罕遇地震下考虑流固耦合作用的脱硫塔动力性能分析-建筑与土木工程专业论文.docxVIP

硕士学位论文罕遇地震下考虑流固耦合作用的脱硫塔 硕士学位论文 罕遇地震下考虑流固耦合作用的脱硫塔 动力性能分析 指导教师签字 答辩委员会成员 字 青岛理工大学工程硕士学位论文目 青岛理工大学工程硕士学位论文 目 录 摘要 ．． · I Abstract··························································································III 弓I言 1 第1章绪论 1 1．1 脱硫塔结构国内外研究概况 1 1．2脱硫塔结构工程应用背景 o 2 1．3选题的目的及意义 2 1．4本文研究的主要内容 3 1．5 d、结 4 第2章脱硫塔结构简介 5 2．1火电厂脱硫工艺简介 5 2．2脱硫塔结构的组成 7 2．3 小结 9 第3章大型火电厂烟气脱硫塔动力分析模型 10 3．1 大型火电厂烟气脱硫塔动力分析模型 10 3．2脱硫塔结构建模的基本思想 10 3．3脱硫塔结构建模过程 1l 3．3．1定义参数 11 3．3．2实体建模 12 3．3．3布尔运算 13 3．3．4网格划分 13 3．3．5脱硫塔结构模型的建立 14 3．4脱硫塔流固耦合模型的建立 14 3．5 小结 ·· ·15 第4章脱硫塔结构地震动力性能分析 16 4．1脱硫塔模态分析 16 4．2地震波的设定 21 4．3地震波的输入 25 4．4脱硫塔结构地震反应分析 27 青岛理工大学工程硕士学位论文4．5地震波沿不同方向输入时的对比分析 青岛理工大学工程硕士学位论文 4．5地震波沿不同方向输入时的对比分析 31 4．6地震波沿相同方向输入流固耦合与不考虑液体情况对比分析 43 第5章结论及建议 ”o ．．51 5．1 结论 ·· “ 一” ‘51 5。2建议 5 2 参考文献 53 在学发表论文 55 刭【谢 56 青岛理工大学工程硕士学位论文摘 青岛理工大学工程硕士学位论文 摘 要 大型火电厂烟气脱硫塔是电力系统中重要附属结构，电力系统是城市生命线 系统中重要组成部分。保障电厂及附属结构的安全，具有重要实际意义。脱硫塔 结构比较复杂，目前设计无专门规范可循，一旦发生地震，将严重影响震后救灾 工作，还有可能引发次尘灾害。此外，我国是地震多发、蒙受地震灾害最为深重 的国家之一，20世纪以来，全球因地震死亡的总人数近150万，我国就有60 万，约占40％。因此，复杂脱硫塔结构在罕遇地震作用下的动力特性分析和抗震 设计研究问题引起了广泛的关注，如何在经济适用的前提下提高结构的抗震性能 是亟待深入研究的问题。 本文研究的脱硫塔为大型薄壁圆筒空间非对称钢结构，为了满足工艺要求， 在结构的同一侧设有两个大开孔区域。同时结构下部1／3装有液体二氧化硫，用 来脱去烟气中的硫。在分析了国内外烟气脱硫吸收塔结构设计研究状况的基础 上，对比了类似结构的计算模型、原理，系统总结了影响脱硫塔动力特性研究的 各种因素，考虑了流固耦合和结构的方向性，采用ANSYS有限元分析软件，建 立脱硫塔结构有限元模型，考虑了塔体内的液体和塔体的相互影响，进行了脱硫 塔结构的动力反应时程分析。通过从X方向和Y方向分别输入地震波，分析了 脱硫塔结构在罕遇地震作用下的反应，考察了结构的变形、应力变化，讨论了塔 内液体对塔体的影响和脱硫塔结构相对薄弱的部位。 研究结果表明，大开孔和液体对烟气脱硫塔结构动力反应影响较大。1)脱 硫塔大开孔区域削弱了脱硫塔整体刚度、应力分布不均匀，大开孔区域成为脱硫 塔的薄弱区域，大开孔所在的方向成了相对较弱的方向。2)液体对脱硫塔结构 的塔体应力和变形影响很大。塔内的液体对塔体同时有削弱和加剧的作用，反应 过程前期液体削弱了地震作用对脱硫塔结构的影响，反应过程后期液体加剧了地 震作用对脱硫塔的影响。3)同时动力反应分析结果还表明脱硫塔的各横梁与塔 体相连的塔壁、烟气进口附近和横梁为相对薄弱的区域，这些部位需要采取一定 的加固补强措施，以提高结构的抗震性能。 关键词： 脱硫塔；罕遇地震；流固耦合；有限元方法；动力反应分析 AbstractSmokmg Abstract Smokmg desⅢfuration tower in large thermal power plants is all imponant accesso哆s觚ctures and the electric power engineering is an the imponant pan of the cltY life line system，it is very important to ensure the safety of electric poWer plants and me accessor