ANSYS在电厂烟风道设计中的应用.pdf

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1、ANSYS在电厂烟风道设计中的应用郭娟丽(华北电力设计院工程有限公司，北京100120)摘要：应用有限元分析软件ANSYS，对直径大于4020mm的一组圆形大型截面烟风道设计计算进行验证，考察道体的应力应变分布及屈曲分析的荷载因子，分析支座包角对支座能承受许用荷载的影响。结果表明，加固肋与支座连接处局部应力最大，道体失稳区域集中在道体顶部加固肋之间，增大支座包角(不大于180。)可提高支座能承受的最大荷载。关键词：烟风道；应力应变；荷载因子；支座包角。中图分类号：TM621文献标志码：B文章编号：1671-99

2、13(2015)04-0038—04ApplicationofANSYStoFlueGasandAirDuctDesigninPowerPlantGUOJuan—li(NorthChinaPowerEngineerCo．，LTD，Beijing100120，China)Abstract：BasedonfiniteelementanalysissoftwareANSYS，checkingthedesignandcalculationofgasandairductwhichdiameterislargerthan4

3、020mm，studyingthestressandstraindistributioningasandairductandloadfactorinbucklinganalysis，analyzingthetheimpactofsupports’angleonallowableload．Theresultsshowthegreatestlocalstressoccursonthejointsofreinforcedribandsupports，localbucklingregionsfocusonthetopo

4、fduct，anddistributeonthecenterofthereinforcementribs，increasingsupports’angle(nomorethan180。)canincreasethemaximumloadbearingofsupports．Keywords：gasandairduct；stressandstrain；loadfactor；supports’angle．1概述本文通过有限元计算方法对本单位自主编写的圆形烟道计算方法进行校核，选用该计算方法随着机组容量的大型化，电厂烟

5、风道截得到的多组烟风道体设计尺寸进行建模计算，面和重量都大幅增加，通常情况设计选用矩形验证多组烟道的强度及稳定性，实现对该计算截面，若能选用圆形截面烟风道，相同截面积方法可靠性评定，同时提出结构优化建议。下，可减小烟风道表面积，降低其重量，节省材料，近年来备受设计方及用户青睐。2烟风道设计概述国内《火力发电厂烟风煤粉管道设计烟风道设计中，根据工艺要求确定设计技术规程》DL／T5121—2000只给出了管径压力、设计温度，道体壁厚选择4～6mm，l020～4020范围内横向加固肋规格及间道体尺寸根据烟风流量、流速

6、及空间位置确距。并没有给出圆形烟风道的设计计算方法，定，加固肋间距和型号分正压和负压两种工况收稿日期：2014—08—25作者简介：郭娟丽(1984一)，女，陕西渭南人，硕士，工程师，从事火电厂设计工作。38．2015~g08,E]第4期售日¨：几-_J_从表4可以看出，在保证道体局部应力不超过许用应力的前提下，增大支座包角可以大幅提高支座能承受的最大荷载。8结语采用ANSYS有限元分析软件，对国内典型电厂百万机组烟道进行结构静力学分析和屈曲分析研究，通过数值计算结果可知：图6负压道体荷载因子(1)灰荷载对道体

7、结构强度影响最大，施加从图5可以看出最大变形量出现在道体顶部，失稳严重区域位于加固肋之间中间部分，灰荷载时选用静力学压力，规定流体密度和流体因此道体顶部加固肋中间区域为失稳薄弱点，自由面，优化工艺减小积灰对道体结构优化非可通过减小加固肋间距降低失稳风险。常有效。从图6可以看出负压道体压力下降，道体直(2)微正压工况支座附近处的加固肋应力最径增大，荷载因子变小，当荷载因子接近1时，大，增大鞍座包角(不大于180。)可优化道体的需要采取措施防止道体失稳，本模拟中荷载因应力分布，同时可大幅提高支座能承受的最大子均大于

8、1，三组道体均不会失稳。荷载。7支座包角对支座承受最大荷载影响(3)负压道体失稳区域主要集中在道体顶部选表1中模型1，即道体尺寸为4220×5，加固肋之间中部区域，随着负压降低，道体尺加固肋型号，加固肋间距为3000，选表2中的寸增大，荷载因子变小。工况3，将模型支座包角分别设计为120。和135。进行计算，计算结果见表4。参考文献：表4支座能承受最大荷载f11DL＼T5121—200