圓形濕式除塵器計算模型及靜力特性研究.pdf

1、除塵器是火力發(fā)電廠除塵系統(tǒng)中用于過濾和吸收有毒有害氣體的設(shè)備，濕式除塵器因具有可防止二次揚塵等優(yōu)點，正被越來越廣泛的使用。圓形濕式除塵器根據(jù)陰陽極懸掛要求，采用骨架式結(jié)構(gòu)安裝，鋼框架為其關(guān)鍵受力部分，筒壁鋼板主要起維護作用。殼體內(nèi)部設(shè)支撐梁，筒壁設(shè)有煙氣進出口，殼體壁板通過型鋼進行加強，整個體系結(jié)構(gòu)復(fù)雜。目前該類結(jié)構(gòu)的設(shè)計很大程度上依賴工程經(jīng)驗，缺少對其受力特性的準確模擬分析。所以，深入細致的研究圓形濕式除塵器靜力特性就具有非常重要的工

2、程意義，這可以為設(shè)計部門提供可靠的理論依據(jù)。
　　本文以華能上海發(fā)電廠圓形濕式除塵器設(shè)計項目為實際工程背景，利用Midas gen有軟件建立四個有限元計算模型，分別是：整體實體計算模型、骨架簡化計算模型、頂蓋局部計算模型和筒壁無大開口計算模型。對不同計算模型的靜力計算結(jié)果進行對比分析，進行的主要研究工作如下：
　?。?）分析圓形濕式除塵器結(jié)構(gòu)特點，明確結(jié)構(gòu)所受的荷載及約束情況。采用梁單元模擬鋼框架，平面應(yīng)力單元模擬筒壁，板單

3、元模擬檢修通道和頂蓋鋼板，建立整體結(jié)構(gòu)的有限元實體計算模型，研究鋼框架與鋼板協(xié)同作用下的靜力特性。
　　對比實體模型在不同荷載組合工況下的靜力計算結(jié)果發(fā)現(xiàn)，梁單元的最大應(yīng)力出現(xiàn)在支撐進煙口頂蓋外環(huán)梁的柱下端與筒壁的連接處，在此處出現(xiàn)應(yīng)力集中。板單元的最大變形發(fā)生在筒壁點狀凹陷處，同時檢修通道出現(xiàn)波浪型翹曲。實體模型最大豎向變形出現(xiàn)在集塵管束層十字支撐梁交叉點上，其主要原因是：一是該層作用的灰載值較大；二是因為該層中間沒有中柱，十字

4、梁跨度較大，導(dǎo)致在梁交叉點處發(fā)生較大的豎向位移。需對此處十字梁進行加強處理，適當(dāng)增大其截面。
　　（2）應(yīng)用有限元軟件建立骨架簡化計算模型，忽略鋼板，將圓形濕式除塵器簡化為空間鋼框架結(jié)構(gòu)。對圓形濕式除塵器所承受的荷載進行等效換算處理，對比恒載與活載組合作用下骨架簡化計算模型與實體模型的有限元結(jié)果。
　　在恒載與活載組合作用下，骨架簡化模型的水平變形較實體模型大，原因是骨架簡化計算模型沒有筒壁鋼板約束其水平位移。骨架簡化模型中

5、標高11.935層檢修平臺外環(huán)梁處豎向變形較實體模型中增大43.5％。兩模型立柱軸力由高標高處向低處遞增，符合結(jié)構(gòu)受力規(guī)律。骨架簡化模型中立柱軸力值平均為實體模型的1.8倍，原因是實體模型中維護鋼板分擔(dān)了部分軸力；實體模型中立柱軸力在筒壁大開口處突增，而骨架簡化模型沒有筒壁鋼板，立柱軸力由高向低平緩增大。
　?。?）為保證結(jié)構(gòu)安全可靠，取頂蓋建立局部有限元實體計算模型，分析對比頂蓋局部模型和整體實體模型下靜力計算結(jié)果，討論局部模型

6、的可靠性。頂蓋局部模型中內(nèi)力、位移，應(yīng)力與整體模型差別很小，工程設(shè)計中可以考慮局部建模，以減少工作量。
　?。?）本文所研究的圓形濕式除塵器筒壁下方設(shè)大出煙口，通過對比原實體計算模型和筒壁無大開口實體計算模型中框架在荷載作用下的靜力計算結(jié)果，研究筒壁大開口對結(jié)構(gòu)的影響。該圓形濕式除塵器中筒壁鋼板主要起維護作用，筒壁大開口對結(jié)構(gòu)整體影響不大。在豎向荷載作用下，筒壁大開口周邊柱的應(yīng)力較該層其他柱增大15MPa。在負壓荷載作用下，筒壁大