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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 构平面布置 		       8 000×2  ABC  图 2	 支架 构横向立面布置  
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 向立面布置
 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。

 


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

 

 

 



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。

 

 


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
 

 

 


 5  20
 支架


 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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