布袋除尘器钢支架结构设计的若干问题与分析
摘 要: 以某 600 MW 机组布袋除尘器工程为例,从除尘器钢支架结构安插方案、荷载施加、材料类型、节点类型和设计计算等方面,分析了布袋除尘器钢支架结构设计历程中存在的各种成就,并提出了针对性的处置计谋,为设计出经济合理、安然可靠的支架供应参考。
摘 要: 以某 600 MW 机组布袋除尘器工程为例,从除尘器钢支架结构安插方案、荷载施加、材料类型、节点类型和设计计算等方面,分析了布袋除尘器钢支架结构设计历程中存在的各种成就,并提出了针对性的处置计谋,为设计出经济合理、安然可靠的支架供应参考。
2014 年 9 月 12 日,_发改委、环保部和动力局连系印发了《煤电节能减排升级与改革步履筹算( 2014—2020 年) 》( 发改动力[2014]2093 号) ,对 2014 年—2020 年新建和现役火电机组粉尘排放限值提出了更高的要求,袋式除尘器对比静电除尘器具有除尘效率高、不受粉尘和烟气特点影响、运转稳定的利益,正在被国际大容量机组遍及采纳。布袋除尘器由本体结构、灰斗和下部钢支架三部分组成,钢支架作为除尘器的撑持结构,对除尘器的安然性和经济性起偏重要传染感动。本文以某 600 MW 机组为工程实例,操纵 STS 钢结构设计软件,对除尘器钢支架遏制计算分析,并给出一些设计建议,以供参考。
1、工程概略:
本工程为某电厂新建 2 × 660 MW 发电机组配套除尘器项目,采纳布袋除尘器设计方案。抗震设防烈度为 7 度,设计地震根底加速度为 0. 1g,设计地震分组为_组,场地类别为Ⅱ类,当地根底风压 0. 60 N /m2 。
拟建的钢支架柱顶标高为 14. 485 m,柱底标高为 0. 2 m,钢支架长 32. 00 m,宽 16 m,在 5. 950 m 标高设有灰斗查验平台。钢支架的柱子安插编制如图 1 ~ 图 3 所示。
图 1 支架 构平面安插
图 2 支架 构横向立面安插
2、计算模型:
2.1、结构零碎的选择:
电除尘器钢支架常常利用结构零碎有框架零碎、柔性支架零碎、框架撑持零碎。框架零碎的水平抗侧向刚度由梁柱经过进程刚性节点组成,梁柱接管节点传递的弯矩较大,截面相对较大。柔性结构零碎机关庞大,对比框架结构具有很好的经济性,可是受限于受压构件长细比控制,支架高度不宜太高。当钢支架高度要求较高时,可采纳上柔下刚的同化结构,可不才部卸灰查验平台惩罚[1],段 。框架撑持零碎由框架和竖向撑持组成 竖向力由框架柱承担,水平力由撑持承担,具有精采的结构受力特点和经济性,是操纵_广的除尘器支架结构形式。8 000×4
图 3 支架 构 向立面安插
结构零碎的选择对其经济效益影响很大,是以,钢支架设计时,首先应依照钢支架的几何高度
、
传染感动荷载的大小
、
运转操作空间选择_合理的结构零碎方案
。
对本工程,由于钢支架高度较高,横向跨度较大,采纳人字形框架撑持零碎
。
2
.
2
、
截面形式:
除尘器钢支架各构件以接管轴向力为主,立柱可以采纳 H 型钢、钢管和焊接箱形截面柱。H 型钢在除尘器钢支架中被遍及采纳,依照需求,选用不合规格的宽翼缘或窄翼缘,可较好地满足稳定性。当竖向荷载较大,且两标的目标的计算长度接近时,可以考虑采纳钢管柱和焊接箱形截面柱,可是钢管柱在与其他相邻构件连接的机关较复杂,代价亦相对较高。焊接箱形截面柱的加工制造使命量较大,较少采纳。框架撑持零碎中的撑持可以按受拉杆考虑,截面形式满足强度要求,控制其长细比不宜大于 200。截面信息见表 1。
表 |
截面信息 |
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位置 |
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截面 |
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角柱( |
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HW350 × 350 |
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边柱( |
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HW4 000 × 34 000 |
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中柱( |
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□400 × 400 × 20 × 20 |
一层灰斗查验平台梁 |
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HM250 × 175 |
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|
|
二 |
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双扣槽钢 |
|
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|
撑持 |
|
热轧钢管 |
2
.
3
、
节点连接:
框架撑持结构经常设计成强撑持框架,由于水平力全数由撑持承担,并经过进程撑持传递到底子顶面,所以柱底弯矩比较小,柱与底子连接采纳铰接形式即可满足设计要求。梁柱节点可以做成铰接形式或刚接形式。通俗灰斗查验平台主梁由于考虑跨度和查验荷载,可以采纳刚接来减小梁截面尺寸。基层水平钢梁不直接 承 担 荷 载,主 要 起 减 小 立 柱 计 算 长 度 的 作 用,根 据
GB 50017—2003 |
[ |
中的计算长度系数法,水平钢 |
钢结构设计尺度 |
梁与立柱采纳铰接和刚接连接,钢柱的计算取值不合
。
铰接节点制造装配简练,可是钢柱的计算长度系数偏大,钢柱的稳定承载力偏小; 采纳刚接节点,节点制作装配使命量大,钢柱的计算长度系数偏小,稳定承载力较高
。
零碎中撑持杆件只接管轴心力,节点受力大白,高强螺栓需求量少,计算庞大
。
2
.
4
钢材的强度等第
钢材强度的等第可依照截面的不合控制而合理选择。当计算梁柱截面为强度控制时,可优先选用较高强度等第的钢材。当梁柱截面为变形或稳定控制时,则应优先选用较低强度等第的钢材。柱的选材宜采纳 Q345 级钢,系杆和撑持宜采纳 Q235 级,结构和经济的合理性较好。
3、
荷载取值:
电除尘器本体是一个体积庞大的薄壁钢板壳结构,内部设有立柱和撑持,刚度较大,恒荷载和活荷载均施加于电除尘器钢支架立柱的顶部。除尘器及其钢支架零碎,需求考虑的荷载有恒载 ( 除尘器自重,支架及平台自重,设备自重) ,活荷载( 储灰荷载,顶面活荷载、雪荷载) ,风荷载,还有地震荷载等。
3
.
1
、
恒荷载:
钢支架接管恒载重要包含壳体、出入口喇叭、滤布、灰斗、保温、查验爬梯和电机等隶属设备,依照实际自重漫衍施加于钢柱顶部。
3
.
2
、
活荷载:
活荷载应包含顶板查验活载、平台查验活载、灰斗内积灰、热缩短激发的瞬间摩擦力。除尘器本体与钢柱的支座采纳动弹支座,摩擦系数仅为 0. 02,可以忽视热缩短激发的水平摩擦力 。钢支架顶部荷载见表 2。
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表 |
钢支架顶部荷载 |
kN |
|
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柱子编号 |
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恒载 |
活载 |
|
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|
|
A1 |
|
473 |
780 |
|
|
|
|
A2 |
|
686 |
1 480 |
|
|
|
|
A3 |
|
382 |
780 |
|
|
|
|
B1 |
|
871 |
1 406 |
|
|
|
|
B2 |
|
1 296 |
2 802 |
|
|
|
|
B3 |
|
688 |
1 401 |
|
|
|
|
C1 |
|
871 |
1 406 |
|
|
|
|
C2 |
|
1 296 |
2 802 |
|
|
|
|
C3 |
|
688 |
1 401 |
3. 3、风荷载:
钢支架应考虑除尘器本体和灰斗产生的风荷载,结构计算软件中没法直接计算壳体和灰斗产生的风荷载,实际设计中需手动折算并遵照出格风荷载的形式施加于柱顶,根底风压和计算参数遵照现行荷载尺度取值即可
。
3
.
4
、
地震荷载:
地震荷载遵照现行
《
抗震设计尺度
》
遏制计算取值,采纳底部
剪力法和振型分化反应谱法
,振型分化反应谱法可以借助结构
计算软件完成
。
4、
计算功效分析:
钢支架
STS
计算模型见图
4
,
20
钢支架
STAAD
. Pro 计算模型见图 5。
|
|
图 |
图 |
支架 |
STAAD.Pro |
钢支架的计算软件可采纳 STAAD. Pro,STS 或 3D3S 等空间结构计算机辅佐设计软件。本工程采纳 STS 搭建钢支架全部模型,采纳 SATWE 空间计算软件遏制计算。计算按照 GB 50017—2003 钢结构设计尺度,撑持刚度适合尺度 5. 3. 3 条强撑持的规定,柱的计算长度按无侧移框架必定。依照计算功效,柱子重要接管恒载和活载传递的轴向力,_轴力为 4 410 kN,由于水平地震荷载和风荷载由撑持承担,柱子的水平剪力和弯矩比较小,工程中遵照压弯构件设计。撑持轴力较大,_值为 388 kN,遵照轴心受力构件设计,满足强度和长细比要求。一层灰斗查验平台梁和2、三层纵横向梁接管人字形撑持和查验荷载的传染感动,以接管弯矩为主,遵照受弯构件设计。
5、结语:
1) 除尘器钢支架宜全部建模分析计算,优先考虑操纵带有侧向撑持的刚性结构。
2) 采纳结构计算软件遏制计算分析时,要重视钢柱计算长度系数的切确取值,确保钢柱满足稳定承载力要求。
3) 除尘器钢支架设计要从结构零碎、截面类型、材料等第、节点形式等多方面遏制合理选择和严格计算,才华使结构设计经济合理、安然可靠。
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