布袋除尘器结构设计及强度计算Word格式文档下载.docx

1、式中，G1本体钢结构部分的重量，G2滤袋总重，G3袋笼总重，G4 滤袋表面积灰5mm的重量，G5灰斗允许积灰重量。按本公司多年来的设计经验，静载荷在除尘器基础上的分布，一 般是，最外面一圈基础柱桩的载荷为总静载分布在所有柱桩上的平均 值Gp的110%。次外圈一圈柱桩的载荷为Gp的120200%，以此类推， 直到最内圈载荷。内圈载荷高于外圈载荷，但内外圈载荷最大差别不 得超过300KN。这样设计载荷的目的是保证本体结构系统的地基稳定 性。关于载荷部分的详细分配及计算过程可以参考建筑荷载设计规 范手册。1.2动载的确定按楼面及屋面活荷载取标准值2.5KN/m2（检修平台按4KN/m2）来 计算。除

2、尘器总动载荷：F=KA0A1KA1A2，KA1检修平台活荷载取标准值，A1除尘器平面投影面积，A2平台扶 梯平面投影面积。设计时，单个承载点荷载值是平均值的100120%左右。具体分 布时，可以是平台扶梯结构多的部分取偏大值，结构少的部分取较小 值。结构设计人员应合理安排，综合考虑影响动载荷分布的各种因素。1.3风载的确定根据 GB50009-2001，查全国基本风压分布图，可得相关值。风 载的计算，也可以按经验公式：Kn=2/1600（单位KN/m2）式中，为风速，单位m/s。设计时，单个承载点荷载值是平均值的120150%左右。具体分 布时，最外一圈的载荷点为平均载荷值的120%，内圈载荷

3、点为平均 载荷值的150%。附：风载的设计，主要是考虑横向风的影响。一般地说，除尘设 备都安装在平地上，不必考虑风从高空俯吹的影响。有些除尘设备厂 家在计算风载时，特别考虑俯吹的影响，其实，那是不必要的。1.4震载的确定在一些地震多发地区，必须考虑地震对结构强度的影响。设计单 位在与用户签定除尘设备技术协议时，必须明确地震的烈度。根据钢结构设计规范（GB50017-2003），地震载荷的计算可以分 为水平方向的剪力计算和竖直方向的拉（压）力计算。公式如下：剪力标准值：FEK=1 Geq拉（压）力标准值：各承载点的震载计算过程可以按照上面的计算步骤来进行。1.5雪载的确定根据 GB50009-2

4、001，查全国基本雪压分布图，得雪压相关值。 基于安全考虑，实际设计时，单个承载点的设计值建议是平均承载值 的120200%。除尘器载荷确定完毕后，结构设计人员就可以将载荷图提交给土 建专业，由土建专业根据载荷的大小及相关特性确定土建部分包括混 凝土配筋的规格、数量及混凝土开挖的深度及混凝土浇铸的样式。 2底柱组件的结构计算对底柱的计算，主要是考虑底柱的柔度和挠度。2.1底柱的柔度计算因型钢的规格未知，无法求出柔度（长细比），无法判断使用 的公式。先采用欧拉公式计算，求出型钢的规格后，再检查是否满足 欧拉公式使用条件。（具体过程可以参考机械设计手册第一卷 1-178页）惯性矩计算公式：Imin

5、=Pc（L）2/（E2）式中，Pc底柱的临界载荷，E弹性模量，Ss稳定安全系数， 长度系数，确定后应检查柔度是否符合要求。2.2底柱的挠度计算挠度因风载而产生。计算公式如下：f=PL3/（3EI）式中，P风载作用于底柱顶端的最大推力，L底柱长度，E弹性 模量，I惯性矩。其实，一般说，经过计算后，挠度均难以达到设计要求。需要增 加斜撑。将风载的力，转为由斜撑来承担。在受拉的情况下，斜撑只 要保证其受力截面面积符合要求。3滑块组件的结构设计滑块主要是消除钢材在温度变化时产生的线膨胀应力。滑块固定 于底柱顶端。中箱体带动其上的所有与高温烟气接触的部件可以在滑 块上自由膨胀（收缩）滑动。设计滑块结构时

6、，应考虑到滑块的布置、滑块的承载、滑动能力 及材料以及滑动范围。3.1滑块的承载滑块承受除立柱外除尘器的所有垂直向下的重量载荷。重量载荷 在滑块组的分布一般是，靠近除尘器中心的四个滑点为平均承重的 300%，其余均为250%。这样设计的目的是为了保证滑块材料有足够 的强度支撑。3.2滑块的滑动能力及材料的选择滑块采用光滑不锈钢板和滑板相结合的结构。不锈钢板焊接于顶 柱底部平面上，能在固定的滑板上自由滑动。不锈钢板采用普通304 材料制造，表面光洁度为6.3m，厚度为2mm。滑板固定于底柱顶部 平面上。切记：滑板的材料不能是钢，否则可能造成不锈钢板与滑板 的胶着粘合而失去滑动功能（见机械设计第四

7、版）。3.3滑板材料的确定滑板一般采用聚四氟乙烯。3.4滑块的滑动范围滑块的滑动范围与碳钢的线膨胀系数l有关（见机械设计手 册表1-1-14）。本处设计计算从略。滑板的设置一定要考虑到热膨胀的位移量。滑板的设计要有一定 的裕量，应保证在钢板发生热膨胀后，除尘器的全部载荷必须全部作 用在滑板上。4顶柱组件的结构设计计算过程同底柱类似，本处从略。5灰斗组件的结构设计灰斗上部与中箱体、顶柱连续焊接，下部接输灰装置。本工程共 设置6个单独灰斗和两个船形灰斗，分两排布置。灰斗外表面均盘有 蒸汽加热管。设计灰斗，除根据工艺要求确定灰斗的容积和下灰口尺寸外，还 要对其强度进行计算。灰斗组件同其后介绍的进风装

8、置、中箱体和上 箱体一样，是属于负压装置。对其强度计算的目的是保证其在规定的 最大负压（或规定正压）下能满足除尘器的正常运行，不会发生被细 瘪（凹陷）的现象。灰斗壁板的厚度一般为5mm。5.1单独灰斗最大侧板的结构设计及计算为安全起见，对单独灰斗壁板的强度设计主要是考虑其外表面均 布的加强型钢能承受的载荷，确定外表面加强型钢的规格。灰斗外表 面的加强型钢一般为角钢。Imin= qL4/（384fE）式中，q单根型钢承受的载荷，L型钢长度，f型钢允许的变形 挠度，E弹性模量。5.2灰斗导流板的设计导流板由若干组耐磨角钢板（材料为Q345A）组成，一般交错布 置在灰斗进风口。它的主要作用是均衡烟气

9、流，同时使烟气中大颗粒 粉尘通过碰撞导流板减缓速度沉降于灰斗底部，减轻滤袋过滤的负 荷。导流板一般按经验进行布置。其布置也可以通过专业软件对烟气 流的理论模拟而确定。6进风装置的设计进风装置由下风管、风量调节阀和矩形进风管组成。对进风装置 进行设计，主要是考虑风管壁板的耐负压程度。风量调节阀可以作为 厂通件，其内的阀板一般采用5mm厚度的16Mn钢板制作。此外，进 风装置的合理布置也很重要：应保证烟尘在经过进风装置时，烟气流 向合理，对管壁的冲刷降低到最低。为防止高浓度含尘烟气对中箱体内滤袋及壁板的冲刷，烟气离开 进风装置，通过矩形进风管的风速一般控制在4m/s以下。进风装置耐负压强度一般按风

10、机的全压来计算。其计算过程同灰 斗部分类似。本处从略。7中箱体的结构设计中箱体由若干件壁板连接后连续焊接而成。中箱体壁板一般采用 厚度为5mm的普通钢板制造。在靠近中箱体中间部位有斜隔板组件，负责将尘气室和净气室隔 离开。中箱体的结构设计，主要是考虑壁板的耐负压程度和斜隔板的 耐负压程度。中箱体耐负压强度一般按风机的全压来计算。其计算过程同灰斗 部分类似。8上箱体的结构设计上箱体在整个除尘器的设计中是属于关键部位的设计，它的设计 好坏直接关系到除尘器能否正常运行。设计上箱体时，应考虑到花板 孔在上箱体内的合理布置、上箱体横截面高度、离线孔的大小及方位。 在有内旁通的情况下，还要考虑到离线孔与内

11、旁通孔的位置关系。当 然，对上箱体结构强度的验算也是同等的重要。上箱体在设计时，应 考虑设计有一定的斜度，以利于雨水的顺利排放。8.1花板孔布置。花板孔在上箱体内应该均匀布置。根据现场实际情况及工厂制造 经验，在滤袋长度不超过8m的情况下，孔与孔之间的间隙为滤袋直 径的1.5倍。举例来说，如果采用1606000的滤袋，则孔与孔之间 的距离为240mm。8.2上箱体横截面高度对上箱体横截面高度进行控制，主要是保证净化后的气体在通过 上箱体内部空间时，气流流向均衡，不会发生由于上箱体截面太小而 造成气流阻力太大，甚至造成风机吸力不够、无法正常工作的情况发 生。根据多年来的设计经验，通过上箱体横截面

12、的风速不应当超过 3m/s。8.3离线孔大小及方位经过上箱体每个仓室离线孔的风速一般控制在612m/s左右。 理论上来说，经过离线孔的风速越低越好，这样可以使除尘器结构阻 力降低到最低。但在实际工程中，这却是不必要的，因为风速越低， 势必会使离线孔径变大，同时导致整个上箱体结构向外侧延伸变大， 浪费材料，很不经济。8.4离线孔与内旁通孔的方位布置内旁通孔径的设计过程同离线孔是相同的。需要注意的是：通过 内旁通孔径的速度一般可以允许达到16m/s，但最大不允许超过 18m/s。这样设计的目的是保证烟气在走旁通时，除尘器进出风口差 压不超过1500Pa。（阻力与风速的平方成正比）。在某些除尘器上箱

13、体个别仓室内，会出现即有离线又有旁通的结 构。此时，就需要考虑一下离线与旁通的合理布置了。一般来说，当 旁通打开时，大量烟气通过旁通口直接进入上箱体净气室汇风烟道 内，此种情况下，需要将离线设置在烟气流的背侧。同时，要求离线必须有可靠的密封措施，防止大量烟尘灰透过缝隙进入上箱体仓室 内。8.5花板框架强度计算花板框架上面覆盖有花板。滤袋及袋笼安装时，对花板平整度有 极其严格的要求，其平面度允差一般为1：1000。在这种情况下，要 求花板框架必须有足够的安全强度，防止滤袋过滤表面积灰和操作人 员检修维护时，对花板的平整度有不利的影响。计算公式，Imin= qL4/（384fE）壁板强度计算也按此公式进行。9喷吹系统的设计喷吹系统由脉冲阀、喷吹气包、喷吹管及管道连接件组成。喷吹 系统是布袋除尘器的核心部件，它的设计好坏可以决定除尘器能否正 常使用。设计喷吹系统时，应该注意脉冲阀的选择、喷吹气包容量的 大小及喷吹管详细结构的设计。9.1脉冲阀的选取有的脉冲阀厂家还提供关于喷吹气量、工作