赵鹏张雪铭李强

    (1.浙江省天正设计工程有限公司，浙江 杭州 310012；2.中国石油大学(华东)化学工程学院，山东 青岛 266580)

    基于ANSYS的布袋除尘器钢结构热应力分析

    赵鹏1张雪铭1李强2

    (1.浙江省天正设计工程有限公司，浙江 杭州 310012；2.中国石油大学(华东)化学工程学院，山东 青岛 266580)

    基于ANSYS软件建立了布袋除尘器钢结构的有限元模型。模拟了布袋除尘器的温度场分布，温度分布比较均匀，温差较小，均在370 ～ 410 ℃的范围内。在负压和正压工况下分别对模型进行了热应力计算和分析。计算结果表明，负压和正压工况下均有少数柱脚与基础脱离，但最大脱离位移仅有0.2 mm左右，脱离程度极小，在允许范围内。布袋除尘器箱体顶板处最大应力仅为78.9 MPa，远小于相应材料的屈服强度。为布袋除尘器钢结构的优化设计提供了理论依据。

    布袋除尘器；钢结构；热应力；有限元分析

    我国“十二五”规划对环境保护提出了更高的要求，环保产业已处于战略性新兴产业之首。随着国民经济的快速增长、人们环保意识的增强和环境保护工作力度的加大，中国环保产业取得了较大的发展[1]，越来越多的环保设备投入使用。布袋除尘器作为一种重要的环保设备，广泛应用于煤矿、电厂、水泥厂和钢铁厂等场合[2-5]。烟尘治理领域，布袋除尘由于具有除尘效率高、不会造成二次污染和便于回收干料等性能优势，在国内外的应用越来越广，占到所用除尘设备的80 %。

    本文基于ANSYS软件建立布袋除尘器的有限元模型，在负压和正压两种工况下分别对有限元模型进行热应力计算和分析，为布袋除尘器的优化设计提供理论依据。

    1 有限元模型

    布袋除尘器主要由中箱体、上箱体、烟道、封板、底梁、灰斗、钢支架和吹灰装置等组合而成。本文根据分析需要建立中箱体、上箱体、烟道、封板和底梁的有限元模型。

    1.1 单元选择

    立柱和横梁均采用BEAM 188梁单元，梁截面形状有工字钢、槽钢、角钢和方钢。上箱体支撑圆管采用PIPE 16管单元。封板、隔板和盖板采用SHELL 63壳单元。具体参数通过ANSYS软件定义实常数来实现。

    1.2 材料参数

    材料采用普通热轧钢Q235B，高温弹性模量取为1.57×1011Pa，密度7 850 kg/m3，泊松比0.3，屈服强度235 MPa，导热系数50.2 W/(m·K)，热膨胀系数1.4×10-5K-1。

    1.3 网格划分 ......