圓形濕式除塵器計(jì)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(guò)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(yáng)塵等優(yōu)點(diǎn)，正被越來(lái)越廣泛的使用。圓形濕式除塵器根據(jù)陰陽(yáng)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(hù)作用。殼體內(nèi)部設(shè)支撐梁，筒壁設(shè)有煙氣進(jìn)出口，殼體壁板通過(guò)型鋼進(jìn)行加強(qiáng)，整個(gè)體系結(jié)構(gòu)復(fù)雜。目前該類(lèi)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)很大程度上依賴(lài)工程經(jīng)驗(yàn)，缺少對(duì)其受力特性的準(zhǔn)確模擬分析。所以，深入細(xì)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(jì)部門(mén)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(jì)項(xiàng)目為實(shí)際工程背景，利用Midas gen有軟件建立四個(gè)有限元計(jì)算模型，分別是：整體實(shí)體計(jì)算模型、骨架簡(jiǎn)化計(jì)算模型、頂蓋局部計(jì)算模型和筒壁無(wú)大開(kāi)口計(jì)算模型。對(duì)不同計(jì)算模型的靜力計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，進(jìn)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(diǎn)，明確結(jié)構(gòu)所受的荷載及約束情況。采用梁?jiǎn)卧M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(shí)體計(jì)算模型，研究鋼框架與鋼板協(xié)同作用下的靜力特性。
　　對(duì)比實(shí)體模型在不同荷載組合工況下的靜力計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn)，梁?jiǎn)卧淖畲髴?yīng)力出現(xiàn)在支撐進(jìn)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(diǎn)狀凹陷處，同時(shí)檢修通道出現(xiàn)波浪型翹曲。實(shí)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(diǎn)上，其主要原因是：一是該層作用的灰載值較大；二是因?yàn)樵搶又虚g沒(méi)有中柱，十字

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

5、標(biāo)高11.935層檢修平臺(tái)外環(huán)梁處豎向變形較實(shí)體模型中增大43.5％。兩模型立柱軸力由高標(biāo)高處向低處遞增，符合結(jié)構(gòu)受力規(guī)律。骨架簡(jiǎn)化模型中立柱軸力值平均為實(shí)體模型的1.8倍，原因是實(shí)體模型中維護(hù)鋼板分擔(dān)了部分軸力；實(shí)體模型中立柱軸力在筒壁大開(kāi)口處突增，而骨架簡(jiǎn)化模型沒(méi)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(shí)體計(jì)算模型，分析對(duì)比頂蓋局部模型和整體實(shí)體模型下靜力計(jì)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(jì)中可以考慮局部建模，以減少工作量。
　　（4）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(guò)對(duì)比原實(shí)體計(jì)算模型和筒壁無(wú)大開(kāi)口實(shí)體計(jì)算模型中框架在荷載作用下的靜力計(jì)算結(jié)果，研究筒壁大開(kāi)口對(duì)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(hù)作用，筒壁大開(kāi)口對(duì)結(jié)構(gòu)整體影響不大。在豎向荷載作用下，筒壁大開(kāi)口周邊柱的應(yīng)力較該層其他柱增大15MPa。在負(fù)壓荷載作用下，筒壁大