Staad.pro在电站锅炉钢结构上的应用（2013-5-22）

S在电站锅炉钢结构上的应用,北京巴布科克威尔科克斯有限公司孙洪鹏2013年5月22日,主要内容：,一、电站锅炉及锅炉钢结构二、S在锅炉行业应用情况三、示例,一、电站锅炉及锅炉钢结构,电站锅炉近十多年来发展非常迅速，从300MW亚临界等级发展到600MW超临界等级和1000MW超超临界等级；炉型从型到塔式以及各种特种锅炉。等级和形式多样，以适应用户需求以及不同燃料。最高超过130米，钢结构自重18000吨。许多锅炉制造企业有不同的锅炉形式。,目前，1000MW锅炉的结构形式有式和塔式。各锅炉厂也有多种钢结构形式。其结构受力体系不同。常规型布置的锅炉钢架和平台框架以及其他设备框架是一个整体，塔式炉钢结构主体钢架和辅助钢架为一个整体。,一、电站锅炉及锅炉钢结构,1000MW超超临界型锅炉钢结构,1000MW超超临界塔式锅炉钢结构,烟道和风道,灰斗,风箱,典型平面布置,典型立面布置,顶板布置,顶部荷载传递,顶部荷载,安装现场,顶板主梁安装,其他设备荷载,荷载汇总,一、静载：钢结构自重、平台自重、顶板吊点、炉顶支撑烟道脱销反应器、启动系统、空预器、空预器灰斗、热一次风、冷一次风、热二次风、冷二次风、煤粉管道高温再热器出口、低温再热器进口、高温过热器出口省煤器进口管道、炉前土建、电缆桥架、屋顶盖静载其他荷载（大管道、下降管等）二、活载：屋顶盖、平台、炉前活载三、压力荷载四、风荷载:五、地震:,设计规范,中国规范GB50009建筑结构荷载规范GB50011建筑抗震设计规范GB50017钢结构设计规范GB50191构筑物抗震设计规范GB/T22395锅炉钢结构设计规范GB/T3632钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副GB/T5780六角头螺栓C级GB50205钢结构施工验收质量技术规范GB50661钢结构焊接规范GB/T1591低合金高强度结构钢GB/T700碳素结构钢GB5313厚度方向性能钢板GB/T11263热轧H型钢和部分T型钢GB4053固定式钢梯和平台安全要求JB/T3375锅炉原材料入厂验收规则JB/T1615锅炉包装和油漆规范JB/T4730承压设备无损检测YB/T4001.1钢格栅板及配套件第1部分：钢格栅板JGJ82钢结构高强度螺栓连接技术规程各单位自己的规范,设计规范,美国规范AISC360钢结构设计规范AISC341钢结构抗震设计规范AISC325钢结构设计手册AISC303钢结构建筑和桥梁规范AISC348应用ASTMA325或A490螺栓的结构节点的规范AISC326钢结构详细设计手册UBC美国统一建筑规范ASCE7美国最小荷载规范IBC美国国际建筑规范AWSD1.1钢结构焊接规范ASTMA36碳素结构钢标准规范ASTMA572低合金高强铌钒钢标准规范ASTMA325高强螺栓连接副ASTMA490高强螺栓连接副SSPC美国防护涂料协会NACE美国防腐工程师协会ISO12944防护漆体系对钢结构的防腐蚀保护（国际标准化组织）,近年来，越来越多的建筑结构要求使用美国最小荷载规范ASCE7计算风荷载和地震作用。,荷载组合,根据不同的规范要求进行组合。主要使用ASD方法,风荷载,紧身封闭和非紧身封闭中国规范美国规范转换比较中国规范与UBC97的基本风压，风压高度系数、重现期、地面粗糙度基本相同,只有基本风速定义和风振系数不同。中国规范是10min平均的风速观测数据，UBC97是最快英里风速。将1小时风速换算成相应时距的风速，使风在该风速下，在这一时距的运动距离为1英里。风振系数，UBC97将风振的影响包含在系数Ce中，中国的风振影响，需要按规范计算。比较中国规范与ASCE7-2010的基本风压，风压高度系数、重现期、地面粗糙度基本相同,但基本风速定义和风振系数不同。中国规范是10min平均的风速观测数据，ASCE7-2010是3秒阵风速度。将中国规范风速转换成3秒阵风速度。Staad定义风荷载,地震作用,中国规范美国规范转换UBC主要是地震分区的对应关系以及场地土。ASCE7主要是场地土和地震动参数的转换。Staad中的地震荷载定义（基底剪力法和反应谱法）,二、S在锅炉行业应用情况,主要锅炉设计单位都使用S进行钢结构设计BWBC1988年即开始使用staad，1999年开始应用于锅炉钢结构。包括锅炉钢结构、脱硝钢结构、煤仓间钢结构、电梯井、烟道、风道、风箱、灰斗等。使用中国、美国、欧洲等规范。,中国规范SSDD的使用不是很方便。（截面表、局部稳定、荷载自动组合的规定等）设计还要符合锅炉钢结构设计规范美国规范主要使用ASD方法。,锅炉钢结构是框架支撑结构，在使用UBC时，按非建筑结构、自身支撑的结构物进行设计。在使用ASCE7时，按建筑结构、特殊中心支撑框架进行设计。,S中的截面形式。一般采用板拼工字型截面（柱梁斜撑）、箱型（柱）、方管（水平或垂直支撑），大部分需要自己定义截面库。,S中的约束释放。大型电站钢结构基本布置形式采用框架支撑体系，梁柱采用铰接（8度固结），支座为铰接形式。,S中的参数设定。屈服极限和材料设计强度的定义。无支撑长度的定义。高厚比的定义。,三、示例,塔式锅炉钢结构脱硝反应器钢结构,目前，哈尔滨锅炉厂有限公司多台660MW褐煤塔式超临界锅炉已投入运行，其主钢结构采用炉膛四角共四根箱型柱，五层箱型梁，四面均布置有箱型斜撑，燃烧器采用四角布置，将风扇磨布置在钢架范围内。上海锅炉厂有限公司已经生产并运行了多台1000MW等级的塔式锅炉。东方、巴威和武汉目前具有设计能力。,塔式炉钢结构的计算分析,结构形式荷载（静载超过50000吨，活载7000吨）地震和风止晃设置结构分析结果,静力分析结果图（主构架）,模态分析,Staadpro阵型分析,顶板分析,脱硝反应器钢结构的分析,结构形式（柱梁、护板框架+水平支撑）荷载（自重、反应器区荷载、灰荷载、保温和外护板、压力荷载、风荷载、地震）高温地震和风的转换结构分析结果,脱硝反应器钢结构,高温400C持续压力6KPa，瞬态压力10KPa内