采用ANSYS软件建模实例分析确定水平方烟道内撑杆的布置型式
在电厂脱硫脱硝项目中,烟道是必然会被用到的构件,方形烟道在截面较大时,采用内撑杆可以大幅减小环肋的规格,合理使用内撑杆即可优化材料用量,实现经济效益。但内撑杆的具体布置型式如何,标准中并没有明确地给出规定,本文将采用ANSYS应力分析软件的实例,确定水平烟道的内撑杆布置型式,使烟道的结构更安全的同时节省材料,提高经济效益。竖直烟道因其四个面受力均衡,采用十字形内撑杆布置方式即可以很好滿足要求。
1 实例模型的基本参数确定
本文采用6mx6m的烟道,建立2种模型,烟道处于引风机之前和引风机至吸收塔两个位置进行考虑,引风机采用轴流风机,烟道设计等级均为常规设计,烟道壁厚为6mm,设计温度为200℃。积灰密度为10kN/m³(干灰),基本雪压 0.25kN/㎡,基本风压为0.65kN/㎡,烟道所在顶处标高取值10m,风压高度变化系数取1。
因本文仅研讨内撑杆的设置方式,所以外加固肋均按加内撑杆计算完毕且确定型号(各面均设置一根内撑杆),其中烟道壁板和加固肋材质均为Q235A(弹性模量*****MPa,许用应力116MPa),内撑杆材质为20(弹性模量*****MPa,许用应力123MPa)。具体载荷(自重载荷ANSYS采用加速度考虑)详见表1。
2 建立模型
本文模型中板面采用壳单元shell 181,加固肋采用梁单元beam 188,模型总长为10m,加固肋间距均为1m,内撑杆布置型式见图1(上方为顶面,下方为底面。后续备注
中A、B和C按此图)。
模型见图2、图3(仅给出A型内撑杆布置方式)。
3 加载及后处理
水平烟道一端为固定支架一端为导向支架,按此原则对模型施加约束,根据在项目中所处位置对各面施加各自的压力载荷,根据重力方向施加反向重力加速度9800mm/S2,计算结果详见图4至图15(应力云图均采用第四强度理论,显示为薄膜加弯曲应力,变形单位为mm,应力单位为MPa)。
4结语
根据变形量及应力云图可以看出:
A型布置方式内撑杆数量最少,但其变形和应力最大(引风机到吸收塔段局部薄膜加弯曲应力超过1.5倍的许用应力,引风机之前段局部薄膜加弯曲应力超过了许用应力)。
B型布置方式相对于A型内撑杆数量仅多出11m,增加内撑杆重量仅为烟道重量的3%(引风机至吸收塔段)和7%(引风机之前段),但是,相较于A型,引风机之前段变形减少了30%应力减少了50%,引风机之后变形减少了50%应力减少了17%(局部薄膜加弯曲应力和许用应力已较为接近)。
C型布置方式相对于B型内撑杆数量变多,但变形和应力变化甚微。
所以对于水平烟道宜采用类似于B型的布置方式,此布置方式结构稳定且材料用量节
省,安全而又经济。
因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容