第1期 宋波等：考虑支架变形影响的大型脱硝反应器及烟道结构数值分析 .129 取反应器中第一层催化剂层作比较，图14(a) 果看出，模型3和模型4中催化剂第一层的变形分 和(b)分别是两种计算情况下第一层催化剂的应力 布基本相似，最大变形值均出现在这一层中心偏上 云图，两者的应力值均在80MPa左右，应力分布相 的位置，但模型3变形最大值为36.7mm,模型4的 似，在x方向上呈对称分布，图14(c)和(d)是两种 变形最大值为22.0mm. 模型中催化剂第一层的变形云图，从二者的比较结 (a) N (b) NODAL SOLUTION STEP=1 D1K0.022027 SUR-1 sMN-41895 TIME=I S0MX-0183x10 51N=1596 s1X=0455×10 04I850408x00815x100122x100.163x1r 0.204x100612x10㎡0.102x1㎡0143x1f0183×0m (c)NODALSOLUTION (d④ STEP-L TIME= USUM (AVC) S-.22 RSYS-0 DX=0.03669 sN-0.011732 SMX-0.036696 o品器7w品s品，需流6% 0.000393.005200001000800148150019623 0.0027970.007604001241200172190.022027 图14模型3和模型4的第一层催化剂层的应力和变形云图.(a)模型3的第一层催化剂层等效应力云图（单位：Pa):(b)模型4的第一层 催化剂层等效应力云图（单位：Pa):(c)模型3的第一层催化剂层变形云图（单位：m)片(d)模型4的第一层催化剂层变形云图（单位：m) Fig 14 Stress and defomation contours of the first catalyst layer ofModel3 and Model4 (a)equivalent stress contours of the first catalyst layer of Model3 (unit Pa):(b)equivalent stress contours of the first catalyst layer ofM odel4 (unit Pa):(c)defomation contours of the first catalyst lay er ofModel3 (unit m):(d)defomation contours of the first catalyst layer ofModel4 (unit m) 从以上结果可知，支架的变形主要对烟道出口 求，但是在烟道水平段底面、倾斜段上部的底面及竖 和反应器的变形分布产生了影响，不考虑支架变形 直段的应力值较大，这些部位在设计过程中需要 时烟道出口和反应器都是对称结构且施加的荷载对 注意 称，但是将支架变形考虑在内时，施加的荷载不对 (2)以烟道出口为研究对象，结果显示，当考虑 称，导致两者的变形分布也不对称，从烟道出口支 支架变形时，烟道出口上的平均变形值是不考虑支 座RO6处及反应器壁板上的变形分布可以看出，不 架变形时的2倍，在支座R06所在附近表现较为明 考虑支架变形时结构的变形远小于《火力发电厂烟 显，但是对于烟道出口的应力值影响较小 风煤粉管道设计技术规程》中规定的许用变形，当 (3)以反应器为研究对象，结果显示，当考虑支 考虑支架变形时烟道出口和反应器的变形值均比不 架变形时，反应器上的平均变形值是不考虑支架变 考虑支架变形时的大，变形值成倍增长，但是，支架 形时的4倍，反应器上的变形分布明显具有非对称 的变形对于烟道出口和反应器的应力分布及应力值 性，但是反应器上的应力值及分布改变较小， 影响不大 由结论(2)和(3)可知，单独计算整体中的某一 4结论 部分所得的变形要远小于实际变形，因此进行整体 分析对于验证结构的稳定性有重要的意义，当以强 (1烟道、反应器和支架整体结构的强度基本 度为控制因素进行设计时，烟道和反应器进行单独 小于许用应力93MPa说明结构的强度值满足要 计算的设计方法是可行的第 1期 宋 波等： 考虑支架变形影响的大型脱硝反应器及烟道结构数值分析 取反应器中第一层催化剂层作比较‚图 14（ａ） 和 （ｂ）分别是两种计算情况下第一层催化剂的应力 云图‚两者的应力值均在 80ＭＰａ左右‚应力分布相 似‚在 ｘ方向上呈对称分布．图 14（ｃ）和 （ｄ）是两种 模型中催化剂第一层的变形云图．从二者的比较结 果看出‚模型 3和模型 4中催化剂第一层的变形分 布基本相似‚最大变形值均出现在这一层中心偏上 的位置‚但模型 3变形最大值为 36∙7ｍｍ‚模型 4的 变形最大值为 22∙0ｍｍ． 图 14 模型 3和模型 4的第一层催化剂层的应力和变形云图．（ａ）模型 3的第一层催化剂层等效应力云图 （单位：Ｐａ）；（ｂ）模型 4的第一层 催化剂层等效应力云图 （单位：Ｐａ）；（ｃ）模型 3的第一层催化剂层变形云图 （单位：ｍ）；（ｄ）模型 4的第一层催化剂层变形云图 （单位：ｍ） Ｆｉｇ．14 ＳｔｒｅｓｓａｎｄｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｃｏｎｔｏｕｒｓｏｆｔｈｅｆｉｒｓｔｃａｔａｌｙｓｔｌａｙｅｒｏｆＭｏｄｅｌ3ａｎｄＭｏｄｅｌ4：（ａ） ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｓｔｒｅｓｓｃｏｎｔｏｕｒｓｏｆｔｈｅｆｉｒｓｔｃａｔａｌｙｓｔｌａｙｅｒｏｆ Ｍｏｄｅｌ3（ｕｎｉｔ：Ｐａ）；（ｂ）ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｓｔｒｅｓｓｃｏｎｔｏｕｒｓｏｆｔｈｅｆｉｒｓｔｃａｔａｌｙｓｔｌａｙｅｒｏｆＭｏｄｅｌ4（ｕｎｉｔ：Ｐａ）；（ｃ）ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｃｏｎｔｏｕｒｓｏｆｔｈｅｆｉｒｓｔｃａｔａｌｙｓｔｌａｙ- ｅｒｏｆＭｏｄｅｌ3（ｕｎｉｔ：ｍ）；（ｄ） ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｃｏｎｔｏｕｒｓｏｆｔｈｅｆｉｒｓｔｃａｔａｌｙｓｔｌａｙｅｒｏｆＭｏｄｅｌ4（ｕｎｉｔ：ｍ） 从以上结果可知‚支架的变形主要对烟道出口 和反应器的变形分布产生了影响‚不考虑支架变形 时烟道出口和反应器都是对称结构且施加的荷载对 称‚但是将支架变形考虑在内时‚施加的荷载不对 称‚导致两者的变形分布也不对称．从烟道出口支 座 Ｒ06处及反应器壁板上的变形分布可以看出‚不 考虑支架变形时结构的变形远小于 《火力发电厂烟 风煤粉管道设计技术规程 》中规定的许用变形‚当 考虑支架变形时烟道出口和反应器的变形值均比不 考虑支架变形时的大‚变形值成倍增长．但是‚支架 的变形对于烟道出口和反应器的应力分布及应力值 影响不大． 4 结论 （1）烟道、反应器和支架整体结构的强度基本 小于许用应力 93ＭＰａ‚说明结构的强度值满足要 求‚但是在烟道水平段底面、倾斜段上部的底面及竖 直段的应力值较大‚这些部位在设计过程中需要 注意． （2）以烟道出口为研究对象‚结果显示‚当考虑 支架变形时‚烟道出口上的平均变形值是不考虑支 架变形时的 2倍‚在支座 Ｒ06所在附近表现较为明 显‚但是对于烟道出口的应力值影响较小． （3）以反应器为研究对象‚结果显示‚当考虑支 架变形时‚反应器上的平均变形值是不考虑支架变 形时的 4倍‚反应器上的变形分布明显具有非对称 性‚但是反应器上的应力值及分布改变较小． 由结论 （2）和 （3）可知‚单独计算整体中的某一 部分所得的变形要远小于实际变形‚因此进行整体 分析对于验证结构的稳定性有重要的意义．当以强 度为控制因素进行设计时‚烟道和反应器进行单独 计算的设计方法是可行的． ·129·