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当大型电除尘器结构改进设计

发布时间:2021-09-12 01:11:23 阅读: 来源:帆布厂家

大型电除尘器结构改进设计

摘 要:针对人型电赊尘器结构没计简化计算造价高的问题,介绍了采用现代结构分析的方法和改进研究的结构形式,改进后可以提高结构没计的精确性和降低产品成本。

电除尘器结构体系的确定和设计是电除尘器结构设计的关键问题。其设计合理与否关系到设备的安全、性能和造价。近年来,随着PET材料试血管成功生产我围经济

的快速发展,火电厂单机容晕不断加大,与其配套的电除尘器的规格也不断加大,大型电除尘器的跨度大,采用传统的结构设计,其简化计算模型与实际结构差异较大;多室组成的结构,气流晕偏差调试豳难;钢材用量大,设备造价高。为了解决这些电题,对大型电除尘器的结构设计进行了系统的改进研究,在总结原当前电除尘结构技术的基础上,借鉴围内外电除尘器的结构特点,提出了一些新的分析方法和结构形式。

1、结构设计改进研究

(1)应用现代结构分析研究手段,重建电除尘器结体系分析

大型I电除尘器为多室结构,体积庞大,结构复杂,而且同时承受自重、负压、灰载、风载、地震荷载等多种荷载的作用,采用传统的简化计算模型并不能真实、准确地反映电除尘器的受力情况,只能在一定程度上通过降低材料的许用应力来提高结构的安全性能,这造成了结构设计的盲目性和保守性,使得结构设计不合理、材料浪费严重。另外,若简化模型不准确,可能导致计算错误,严重的将引起工程事故。

采用有限元分析软件对大型除尘器结构进行数值模拟的建模和计算分析,全尺寸整体地建立除尘器模型,并对于一些复杂结构进行仿真分析,使结构更优、更合理,同时也能通过整体建模来发现设计中存在的一些设计缺陷。

有限元结构分析软件,具有强大的分析功能,可进行二维建模、材料线性非线性分析、结构静力动力分析、屈曲分析、逐步倒塌分析等,分析结果纷结构体系的改进研究提供依据。

(2)三个室大型电除尘器流量分配与气流分布均匀性研究

流量分配及气流分布均匀性是影响除尘效率的的重要因素,标准要求电除尘器每个室的流量偏差 ±5%。对于单列二室大型电除尘器结构

体系,由于联通烟道的几何形状复杂,造成二室之间的阻力差别较大,致使流量偏差 ±10%,单靠在除尘器进口喇叭内加装分流导流板,不能达到设计要求,需研究改进。传统的研方法是通过按比例缩小的物理模型试验不断地摸索总结来实现,但存在模型试验占地大、耗时长以及费用高等刚题。为此,我公司于200,5年5月成立了《基于CFD技术的气流分布计算机数值模拟》(以后简称:CFD开发》)课题小组,课题组重点对影响电除尘器气流分布的少许的油脂就会下降芳纶衬套的寿命重要部件l单元进行了计算分析研究,并建立了2-D、3-D全尺寸电除尘器分析数模,结台项目物理模型试验和工程项目实测数据,对CFD数学模拟方法进行比对,找山其中的差异,并对数模进行修正,最终得到能准确模拟的模型。该技术现成功应用于金陵1000MW机组、海门电厂2X1 000MW机组等大型电除尘器,典型的几何模型

CFD的研究结果发现:1)通常单列双室ESP的流量分配只在进LJ烟道烟箱上加设分流板即可完成,但单列二室由于联通烟道的几何形状复

杂,造成二室之间的阻力差别大,致使流量偏差 ±10%,调试中单靠在进口烟道加分流板、导流板,不能达到设计要求。通过在出口出口各室烟道边上加装导流引流阻流板,平衡各室的阻力,从而达到了二室流量偏差 ±5%的指标。2)由于二室的电场断而比300MW机组所配ESP大50%以上,增加了电场气流分布均匀性的难度。 一般而言,单室电场断面积 100㎡,进口烟箱前直管段5D,气流分布的均匀性达0' 0.25易实现,但1000MW机组ESP单室电场断面积223 ㎡,烟道直管段又短,使气流分布均匀性0'只有0.36(未调试前),通过加装导流均流设置,反复调整,使所气流进入ESP 电场内均匀性大大改善,达到0’ 0.20的设计要求。

(3)结构形式改进

①针对大跨度电除尘器顶梁,首创高低梁结构,电除尘器顶梁承受除尘器阴阳极等内部构件重量、积灰载、烟气负压及除尘器顶部荷载等,是电除尘器的重要承力构件。由于承担的负荷值通常较大,当顶HPM开发了广泛的阻燃剂产品梁跨度较大时,其钢耗较大。为降低钢耗,通常采用加高顶梁的方法来实现,传

统的设计是将同台电除尘器并顶梁设为等高,但综台钢耗仍然较高。对此,研究开发了一种独特的高低梁结构。该结构对顶梁设计高度没有特别限制,而是依据梁的设计宽度、承受的负荷以及计算规范要求进行自动计算,并按钢材消耗最少的原则确定顶梁所需的高度。由于电场前后所承受的负荷不同,因此,计算出的并顶梁高度有所差异,出现上述高低梁结构。与原结构相比,新结构不但可节省钢材用量达25%以上,同时满足壳体顶板构造位置等整体设计要求,是国内外首创的结构形式。

②支撑式隔墙

通常,电除尘器双室间的隔墙有板式和拉杆式两种结构,前者刚度大、且能隔断气流,但钢材用量较大,后者结构轻巧,但不能用于有小梁的结构。通过采用有限元软件进行整体模拟和计算分析,研究开发了传力明确、安全可靠的支撑式隔墙结构,经统计对比,可节省钢材

30%。由于改进后刚度减弱影响到整体结构受力分布,而且其影响程度无法从规范中得到计算方法,因此采用了有限元软件进行整体模拟计算分析,结果表明,作用在支撑隔墙上的负荷有20%转移绗了侧墙承担。

③桅杆式风撑结构

常规除尘器的风撑结构由斜撑和横梁组成,共同承担双载及负压作用。当跨度较大时,横梁截面由长细比控制,按此设计是极不经济的。在借鉴国外同类结构技术的基础上,通过研究分析,开发了桅杆式双撑结构,在横梁的跨中增设一根峰管,作为横梁的跨中支撑,并与斜拉杆组成性价比较优的新型双撑结构体系。与原结构相比,该结构提高了电场内部空间利用率,使得除尘器电场结构紧凑,利于布置,可节省占

地面积,同时提高了整体抗侧刚度。竖管的选材计算由刚度控制,其所需的刚度口J以由完善的受压直杆来分析。

④支撑式双灰斗结构

大型电除尘器的灰斗一般采用双灰斗结构。作用在灰斗上的荷载主要包括:灰斗自重、运行负压、内部灰载、风荷载,这些荷载通过底粱传递给壳体立柱。山于灰斗与其底粱为整体结构,共同承担作采用在灰斗上的荷载,传力复杂,不能进行简化计算与分析。采用有限元分析结果表明:灰斗四个角部刚度,承担的也力非常大,而灰斗角部的截而很小,无法分担灰斗底粱的力;但在灰斗跨中,灰斗壁板截而大,其本身可以分担很大的弯矩,底粱与灰斗壁板共同作用;在双灰斗之间的底粱位置存在较大的集中荷载,使得灰斗底粱的耗钢量较大。根据分析结果,在双灰斗之间增设一根立柱,将集中荷载山立柱求支撑,通过立柱直接传给基础。新结构不但解决了底粱的特别适用于施工部门设计问题,而且提高了设备的结构安全性能.

2、工程应用情况

大型电除尘器结构改进研究是我公司在2004年6月立项的研发课题,由于其良好的性能成本优势,投放市场以求得到了迅速推广。截止

2008年底,新的结构形式府应用于≧600MW燃煤火力发电机组已达100台套以上,节约成本约5000万元人民币。已投入工业运行的项目,从设计、制造、安装、到运行,没有发现结构问题。

3、结束语

(1)大型电除尘器结构复杂,应用计算软件进行模拟分析,精确度较高,并可减少计算和试验时间。

(2)大型电除尘器耗制量大,成本高,采用新型结构形式具有较好的经济性,安全可靠。

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