09.排烟冷却塔结构计算分析

《09.排烟冷却塔结构计算分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第3O卷第5期电力建设Vo1．30No．5·66·ElectricPowerConstructionMay，20092009年5月排烟冷却塔结构计算分析刘志刚，王宝福(北京国电华北电力工程有限公司，北京市，100011)[摘要]三河电厂二期工程设2座4500nl的排烟冷却塔，是我国第1个自主设计的排烟冷却塔。文章应用ANSYS有限元程序对排烟冷却塔开孔后对塔筒稳定性和应力的影响、v字柱不等间距布置对塔筒及环基的影响等进行了较为全面的研究分析，并总结出了一些规律。研究成果在国内首次应用于工程实践并取得成功。[关键词

2、]烟塔合一；结构力学特性；计算；ANSYS有限元程序中图分类号：TK264．1文献标志码：B文章编号：1000～7229(2009)05—0066—05f4)地基采用水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)复合地0引言基，地基土的竖向文克尔系数为30000kN／m，水平冷却塔排烟技术在国外有了一定规模的应用实向文克尔系数为20000kN／m。绩，是一项比较成熟可靠的技术；但该技术在国内刚1．2基本塔型参数开始工程应用阶段，三河电厂二期工程采用了冷却基本塔型参数如下：淋水面积4500Ill；塔高塔排烟技术，该工程设2座4500

3、1TI的排烟冷却塔，120．0m；出口直径47．201in；喉部高度90．0Ill；喉部是我国第1个自主设计的排烟冷却塔。直径44．2ITI：进风口高度7．8m；环基外侧直径排烟冷却塔壳体上需要为进塔烟道开大洞，从91．704nl；环基断面尺寸6．0mx1．5ITI：斜支柱对数而破坏了冷却塔壳体的对称性，对塔的稳定性及应36对；斜支柱直径700trim；壳体最大厚度0．800In；力产生了影响，因此排烟冷却塔的整体结构计算研壳体最小厚度0．180in；烟道人EI开洞直径7．0in：开究成为排烟冷却塔技术中的关键难

4、题之一。洞中心标高38．7m。结合三河电厂二期工程的排烟冷却塔，应用1．3建模采用的单元类型ANSYS有限元软件对排烟冷却塔开孔后对塔筒稳建模时共定义了3种单元类型，分别为用于模定性和应力的影响、v字柱不等间距布置对塔筒及拟塔筒的壳单元SHELL63．V字柱和环基的梁单元环基的影响等进行了较为全面的研究分析，并将研BEAM4，地基的弹簧单元COMBIN14。根据以上基究成果应用到了烟塔的设计中。本条件建立的排烟冷却塔模型如图1。1建模基本条件2计算结果分析1．1基本计算条件2．1开洞对排烟冷却塔结构特性的影响根据

5、三河电厂的实际情况，排烟冷却塔结构计2．1．1开洞对排烟冷却塔整体稳定的影响算中采用的基本条件如下：开洞后排烟冷却塔的整体稳定对塔的安全非常(1)基本风压为O．45kN／m，地面粗糙度类别为重要，为此我们做了未开洞、开洞未加固及开洞加固B类。3种情况下排烟冷却塔整体稳定的对比计算，表1(2)30年一遇极端最低气温为一21．0oC。为整体稳定计算结果对比。(3)厂址区的地震基本烈度为8度，厂区为III从表1可以看出，冷却塔开洞后其整体稳定安类建筑场地，场地土类型为中软场地土，地震动水平全系数明显下降，在对洞口周围适

6、当加固后，冷却塔峰值加速度为0．21g，场地设计特征周期为0．45S。的稳定安全系数明显回升。且不低于未开洞时的整基金资助项目：中国电力工程顾问集团公司科技项目(DG—S03(3)-2005)收稿日期：2008—12—29作者简介：刘志刚(1969一)，男，硕士，高级工程师，国家一级注册结构师，主任工程师，长期从事火力发电厂水工结构设计工作。第5期排烟冷却塔结构计算分析·67·图4排烟冷却塔开洞加固第1屈曲模态图1排烟冷却塔模型图2．1．2开洞对环基内力的影响表1不同情况下冷却塔整体稳定安全系数对比表表2为冷却塔

7、开洞前、后环基内力的对比表。表2冷却塔开洞前后主要荷载组合下环型基础最大内力对比表注：开洞加固方案采用洞日周围2．5m范围内由180mm加厚到360thin。体稳定安全系数。这说明设计采用的加固方案可行。图2～4是3种情况下塔体的第1屈曲模态，由由表2可以看出，开洞加固后环基内力有一定图可知，排烟塔未开洞时其失稳形态属大范围失稳，变化，但幅度很小，一般在8％以内，且以内力减小开洞未加固时其失稳形态则是洞口附近失稳，在洞为主，说明开洞对环基安全度的影响基本可以忽略。口周围加固后，其失稳形态又变成了大范围失稳。这2．

8、1．3开洞对塔筒应力的影响进一步说明，开大洞对冷却塔的整体稳定有明显影开洞对冷却塔应力的影响在主要荷载组合下进响，但可以通过洞口周围适当加固解决。行，图5-9是各种情况下的raises应力图。(1)由图5、6对比可知，在冷却塔开洞不加固时，壳体mises应力的峰值大大高于不开洞的情况，图7则显示。应力峰值的增高主要是因为洞口周围应力集中引起的，且应力集中仅发生在洞口周围很