大机组火电厂脱硝改造钢架加固及模拟分析.pdf

第 4 O卷 第 9期 2 0 1 3年 9月 建筑技术开发 Bu i l di n g Te c hn i qu e De v e l o p me nt Vo 1 ． 40。 No ． 9 Se p． 2 01 3 大 机 组 火 电厂 脱 硝 改造 钢 架加 固及 模 拟 分 析 刘 晓丽 上海利策科技股份有限公司， 上海2 0 0 2 3 3 [ 摘要 ] 对 大唐某 电厂脱硝改造中 S C R钢架新 老结构 的重大错位偏移 进行 了有 限元 模拟分析 ， 分析 因错位偏移 对整 体 和局部 产生的影响 ， 并提 出加固方案 ， 对类似改造工程项 目具有参 考价值 。 [ 关键词 】 节点偏移 ； 有限元分析 ； 加固设计 [ 中图分类号 ] T U 3 1 2 ． 1 [ 文 献标 志码] A [ 文章编 号] 1 0 0 1 5 2 3 X 2 0 1 3 0 9 0 0 0 3 0 4 S TEEL S TRUCTURE REI NFoRCE ＆ M oDELI NG ANALYS I S F oR B I G UNI T T PP DE Nox PROJ ECT Li u Xi a o ． 1 i [ Ab s t r a c t ] [ K e y w o r d s ] I n t hi s p a pe r， FEA s i mu l a t i o n i s u s e d f o r SCR s t e e l s t r u c t ur e e r r o r di s pl a c e me n t a na l y s i s i n Da Ta ng TPP De NOx p r o j e c t ．I n fl u e n c e o f i n t e g e r s t r u c t u r e＆ p a r t s wi t h r e i n f o r c e s o l u t i o n a r e a n a l y z e d d u e t o e r r o r d i s p l a c e me n t ．T h e c o nc l u s i o n o f t h i s pa pe r c a n b e u s e d for r e f e r e nc e i n o t h e r s s i mi l a r i t y c a s e s ． n o de d i s p l a c e me n t ； FEA a na l y s i s； r e i n f o r c e s t ruc t ur e d e s i g n 1概 况 1 ． 1 工程 背景 大唐某 电厂 66 0 0 MW 机组烟气脱硝 改造工 程是“ 十二五” 国家 N O x排放治理 的最大工程之一， 采用 S C R脱硝工艺 ， S C R脱硝钢架是在原送风机支 架上加固并加高形成 ， 新增 设备荷载超过 2 8 0 0 t ， 为原 有设 备 的 8倍 ， 整 个设 备连 同支 架从 2 2 m加 高 至 5 5 m， 但原 送风机 支架未 考虑后期 新增脱 硝荷 载。项 目在施工过程测量发现原有送风机支架当时 施工时出现重大误差， 导致各支撑立柱均 出现倾斜 错位 ， 最大错位量高达 1 2 0 I n n， 远远超出规范要求， 同时导致 上 部 新 增 S C R脱 硝 装 置及 钢架 与 原 结 构 产生重大节点偏移， 为保证设备 的安全可靠运行 以 及 工程 的顺 利施 工 ， 必 须 在新 老节 点偏 移 后 对 进 行 重点部位模 拟分 析 ， 并对依 据分 析结 果进 行 加 固 处理 。 收稿 日期 2 0 1 3 0 61 5 作者简介 刘晓 丽 1 9 8 2 - ， 女 ， 山西 省 吕梁市 石楼 县 人 ， 毕 业 于山 西大学 ， 本科 学 历 ， 中 级职 称 ， 现从 事 结 构设 计及 研 究 工作 。 图 1 S C R 脱 硝 结 构 整 体 不 意 1 ． 2计 算 分析 方法 计算分析的主要 内容是将 S C R脱硝钢架结构 进行整体和局部建模计算 ， 并对设计较复杂 、 荷载较 大 、 梁高较高和有施工误差的钢节点进行有 限元分 析 ， 尤其是挑选有代表性的几处 出现重大偏移误差 的新老连接部位进行详 细分析 ， 分析 内力分布 和位 移特征 ， 验算节点设计 的可靠性 ， 并对应力集中明显 第 9期 刘晓丽 大机组 火电厂脱硝改造钢 架加 固及模拟分析 第 4 O卷 图 9等效应力 云图 由三种 加 固方案 计 算 结果 可 知 ， 大 梁 和柱 内横 隔板 应力 集 中 明显 缓解 ， 应力 得 到分散 转移 ， 最大 等 效 应力 都 在 2 0 0～3 2 0 MP a之 间 ， 最 大 位 移 4 m m。 方案 1 施工可操作性差 ， 加强板整体性差， 实际效果 弱 ； 方案 2施工较复杂 ； 方案 3整体效果最好 ， 施工 较简单 ， 满足设计要求。选方案 3对有关节点进行 加 固。 4 整体 下 部再加 强设 计分 析 4 ． 1 整 体 下部再 加 强方案 鉴 于现 场测量 、 复核 、 划 线结 果 ， 柱 网平 面尺 寸 、 柱 垂直 度与 理想设 计 存 在 较 大 误 差 ， 在 上下 部 新 老 结 构连 接节 点设 计作 特殊设 计 之后 ， 对下 部 2 2 n l 标 高 以下原有老结构再次增加部分支撑 ， 同时考虑设 备工艺等情况 ， 实施了再加强方案。 4 ． 2再加 强设计 分析 模 型与荷 栽 根据老结构原设计和加固设计以及后期再加强 设计的方案 ， 建立 整体分析模 型， 采用 S A P 2 0 0 0进 行整体设计分析复核。 结构设计使用年限按 5 0年考虑。设计 荷载有 静恒载 D D ， 活荷载 L L ， 风载 w ， 地震 E Q 。 依 据 荷 载 设 计 规 范 ， 对 各 种 荷 载 选 择 以 下 1 7种 组合 1 1 ． 2DD 1 ． 4L L 2、1 ． 2DD 1 ． 4L L 1 ． 4 0 ． 6W L X 31 ． 2DD 1 ． 4L L 1 ． 4 0 ． 6W L Y 41 1 ． 2DD 1 ． 4L L 一1 ． 4 x 0 ． 6W L X 51 ． 2DD斗 1 ． 4L L 一1 ． 4 0 ． 6W LY 6 1 ． 2 D D 0 ． 5 L L 1 ． 3 E Q X 6 7 1 ． 2 D D 0 ． 5 L L 一1 ． 3 E Q X 8 1 ． 2 D D 0 ． S L L 1 ． 3 E Q Y 9 1 ． 2 D D 0 ． 5 L L 一1 ． 3 E Q Y 1 01 1 ． 2DD 1 ． 4L L 0 ． 2W X 1 1 1 ． 2 DD 1 ． 4L L 0． 2W Y 1 21 1 ． 2 DD 1 ． 4LL一0． 2 W X 1 3、1 ． 2 DD 1 ． 4L L 一0． 2W Y 1 4 、 1 ． 2 D D1 ． 4 L L 0 ． 2 E Q X 1 5 1 ． 2 D D1 ． 4 L L 0 ． 2 E Q Y 1 6 、 1 ． 2 D D1 ． 4 L L一0 ． 2 E Q X 1 7 1 ． 2 D D1 ． 4 L L一 0 ． 2 E Q Y 4 ． 3 整体 结构 分析 结果 由计 算 结 果 可 知， 改 造 前 最 大 变 形 D ⋯ 1 1 ． 0 m m， 最 大应力 比 S 0 ． 8 6 1 ； 改造后 最 大变形 D ⋯ 8 ． 7 mm， 最 大 应 力 比 S ⋯ 0 ． 7 4 。经 比较 可 知 ， 在新 老连 接 的下部 老结构 处 ， 经 再加 固后 结构 应 力 比及 变形 均减小 ， 再加 固 的局 部 处应 力 比有 显 著 改善。整体结构分析均满足设计要求。 5 总 结 从 以上 节点分 析结 果可 以看 出 1 2 0号 节点 采 用 施加 力 载 荷 和 位 移 载 荷 两 种 方 式 计算 分 析 ， 结 果 表 明该 节 点 柱 内 横 隔 板 和 柱 与 1 ． 8 i n大 梁 连 接 处 应 力 较 大 ， 超 出 钢 材 屈 服 强 度 ， 节点 不安 全 ， 应 该采 取 加 固措 施 。并 进 一 步 分析 了加 固方 案 ， 经 分 析 比较 方 案 3是 可行 有 效 的 。 2 考虑 了施 工 误 差 的 影 响 ， 分 别 分 析 了 l 6种 偏移组合下应力 、 位移特征 ， 结果表明， 对老结构进 行加 固和 改造 时若 出现原 结构 已有较 大 缺陷 时必须 对其依实际进行承载力分析判定 ， 并寻找行之有效 的补 强和 加 固方 式 ， 以使 新 老结 构 能 有 效 地 协 同 工 作并满足结构的设计要求。 上述分析方法和加 固方式 可供 以后类 似 S C R 脱硝改造工程参考借鉴。 参考文献 [ 1 ] 建筑抗震设计规范 G B 5 0 0 1 1 2 0 1 0 [ 2 ] 建筑结构荷载规范 G B 5 0 0 1 7 2 0 0 3 [ 3 ] 钢结构设计规范 G B 5 0 0 1 7 2 0 0 3 [ 4] 钢结 构工程施工及验收规范 G B 5 0 2 0 5 2 0 0 1 f 5 ] 火力发电厂烟气脱硝设计技术规范 2 0 1 0 ． 4 撼 麓 } ；塑 一渊 一 、