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 1	截面信息
位置		截面
角柱（ 4  根）		HW350 × 350
边柱（ 8  根）		HW4 000 × 34 000
中柱（ 4  根）		□400 × 400 × 20 × 20
一层灰斗查验平台梁		HM250 × 175
二 、 三层横梁纵梁		双扣槽钢 16a
撑持		热轧钢管   219 × 10

 

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	［ 2 ］	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。

 

	表 2	钢支架顶部荷载	kN
柱子编号		恒载	活载
A1 ， E1		473	780
A2 ， E2		686	1 480
A3 ， E3		382	780
B1 ， D1		871	1 406
B2 ， D2		1 296	2 802
B3 ， D3		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  5  20  支架
图  4	支架  STS  算模型	STAAD.Pro  算模型

 
 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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