版社.1997.

[3]廖卫昌.甲醇双效精馏节能技术[J].中氮肥, 2001, (1) :20.

[4]冯元琦.甲醇[M].北京:化学工业出版社, 2000.

[5]姚玉英.化工原理 (下册) [M].天津:天津大学出版社, l999.

甲醇双塔精馏流程的模拟与分析 篇4

本文采用ASPEN PLUS化工流程模拟计算软件,对甲醇双塔精馏流程进行了模拟计算与分析,分析了双塔流程的可行性,确定了工艺优化控制的有效措施和适宜的操作条件,同时还降低装置的能耗,对扩大甲醇的应用领域、提高甲醇行业经济效益有着重要的作用。

1 甲醇双塔精馏工艺流程

甲醇双塔精馏工艺流程主要有预精馏塔和主精馏塔组成,精馏过程分为两个阶段,先在预塔中脱除轻馏份,主要是不凝气和二甲醚;预精馏塔底甲醇及高沸点组份再送入重馏份塔-主塔,进一步把高沸点的重馏份杂质分离,从而可得到高纯度的精甲醇。甲醇双塔精馏工艺流程如图1。

1粗甲醇进料物流;2预精馏塔塔顶馏份;3预精馏塔塔底馏份;4主精馏塔塔顶馏份5主精馏塔塔底馏份;B 1预精馏塔;B 2-主精馏塔

2 原料基础数据

模拟计算原料粗甲醇的基础数据见表1。

从表1中可以看出,除了甲醇和水外,粗甲醇中还含有较多的乙醇、二甲醚和二氧化碳,其中二甲醚的沸点为-24. 84℃,介于不凝气和各种醇类沸点之间,可作为预精馏塔和主精馏塔的分界点,及要求在预精馏塔中脱除二甲醚,而其它不凝气的沸点远低于二甲醚,很容易被分离,因此,预精馏塔中的主要分离目标物是二甲醚。甲醇、乙醇和异丁醇主要在主精馏塔中分离,其中乙醇沸点与甲醇相近,并且含量远高于异丁醇,因此,主精馏塔中的主要分离目标物是乙醇。

3 热力学模型

选择的数学模型将直接影响计算的物理性能的准确程度[4],并影响计算结果的精确度。由于本计算体系中的含有极性化合物,可选用NRTL、UNIFAC和PR模型。这些模型能准确模拟非理想溶液的VL E 和LL E 性质[5]。本文选用了ASPEN PLUS 的RADFRAC 模块对甲醇双塔精馏过程进行模拟,RADFRAC 是一个严格模型,可用于模拟所有类型的多级气、液分离操作, 如普通精馏、吸收、再沸吸收、汽提、再沸汽提、萃取、萃取蒸馏和共沸蒸馏等。适用体系包括气、液两相传质体系,气、液、液三相传质体系,窄沸程和宽沸程传质体系等。对气、液两相存在强非理想物系和理想物系都有良好的模拟效果。

4 灵敏度分析

使用ASPEN 中的灵敏度分析工具可以方便地确定过程对关键操作变量和设计变量的响应,即一个或多个流程变量变化对其他流程变量造成的影响,这是一种“如果…就”形式的研究工具[6]。由于在甲醇双塔精馏过程中,主精馏塔是操作和节能的主要环节,因此本文针对甲醇精馏主塔模拟过程使用了灵敏度分析工具,进行了不同工艺参数条件下的对象特性的研究,从而得出最佳的操作参数。

4. 1 进料位置分析

通过初步模拟结果得出适合的回流比为3.668,采出量为8030 kg·h-1。在保证精甲醇质量浓度大于99.999%的条件下,还需要对精馏塔的能耗进行优化。在甲醇双塔精馏过程中,主精馏塔B2由于回流比和流出量较大,是节能的主要环节。保证回流比与采出量不变的情况下,影响主精馏塔能耗的最主要因素是物流的进料位置,通过对主精馏塔B2进料位置对能耗的影响进行灵敏度分析,可以选取最合适的进料位置,模拟结果如图2。

从图2可以看出,冷凝器和再沸器的总热负荷随进料板位置的增加而减小。当进料板位置大于20时,冷凝器和再沸器的总热负荷随着进料板位置的增加变化趋势减缓;当进料板位置大于40时,冷凝器和再沸器的总热负荷几乎不随进料板位置的增加而变化,而镏出物精甲醇产品的出口纯度会随着进料板位置的增加而降低,因此在保证塔顶出料纯度的前提下,为尽量降低主精馏塔B2的操作费用,可选择在第40块塔板进料。

4. 2 回流比分析

主塔的操作回流比是影响产品精甲醇纯度的最主要因素之一。通过进料位置灵敏度分析可知在主精馏塔B2在第40号板进料最为节能,选定主精馏塔B2在第40 块塔板进料,保证采出量为8030 kg·h-1,对主精馏塔B2回流比进行灵敏度分析,探讨主塔的操作回流比与产品精甲醇纯度的关系,模拟结果如图3。

从图3 可以看出,在主精馏塔B2中随着回流比的增大,甲醇质量纯度逐渐增高。当操作回流比达到3.668时,出口精甲醇质量纯度可达99.9990%以上;从图3还可以看出,当主精馏塔B2中回流比达到3.5时,精甲醇的纯度增加值随操作回流比的最大而显著变缓,而随着回流比的增大,操作费用会大幅度增加。因此,在保证甲醇纯度与采出量的前提下,主精馏塔B2的操作回流比选定为3.668。

4.3 馏出量分析

在保证合适的操作费用和产品纯度的条件下,应尽可能提高精甲醇产品镏出量。选定主精馏塔B2回流比为3.668,在第40 块塔板进料,对主精馏塔B2塔顶镏出量与产品甲醇纯度进行灵敏度分析,结果如图4。

从图4可以看出,甲醇的纯度随主精馏塔B2塔顶镏出量的增加而降低。当镏出量为8040 kg/h时,甲醇的纯度为99.9990%,进一步增大精馏塔B2塔顶镏出量,甲醇的纯度会显著降低,因此,主精馏塔B2塔顶镏出量最大值为8040 kg/h;为了保证产品精甲醇的纯度,模拟过程中保留一定的操作裕度,实际镏出量选定为8030 kg/h。

5 模拟结果

通过对主精馏塔进料位置、操作回流比、产品馏出量及冷凝器的热负荷进行综合灵敏度分析,得出最佳的甲醇双塔精馏操作参数和产品。模拟结果如表2。

从表2可以看出,预精馏塔的回流比、再沸器和冷凝器热负荷及塔顶物流量均小于主精馏塔,因此操作成本主要来源于主精馏塔,对主精馏塔进行模拟优化可以最大程度降低操作成本。

从表2可以看出,粗甲醇中99.01%的甲醇被回收,产品精甲醇质量浓度为99.9990%,远高于AA级精甲醇标准。

6 结 论

(1) 对于甲醇双塔精馏系统的模拟, 选用NRTL、UNIFAC和PR模型计算其气液相行为,可以得到较好的模拟效果。

(2) 甲醇双塔精馏系统中,操作成本主要来源于主精馏塔,对主精馏塔进行模拟优化可以最大程度降低操作成本。

(3) 通过ASPEN PLUS 对甲醇双塔精馏系统模拟计算,并对主塔进料位置、回流比和镏出量进行灵敏度分析从而优化分离过程,实现了粗甲醇双塔精馏生产高纯度甲醇的工艺参数,计算结果可用于指导工业生产,也为甲醇双塔精馏系统的进一步优化提供了有效可靠的依据。

摘要：应用ASPEN PLUS化工模拟系统中的RADFRAC塔精馏模块对甲醇双塔精馏过程进行模拟。分别讨论了操作回流比、进料位置、塔顶馏出量等参数对甲醇精馏过程的影响,获得了对高纯度甲醇精馏具有指导意义的相关工艺数据。模拟结果表明,该双塔流程生产出的精甲醇产品纯度高、水含量和乙醇含量低,并且该双塔模型能耗低,操作稳定、灵活。

关键词：甲醇,ASPENPLUS,精馏,四塔流程,模拟分析

参考文献

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[2]Ji HB,Shi D P,Shao M.Transition metal-free and substrate-selec-tive oxidation of alcohols using water as an only solvent in the presenceof beta-cyclodextrin[J].Tetrahedron Lett.,2005,46(14):2517-2520.

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[5]郑丹星.化工热力学教程[M].北京:中国石化出版社,2000.

双塔建筑 篇5

关键词：双塔连体结构,动力特性,谱分析

引言

随着高层建筑高度的不断增高,平面布置日趋复杂的同时,高层建筑竖向立面造型日趋新颖,一些规模宏大,极富现代气息的高层建筑为建筑师们喜爱。因此,近年来高层连体建筑层出不穷,国内最具代表性的有:北京西客站、深圳文锦大厦、上海凯旋大厦等。高层连体结构由于连体的设置,使得各塔楼之间的振动互相耦合,并且使得整个结构沿竖向刚度和质量分布不均匀,因此,连体结构的自振振型较单塔结构复杂得多。连体结构总体为一开口薄壁构件,扭转性能较差,扭转振型丰富,地震作用下容易引起较大的扭转反应,易使结构发生脆性破坏。

连体结构动力计算模型

连体结构通常采用的计算模型主要有“串并联质点系模型”,“串并联刚片系模型”,以及“三维空间有限元模型”。“串并联质点系模型”是将塔楼各个楼层简化为一个质点,楼板上下各1/2层高的构件质量集中于该点,每个质点只有沿主轴方向的两个自由度,对于双轴对称以及单轴对称的连体结构,其在对称轴方向的振动互不耦合,地震作用下只激励地震作用方向上的平动振型,因此,这两种情况下,对称轴方向的地震作用计算,可以选用这种模型。对于不对称连体结构在双向地震作用下,以及单轴对称连体结构在非对称轴方向地震作用下,结构各楼层存在三个自由度,即两个沿主轴方向的平动和绕楼层质心的转动,在这种情况下,“串并联刚片系模型”更能满足要求。“三维空间有限元模型”是将整个结构根据抗侧力构件的特性,将其划分为不同的单元,并将单元质量集中于与单元相连的结点上,通过自由度的凝聚,将各结点自由度凝聚为楼层主轴方向和高度方向的三个平动自由度,最后,根据结点动力平衡方程求解。此种模型自由度数量较大,对计算机要求较高,在这种模型的基础之上,根据楼板平面内刚度无穷大的假定将楼板平面内的自由度凝聚为楼层质心沿主轴方向的平动和绕质心的转动,凝聚之后,总的结点动力自由度减少了近1/3,从而,大大提高了计算速度。

连体结构动力特性分析

由于连体结构各塔楼间振动的耦合作用,连体结构的动力特性有其自身的特点,不能套用单塔结构的自振振型对其进行分析。因此,本文将对单塔结构、双轴对称连体结构和单轴对称连体结构进行动力特性对比分析,以进一步探讨连体结构自振特性的规律。

本文算例取自某办公楼工程,此结构类型为框架一一核心筒体系,本文在此基础上构造连体结构。本文算例分别为25层单塔结构,25层双轴对称连体结构(在23、24、25层设置连体),以及高塔为25层,低塔为1 8层的单轴对称连体结构(在16、17、1 8层设置连体)。采用三维空间有限元程序进行分析,筒体和楼板均采用壳单元,框架采用梁单元,根据分块无限刚假定,在连体所在楼层处,将各塔楼楼板设为平面内无限刚性,连体部分的楼板设为弹性。前四振型以及前十阶自振周期分别如图1～3和表1所示。

对于双轴对称连体结构而言,两塔楼Y向的刚度相等,两塔楼沿Y向的振动具有同步性,此时,连体对两塔楼的Y向振动没有约束,因此,如上述图表中所示,双轴对称连体结构Y向平动振型与单塔结构相近。对于单轴对称连体结构,由于两塔楼侧向刚度不等,Y向振动不同步,此时,连体在其平面内起到协调两塔楼振动的作用,即高塔Y方向振动受到制约,侧向刚度有所增强,结构的自振周期必然有所下降。

由表1可知,双轴对称连体结构X向自振周期小于高塔X向自振周期。这是由于,与单塔结构相比,连体的设置增加了结构的纵向抗弯整体性,从而使其对应的自振周期低于单塔结构。同时,从表中可以看出,单轴对称连体结构X向的平动周期低于双轴对称连体结构,这是因为,在连体结构X向振动时,低塔实际对高塔起到一定的支撑作用,这种作用使得单轴对称连体结构的侧向刚度较双轴对称有所增大,且介于高塔和低塔之间。总而言之,连体结构的侧向刚度增大来源于两种途径,一种为连体本身的作用,另一种则是两塔楼间的相互支撑作用。

从振型图中可以看出,双轴对称连体结构前两阶振型依然为Y向和X向的平动振型,而后两阶振型分别为Y向的平扭耦联以及两塔楼的纯扭振型。从振型图上可以看出,与单塔结构不同,连体结构存在着两塔楼的同向振型和反向振型,在对称双塔结构中表现为反对称振型和对称振型,在水平地震作用下,由于对称振型的振型参与系数为零,因此,地震作用下,对称振型不被激励。同时,还可以看出,连体结构X向振动与Y向振动不耦合,但Y向振动与扭转互相耦合,即存在平扭耦联振型,双轴对称连体结构Y向的平扭耦联振型的振型参与系数为零;而单轴对称连体结构中,由于两塔楼关于Y非对称,因此,Y向平扭耦联振型的参与系数不为零,但随着对称性的增强,Y向平扭耦联振型的参与系数会越来越小,最终趋于零。

从表1中看出,连体结构的平扭耦联振型周期与单塔结构的扭转振型的周期相比,更接近于基本周期,即连体结构的整体抗扭刚度与Y向侧向刚度的比值较单塔结构小,因此,连体结构的抗扭性能较差,较易发生扭转振动。

地震作用下的响应分析

由以上分析可以看出,连体结构的动力特性与单塔楼结构有较大的区别,平扭耦联特性较为显著,因此,连体结构地震在作用下的响应应按整体进行分析。本文将采用振型分解反应谱法对连体结构分别进行X向和Y向的地震反应分析,设防烈度为七度,场地土类别为第三类场地土,设计地震分组为第一组,阻尼比取0.05。振型组合方式选取考虑平扭耦联效应的CQC组合方法,参与组合的振型数按照规范规定的振型参与质量百分比之和大于90%为依据进行选取,由于连体结构的低阶振型中存在大量振型参与系数较低的相对振动振型,因此连体结构参与组合的振型数较一般单塔结构大了很多。

对称双塔连体结构在地震作用下,连体对两塔楼的约束作用较弱,塔楼的响应与单塔较为接近,本文主要基于上面的算例对单轴对称双塔连体结构进行分析,高塔楼取为25层,低塔楼分别取23、21、19、17、15及13层,以考虑两塔楼间的相对高度,即连体结构的整体不对称性,对塔楼的内力、位移和连体内力的影响。单轴对称连体结构X向和Y向的地震响应如图4～5所示。

从分析结果可以看出,单轴对称连体结构在X向地震作用下,只产生X向的响应,Y向变形和内力以及结构的扭转变形和内力均为零;Y向地震作用下,存在扭转变形和内力,X向变形和内力为零,分析结果验证了此前的判断。

由图4 (a)可知,连体结构高塔楼X向顶点位移随着低塔楼层数的降低略有下降,低塔楼顶点侧移则下降较快,下降幅度也较高塔楼大。在低塔楼楼层从25层降至13层的过程中,连体内轴力是的不断上升的,即低塔对高塔的支撑作用在不断增强,但由于低塔楼层数的降低,连体以上楼层的相对局部振动有所增大,整个结构刚度逐渐由连体以上的单塔部分控制,因此,高塔顶点位移降低速率在低塔楼层降低的过程中有所降低,当降低至某一高度时,甚至会出现顶点位移上升的情况。低塔由于高度的下降,质量的减少,地震作用有所降低,正如图中所示,顶点位移会不断下降,此时,低塔基底剪力会有所下降,由于连体的剪力传递作用,高塔楼基底剪力也将相应地减小。

由图4 (c)可知,两塔楼基底弯矩均随低塔楼层的降低而不断减小。低塔基底弯矩的减小主要由低塔高度的降低以及低塔本身地震作用的减少所至,而高塔除本身受到的地震作用以外,连体轴力产生的反弯矩以及连体端部的竖向弯矩均对其塔底弯矩有较大的影响,由于影响高塔底部弯矩的因素较多,所以其变化规律与低塔相比也相对复杂一些。

从图4 (e)中可以看出,连体左端弯矩(和高塔相连)与右端弯矩(和低塔相连)相比较大,这是因为地震作用下,连体所在楼层可以看作受到上部塔楼集中弯矩的作用,这种作用使得一端的弯矩与另一端相比较大。

在连体所在楼层处,连体通过其水平面内较大的剪切刚度和弯曲刚度来约束两塔楼的侧移和扭转,从而达到协调两塔楼Y向振动的作用。如图5(b)所示,随着低塔楼层数的降低,高塔和低塔在连体所在楼层处的位移均将降低,且两塔楼在此楼层处始终存在Y向的位移差,由于连体面内剪切刚度很大,水平面内的相对变形很小,因此,此处的两塔楼的Y向相对侧移的原因可以归结为连体所在楼层平面内的整体扭转。

由图5(d)可知,随着低塔楼层从23层降至13层的过程中,两塔楼的基底弯矩均有所减小,低塔楼基底弯矩的减小主要由其质量的降低所致,而高塔基底弯矩受连体内水平剪力形成的反弯矩和连体内扭矩的影响,它们作用的结果是使得Y向地震作用下的基底弯矩有所减小。

从图5(e)中可以看出,Y向地震作用下,高塔与低塔的基底扭矩比较接近,且两者的和远小于基底总扭矩。这个现象证明,Y向地震作用下,本算例的连体结构以整体扭转为主,各塔楼的局部扭转所占比重较小,这主要取决于连体面内弯曲刚度和各塔楼的抗扭刚度,若连体面内刚度和塔楼抗扭刚度较大,结构以整体扭转为主,反之,则局部扭转占比重较大。同时,扭转降低了连体水平面内的传力效应,因此,一味地试图通过增大连体面内刚度来协调两塔楼Y向侧移,有时候是得不偿失的。

从以上图表中看出,X向地震作用下,连体处于拉压交替作用状态;Y向地震作用下,连体处于弯剪扭共同作用下的复杂受力状态。因此,地震作用下,连体受力极为不利,且连体与塔楼连接拐角处存在应力集中,所以,连体应采取必要的加强措施。

结语

从本文的分析,可以看出,双塔连体结构由于两塔楼振动的耦合作用,其自振振型较为复杂,存在同向振型和反向振型,对称双塔连体结构的同向振型参与系数为零,即在地震作用下不被激励,因此,对连体结构进行反应谱分析时,振型组合数的选取不能套用一般单塔结构的规律,宜根据振型参与质量百分比进行组合振型数的确定。连体结构的扭转振型丰富,在地震作用下,较小的偏心会产生较大的扭转效应,因此,连体结构宜采用对称性较好的结构布置形式。两塔楼的相对高度对结构受力有一定的影响,相对高度相差较大,则连体的传力和约束作用增强,本身的受力有所增大,塔楼的受力变化情况则相对复杂,它与连体的内力状态和所处位置有关。双塔连体结构中,连体起到协调两塔楼共同工作的作用,连体受力较为复杂,设计时应采取必要的加强措施。

参考文献

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北镇崇兴寺双塔砖雕艺术研究 篇6

崇兴寺双塔均为辽代八角十三层密檐式实心砖塔。由于双塔没有详细的史料记载, 确切的建造年代不详。但根据其造型、结构、砖雕等特点, 专家考评应当为辽代晚期时建造。因双塔的后面有明代所修建的崇兴寺, 故名“崇兴寺双塔”。崇兴寺双塔地处辽宁省北镇市。北镇市位于辽宁西部东端, 医巫闾山东麓, 因医巫闾山为北方镇山而得名。据《周礼》记载, 东镇青州沂山, 西镇雍州吴山, 中镇冀州霍山, 南镇扬州金稽山, 北镇医巫闾山, 合称五座镇山。据《广宁县乡土志》记载:“舜封十二山以医巫闾山为幽州之镇故名北镇。”医巫闾山是辽代皇陵———乾陵和显陵的所在地, 为保护陵寝, 置显州, 属中京道, 辽史上多次记载各朝皇帝谒显州, 由此可见崇兴寺双塔的重要性。

辽朝原名契丹, 后改称“辽”, 是中国五代十国和宋朝时期以契丹族为主体建立, 统治中国北部的封建王朝。辽代佛教基本上继承盛唐的教学佛教, 而且辽代的皇帝多崇信佛教, 不但在五京城内建造佛寺和佛塔, 而且在各州城建造佛寺和佛塔, 足以说明当时佛教发展的繁盛状况。

佛塔, 起源于印度, 在汉代随着佛教传入我国。我国的佛塔按建筑材料科分为木塔、砖石塔、金属塔、琉璃塔等, 两汉南北朝时期以木塔为主, 唐宋时期砖石塔得到发展;按照类型可分为楼阁式塔、密檐式塔、喇嘛塔、金刚宝座塔和墓塔等。而辽代佛塔多为砖塔, 大都是八角形密檐式塔, 有繁复的基座, 在塔身上都雕刻佛像, 用来供佛。

二、崇兴寺双塔砖雕的题材内容

砖雕历史悠久, 是由东周瓦当、空心砖和汉代画像砖发展而来的。汉代画像砖是墓室预制构件的大型空心砖, 它是在湿的泥坯上用印模捺印各种图像。到了宋代, 砖雕的规范形式第一次被记录在《营造法式》之中。北宋时期的砖雕成为墓室壁画和佛塔的装饰品。而比北宋建国较早的辽代, 其砖雕技术已经相当成熟, 雕刻技法由浅浮雕转变为半圆雕。

1. 砖雕塔饰的分布

崇兴寺双塔为东西对峙, 相距43米, 形制相同。东塔高约43米, 西塔高约42米。崇兴寺双塔由基座、塔身、密檐、塔刹四部分组成。砖雕塔饰最重要的部分集中在第一层塔身较为平整宽大的地方。这里集中雕刻了主佛像、胁侍菩萨、飞天及宝盖, 尺度之宏大, 内容之丰富细腻, 是崇兴寺双塔砖雕塔饰之中最具代表性的部分。其次就是塔基须弥座。基座形制的规律性较强, 不但采用多层重叠的须弥座, 还常常加入传统的台基、斗拱和勾栏, 稳重而华丽。而且须弥座束腰部分的壶门雕刻有伎乐、菩萨以及供养人等形象, 姿态各异, 形态逼真。

2. 塔身的雕饰

崇兴寺双塔的第一层塔身通高5.65米, 每面宽5.05米。塔身每面正中有一砖砌拱形佛龛。佛龛内设有须弥座, 上置仰莲台, 台上雕有一尊坐佛, 结跏趺坐, 佛像面相丰腴, 神情祥和, 身着袒胸衲衣, 后面雕有火焰式背光。劵拱拱眉上雕有缠枝蕙草纹, 中间雕有兽面纹。双塔佛像多为密宗佛像造型。一塔各佛皆着宝冠, 另一塔各佛则均戴螺鬓。佛龛两侧各立一胁侍菩萨, 菩萨双足踏莲花墩, 头戴宝冠, 头后还有圆形背光, 面相丰满, 眉眼细长。上身着天衣, 下着长裙, 佩戴璎珞、臂钏、腕镯等。每面塔身的胁侍菩萨造型多变, 或双掌合十, 或捧盘, 或持莲花, 或持如意, 身材修长, 神情端庄。佛龛和胁侍菩萨上方都有宝盖, 在佛龛大宝盖上方两侧各有一飞天。飞天或头戴花冠, 或束花髻, 或额前出尖发髻等, 上身赤裸, 下身穿罗裙, 赤足, 飘带从一肩飞起, 绕过头部上方, 向后飘扬。两侧飞天左右对称, 但塔身每面的飞天又形态各异。飞天有的一手上举, 一手下垂托盘;有的双手合掌, 神情肃穆;还有的身姿轻盈, 似在空中起舞。东塔飞天平直而头内视, 西塔飞天均下俯而头外视。

3. 基座的雕饰

基座由台基、塔座两部分组成。每座砖塔的台基共有八面, 每面长7.6米, 高3米。此台基根据形制及记载分析应为清光绪时维修遗存。塔座由须弥座、平座、莲花台三部分组成。宋代《营造法式》规定了须弥座的详细做法, 上下逐层外凸部分, 称为叠涩, 中间凹入部分称束腰, 其间隔以莲瓣。崇兴寺双塔的须弥座为双层, 其中以须弥座束腰部分的雕刻最精彩。束腰的壶门位置刻有许多乐伎、舞者、菩萨和供养人等形象。虽然雕刻有不同程度的破损残缺, 但还是能看出乐伎的动作, 或手持笙, 或手持笛, 或双手抚琴, 或怀抱琵琶, 或手拍腰鼓, 皆作演奏状。壶门两侧刻有供养人, 有些供养人形象带有契丹人特征, 身着紧身长袍, 腹部和胸部各系一条丝带。中间壶门设有菩萨像, 结跏坐于莲台之上, 身着天衣, 有头光。上层须弥座束腰转角处置角柱, 角柱上雕龙纹, 角柱两侧有负重力士。力士身材魁梧, 上托普拍枋, 形象生动, 肌肉的线条清晰可见, 仿佛砖塔的重量全都压在身上一般。须弥座底层也雕有壶门, 壶门里面各有一卧兽。卧兽仰首挺胸, 嘴微张, 獠牙外露。

三、崇兴寺双塔砖雕艺术特点

1. 游牧民主与汉文化的融合

在耶律阿保机建立契丹国之前, 契丹族的社会生产主要从事游牧, 辅以狩猎。契丹建国后, 以耶律阿保机为首的统治者很快顺应历史潮流, 积极吸取中原地区的政治、经济与文化。龙是帝王的象征, 此观念在汉民族观念中根深蒂固, 《周易》有乾卦为王者之象之说, 龙比喻帝王的观念在汉代既已流行。崇兴寺双塔须弥座位置雕有龙纹角柱和双凤纹样, 充分说明了汉族文化已经和辽代契丹族文化相融合。据《辽史·乐志》记载:“今之散乐, 俳优、歌舞杂进, 往往汉乐府之遗声。”辽占领燕云十六州后, 大量掠夺汉族乐工和乐典, 辽都上京还设有“汾、幽、蓟”等地汉族乐工的教坊, 所以在辽墓中常有散乐壁画或散乐石雕出土。而在崇兴寺双塔须弥座的壶门里就雕刻有精美的乐伎和舞者。乐伎手持笛、筝、大鼓、腰鼓、箫、笙、琵琶等乐器。通过与出土的辽代散乐相比, 其形式内容相似, 所以砖塔上雕刻的乐伎也应为辽代散乐。

2. 承唐比宋、独具一格

早期的契丹王朝首领便与唐王朝有所接触, 因而辽代受唐朝文化影响甚深, 辽在建筑和雕刻上继承了唐代建筑和雕刻艺术规模宏大、气势磅礴的作风。从崇兴寺双塔的砖雕佛像可以看出辽代佛教造像在艺术风格和表现手法上都很有特色, 它一方面继承了唐代造像典雅端庄的遗风, 吸收了宋朝造像写实的手法, 另一方面融入了契丹和北方地区传统的审美情趣和表现技法。崇兴寺双塔的佛像面部有契丹人的特点, 面部很鼓, 头顶肉髻平缓, 肩部宽阔, 胸肌隆起, 有刚健的气势, 与南方佛像平易近人的神态形成鲜明对比。菩萨像多为头戴高花冠, 束高发髻, 花冠的形式特别, 与契丹贵族的头冠相类似;胸前饰璎珞;两耳际有两条宝缯垂在两肩, 并分段打结。另外, 辽代还继承了唐代密宗, 崇兴寺东塔上的佛像均头戴宝冠, 为密宗佛像的造型。

3. 构图饱满、形式严谨

通过实地考察和资料的整理分析, 崇兴寺双塔的砖雕纹样大多以接近“饱和”的密度来表现画面。但是饱满的构图并非是简单的花纹填塞, 还都表现出对“中心”的偏好。无论是人物、动物还是植物纹样都讲究居中的趋势。例如塔身第一层的砖雕, 主佛居中, 在面积上占有主导地位, 这有力地增强了佛塔的艺术感染力, 使崇佛的主题得以明显的彰显出来。而一旁陪侍的菩萨则侧身朝向主佛, 飞天身体姿态和飘带流云也带有明显的指向性———朝向中央的主佛, 更显得主佛威严崇高, 备受尊重。

四、结语

通过崇兴寺双塔的砖雕可以看出辽代的工匠艺人创造了许多造型多变、雕刻精湛的佛教建筑装饰艺术作品。这些工匠艺人多为汉人, 他们将汉文化和契丹文化巧妙地融合在一起。辽代雕刻技术既有唐代的继承、受宋代的影响, 也有自身的创新, 从中可见融中原文化、草原文化与佛教文化于一体的独具特色的辽文化。而且佛像的造型和纹样受密宗信仰影响较深。砖雕的浮雕装饰艺术有着明显的民族性, 它是我国古代建筑装饰的灿烂文化的重要组成部分。另外, 崇兴寺双塔的砖雕蕴含社会、宗教、文化、艺术、风俗等内容, 是研究辽代文化艺术的珍贵可视性资料。

摘要：北镇的崇兴寺双塔作为中国辽代密檐式砖塔的重要实例, 双塔上的砖雕体现了辽代晚期的时代特征和当时人们对佛教的推崇。本文着重叙述了北镇崇兴寺双塔上的砖雕, 通过研究与分析砖雕的位置分布、题材内容、艺术形式等方面, 阐明了崇兴寺双塔砖雕的艺术特点和独特之处, 并且调查和研究崇兴寺双塔的砖雕, 有助于了解辽代的佛教文化、建筑形式和雕刻艺术等内容。

关键词：崇兴寺双塔,砖雕,佛像

参考文献

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[2]白鑫.辽宁义县奉国寺大雄殿建筑彩画调查与研究.长春:吉林美术出版社, 2013.

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马利冷却塔一机双塔运行研究 篇7

某厂燃机热电联产工程共建设2座自然通风马利塔, 淋水填料面积3108m2, 塔高125m, 采用改性PVC薄膜填料。“马利塔”具有节省占地、节省用水、利于降噪等优点。

自工程机组投产以来, 厂家经常在夏季采用一机双塔运行, 针对此工况冷却塔运行是否经济, 本文进行了详细探究。

1 机组情况

机组配套上海汽轮机有限责任公司生产的次高压、单缸、单轴、双压、无再热、无回热、抽汽凝汽式汽轮机, 型号为LZC80—7.65/2.3/0.6型, 额定功率81.5MW。每台机组各配用一台单背压、单壳体、双流程表面式凝汽器, 冷却面积8700m2。三台机组配备两座3108m2自然通风马利塔。

2 计算结果分析

2.1 一机一塔计算结果

根据数据计算得出了一机一塔工况下, 1号冷却塔的冷却效率如表1所示。可以看出, 一机一塔工况下, 1号塔的冷却效率都在95%以上, 达到设计要求。

根据试验数据, 经计算得出了一机一塔工况下, 2号冷却塔的冷却效率如表2所示。可以看出, 一机一塔工况下, 2号塔的冷却效率都在95%以上, 达到设计要求。

2.2 一机双塔计算结果

根据数据计算得出了一机双塔工况下, 1号冷却塔的冷却效率, 如表3所示。可以看出, 一机双塔工况下, 1号塔的冷却效率为89.86%, 未达到设计要求。

根据数据计算得出了一机双塔工况下, 2号冷却塔的冷却效率, 如表4所示。可以看出, 一机双塔工况下, 2号塔的冷却效率为85.24%, 未达到设计要求。

根据试验数据, 如表5所示, 比较一机双塔和一机一塔工况下机组的真空情况, 虽然一机双塔工况时冷却塔的效率降低, 但机组真空得到明显改善, 对于整个机组的经济性来说是有利的。

3 结论

通过此次冷却塔性能试验可知, 1号冷却塔、2号冷却塔在一机一塔单独运行时, 每台机开启2台循环水泵, 流量充足, 所以冷却塔性能优秀, 运行状态佳, 冷却效率均能达到设计要求, 且在某些工况1号冷却塔冷却效率可达到109%, 超过了设计要求。

在一机双塔工况时, 2台冷却塔配备2台循环水泵, 由原来一机一塔的循环水流量均分到2台塔, 冷却塔冷却效率均下降明显, 远低于95%, 无法达到设计要求, 但机组真空得到明显改善, 对于整个机组的经济性来说是有利的。

摘要：本文通过某厂2台自然通风马利塔性能数据进行分析, 比较了在一机一塔、一机双塔工况下冷却塔的冷却效率变化情况, 发现在一机双塔工况下, 冷却效率下降较多, 但机组真空得到明显改善, 对于整个机组的经济性来说是有利的。

关键词：冷却塔,性能试验,一机一塔,一机双塔

参考文献

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