船用烟气脱硫塔喷淋系统数值模拟研究

喷淋系统是船用烟气脱硫塔主要功能构件,喷淋系统参数喷淋锥角、喷淋流速和喷淋流量对船用烟气脱硫塔烟气流场均匀程度影响大,影响过程复杂。以某型号船用烟气脱硫塔为基础模型,采用Design Expert软件中BBD实验方法设计了基于喷淋系统参数喷淋锥角、喷淋流速和喷淋流量的三因素三水平共17组试验,以多个截面烟气速度标准偏差平均值为评判依据对塔内烟气流动均匀性进行评判。采用ANSYS自带软件SCDM建立了船用烟气脱硫塔三维实体模型,采用Fluent meshing进行了模型网格划分,采用计算流体动力学商业软件Fluent对试验进行模拟计算。应用Design Expert软件对17组试验结果进行二次回归分析,应用Matlab遗传算法工具箱对二次回归分析得到的目标函数关系式求解,得到各截面流速标准偏差平均值最小时喷淋流速、喷淋锥角、喷淋流量的对应值,再次应用Fluent软件对优化结果进行了验证,可靠度达97.40%。

基于SPH-FEM耦合方法的泥石流冲击输电塔基础的动力分析

泥石流是我国西南山区常见的地质灾害。架空输电杆塔在泥石流的冲击下往往发生基础破坏甚至会造成杆塔倒塌。首先采用光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,简称SPH)方法和有限元方法(finite element method,简称FEM)相耦合的三维数值方法模拟了泥石流对杆塔基础的冲击作用;在与相关模型试验结果验证的基础上,开展了不同泥石流密度、黏度系数及初始速度条件下对输电塔基础的冲击力作用的参数分析;研究结果表明:随着泥石流初始速度的增加,冲击力峰值会随之增大;前排基础的冲击力峰值均大于后排基础;泥石流冲击过程特性受到泥石流密度和黏度系数影响。与稀性泥石流相比:黏性泥石流冲击基础后,基础下游真空区相对要小;此外,将数值模拟结果与Kwan冲击力公式及铁二院推荐的冲击压力设计公式预测值进行对比分析可以发现:Kwan冲击力公式能较好地预测出基础所受泥石流冲击力的平均趋势,最大预测误差低于30%,铁二院公式预测的稀性和黏性泥石流的冲击压力平均偏低分别约17%和28%。相关研究结果有望为泥石流频发区域输电塔基础的设计和风险评估提供一定的参考依据。

双曲线冷却塔施工偏差对结构性能的影响和加固方式选取的研究分析

双曲线冷却塔是用水作为循环冷却剂,从系统中吸收热量排放至大气中,以降低水温的双曲线型高耸构筑物,筒壁是冷却塔通风筒的主体部分,它是承受以风荷载为主的高耸薄壳结构,对风十分敏感。根据规范要求,塔筒整体屈曲稳定系数和局部弹性稳定系数均应≥5,施工过程中的偏差往往会导致结构性能降低,整体稳定性和局部稳定性不满足规范要求。本文以某双曲线冷却塔为研究对象,通过检测塔筒直径、筒壁厚度和钢筋保护层厚度的施工偏差,结合有限元软件进行数值模拟分析,得出施工偏差对双曲线冷却塔结构性能的影响和加固方式的选取方式。

基于LS-DYNA研究输电铁塔倒塌对临近埋地输气管道冲击影响

为了研究高压输电塔倒塌产生的冲击对临近埋地输气管道的影响,以交叉敷设的某110 kV高压输电塔与某输气管道为研究对象,采用LS-DYNA软件模拟计算管道受输电塔倒塌冲击产生的应力、位移、移动速度的变化规律。研究表明,加管沟保护后管道的最大等效应力减少约26.89%、最大总位移减少约48.60%、最大总压力减少约30.61%、最大总速度减少约44.57%,其保护效果显著。

门槽充水对塔式进水口工作性态的影响研究

坝下涵管作为重要输水建筑物,在土石坝工程中被广泛应用。其进水口启闭竖井塔柱结构遭遇设计洪水位甚至校核洪水位时,竖井内工作门槽及检修门槽常常会充水,此时结构受力状态与常水位下存在差异。采用有限元法对某工程进行仿真分析,分析门槽充水对塔式进水口工作性态的影响。研究结果表明,各工况下结构位移和应力分布规律基本一致,且数值均较小。校核洪水位下,检修闸门门槽及工作闸门门槽内充满水体,结构位移及主拉应力均小于正常蓄水位工况,门槽充水对结构的稳定性和安全裕度具有增强作用。

SZM510与Hyrid Ⅲ假人着陆冲击响应特性的比较研究

目的测定在固定支撑和有缓冲器支撑方式下两种假人对系统着陆冲击的响应;检验人椅系统内冲击测量位置的设置是否正确。方法采用两种支撑方式,分别对两种假人在水刹车冲击塔上进行冲击测试比较。结果两种假人在固定支撑和缓冲器支撑时对系统的响应是一致的;HyridⅢ假人身体上的响应与在座垫、座椅摆动中心等位置上所测得结果是一致的。结论把冲击的测量位置放在人椅系统的硬结构上能够反映人体的响应情况,SZM510假人能够适用于高冲击过载下的乘员安全性评价。

蒸发式冷凝冷水机组在地铁车站的应用

针对目前地铁建设过程中冷却塔对城市环境影响的问题,结合蒸发式冷凝器的工作原理、特点,通过选取广州某典型地下车站,对所采用的蒸发式冷凝冷水机组从机房布置、噪声处理、水质要求等方面进行论述,并进行年能耗的技术经济分析。结果表明,在处理好机房进、排风及水质的前提下,机组可放置于室内,并需增加机械排风机,能耗与常规的冷水机组加冷却塔方案相当,同时可减少对环境景观的影响,对于解决冷却塔设置困难的情况,是一种可行的技术方案。

Austal 2000应用于国内“烟塔合一”类项目大气影响评价

简述了德国"烟塔合一"类大气污染扩散模式,以及相关模式Austal 2000的应用方法,修正了气象参数以适合本地化应用。以天津某电厂为实例,将Austal 2000模式"烟塔合一"和烟囱排烟方式的计算结果进行了对比分析。结果表明,在进行本地化修改后,Austal 2000模式适用于国内有关项目大气预测评价,但从环境影响角度考虑,"烟塔合一"相对于高烟囱排放方式没有明显优势,应用时需慎重。

70m高冷却塔爆破拆除震动测试及分析

在太原第二热电厂冷却塔爆破拆除中,对地震波强度进行了监测,其中的3号冷却塔为目前国内最高的采用爆破方式拆除的双曲线型冷却塔。文中用量纲分析的相关理论,对建筑物倒塌触地的振动效应进行理论推导,得出了质点振动速度的计算公式;通过对实测数据分析,与以往非同类爆破工程的爆破震动进行对比,得出了该类构筑物爆破拆除时地震波的一些不同特征和规律,并提出相关建议,为其它同类爆破拆除工程提供参考。

SACTI模式在核电厂冷却塔环境影响预测的应用研究

介绍了SACTI模式的原理和计算程序,以某内陆核电厂为案例预测了冷却塔的环境影响。结果表明:冷却塔可见雾羽、荫屏、太阳能损失、水沉积、盐沉积等环境影响主要分布在厂址主导风向下风向的几百米之内,随距离增加影响逐渐减小,盐沉积量最大值出现在距离300 m处。在冷却塔环境影响评价准则和预测模型改进方面还需开展进一步的研究。

2×300MW机组烟塔合一方案大气环境影响分析

受机场附近160 m限高制约,辽宁某电厂需采用烟塔合一技术.运用德国AUSTAL2000模型分析了环境风速、大气稳定度、烟气出口速度、烟气出口温度等参数与烟气抬升高度间的关系,预测了烟塔排放的大气环境影响,并且与烟囱方案的大气环境影响进行了对比分析.结果表明,各类参数变化均会导致烟气抬升高度发生改变.环境风速不变,稳定度从A变到F时,抬升高度明显变小,最多可降低84.2%;相同稳定度条件下,环境风速从0.1 m/s增至4.4 m/s时,抬升高度明显变小,最多可降低84.3%;烟气出口速度从2.5 m/s增至8.0 m/s,抬升高度显著增加,最多为2.4倍;烟气出口温度从20℃增至50℃时,烟气抬升高度显著增加,最多为3.3倍.综合经济及环保因素,该项目烟塔高度取130 m较适宜.相比210 m烟囱方案,烟塔方案不仅满足机场限空要求,并且污染物年均及日均最大地面浓度均较低.

高压输电塔倒塌对埋地管道的冲击影响

为了研究高压输电塔倒塌产生的冲击载荷对埋地管道安全性的影响,首先对输电塔几种常见的失效模式进行了分析,明确了不同失效模式下的载荷分布及简化原则,并以某输气管道与750k V高压输电线相交段为例,结合传统力学和有限元理论,建立了输电塔倒塌冲击埋地管道过程的分析模型。利用该模型,仿真模拟了输电塔冲击作用下管道的应力和应变等参数的变化规律;同时利用理论计算方法对该模型计算结果进行了比较验证。研究表明:理论计算与数值计算具有良好的吻合性,所选输电塔冲击过程中管道的强度和稳定性均通过校核,满足规范要求,不需要采取防冲击安全措施。

输电铁塔用角钢的应用及低温服役性能研究

随着中国超特高压输变电工程的迅速发展，输电铁塔用钢的强度等级与发达国家的差距正逐步缩小。然而，国内由于低温引起的倒塔事件却时有发生，铁塔用钢的低温服役能力问题越来越受到关注。该文阐述了输电铁塔用钢的低温服役能力及应用现状，对中国输电铁塔用角钢Q235、Q345及Q420抽样进行室温拉伸和低温冲击性能测试，研究了-75～25℃温度区间角钢的韧脆转变趋势。结果表明：3种角钢的拉伸性能均达到GB／T1591-2008要求；冲击功均随温度升高而增加，Q235及Q345的冲击韧性较好，分别在一5和一15℃时平均冲击功达到34J；Q420在试验温度区间内一直处于脆断状态，25℃冲击功仍小于30J。

大跨越输电塔—线体系覆冰断线数值模拟

为模拟大跨越输电塔—线体系覆冰断线,以1 000kV晋东南—南阳—荆门特高压输电线路工程黄河大跨越处一个耐张段(五塔四线)为例,利用ANSYS软件对该工程建立有限元模型,采用显式动力分析软件ANSYS/LS-DYNA模拟分析了塔—线体系在无覆冰、10mm覆冰两种断线工况下的冲击过程,提取出输电塔相应位置处的轴力及位移响应。结果表明,覆冰断线产生的冲击作用对输电塔横担端、地线支架、曲臂等位置的影响较大,并计算了在导线覆冰断线情况下上述位置的冲击系数。

采空区基础变形过程中输电铁塔结构动力冲击效应分析

在通用有限元软件ANSYS中建立了220 k V猫头塔有限元模型,分别采用静力和动力方法分析了基础不均匀沉降、倾斜和水平滑移工况的铁塔杆件内力,计算了基础突然变形时输电铁塔结构的动力冲击系数。结果表明,基础变形过程中输电铁塔塔腿斜材应力变化幅度最大并最先发生破坏。铁塔杆件轴力峰值发生在基础沉降的初始时刻附近,而阻尼比对峰值影响不大,阻尼比分别为0.01和0.05时,塔腿主材轴力峰值仅相差约3.5%。对于经过地表变形剧烈的采空区输电线路,基础突然变形对输电铁塔结构的动力冲击效应显著。考虑基础变形动力冲击效应后,不均匀沉降工况下塔腿斜材应力比增大50%以上,单侧倾斜和水平滑移工况的塔腿斜材应力增大幅度超过100%。

烟塔合一项目烟气抬升影响因素分析

以德国空气清洁标准(VDI3784标准)所规定的冷却塔排烟抬升高度的计算方法(S/P模式)为基础,分别针对气象参数及源排放参数对烟塔合一项目烟气抬升高度的影响进行比较分析。气象参数中大气稳定度的变化对烟气抬升的平均影响大于环境风速的影响。随着稳定度从强不稳定(A类)到强稳定(F类)变化,烟气抬升高度呈逐渐降低趋势,平均抬升高度极差764m。而随着环境风速从小静风(1m/s)向大风(20m/s)变化,烟气平均抬升高度降低509m。不同源排放参数的变化对烟气最大抬升高度的影响很小,在特定气象条件下烟气最大抬升高度均可能达到理论最大值。但源排放参数对烟气在全部气象条件下的平均抬升高度及最小抬升高度的影响较为明显,其中影响最大的参数为烟气温度和烟气流速,平均极差为418和213m,而烟气相对湿度和液态水含量的变化对烟气平均抬升高度影响较小。

考虑火花效应时杆塔接地装置冲击特性的研究

运用ATP-电磁暂态程序(the alternative transients program-elector magnetic transient program,ATPEMTP)仿真计算模型对放射型、方框型及网格型杆塔接地装置进行了仿真计算,研究了土壤电击穿、接地体长度L、雷电冲击电流幅值Im、土壤电阻率ρ、土壤临界击穿场强Ecr及接地体埋深h等因素对其冲击特性的影响规律,同时,提出了实际冲击接地电阻R(t)的概念,研究了其随时间的变化规律及Im、ρ及L对最大值R(t)m的影响规律,并与传统意义的冲击接地电阻Rch进行了对比。

应县木塔地震影响分析

通过查阅影响应县木塔的历史地震资料 ,木塔已经历了两个地震高潮期 ,现正处在第3个高潮期 ;分析了近期几次地震对木塔的影响及木塔的整体变形情况 ,给出了应县木塔未来地震影响的潜在的震源分布 ;进行了木塔今后 5 0a ,1 0 0a ,30

特高压输电导线断线冲击效应研究

塔线体系断线冲击造成特高压输电线路纵向巨大不平衡荷载。为了研究断线冲击荷载效应,采用初始找形建立塔线体系的等效导线模型,然后分析导线断线的力学特点,提出导线断线的动力模拟。在此基础上通过ANSYS软件对塔线体系断线冲击的导线振动进行了瞬态动力数值仿真,从时、频域角度分析了导线振动的动力特性,结果表明,导线断线冲击效应显著,且冲击能量主要集中于高阶竖向振动。

输电线铁塔钢材的低温力学和冲击韧性试验

为选择合适的输电线铁塔钢材,防止杆塔因构件发生低温脆性断裂引起的破坏,通过系列室温和低温条件下的单轴拉伸和冲击试验,研究了输电线铁塔用Q345B、Q420B、Q460C钢管和Q345B、Q420B角钢钢材的力学性能和冲击韧性;通过对比分析,评价了钢管和角钢钢材的塑性指标;利用Boltzmann函数曲线拟合,得到了钢管和角钢钢材的韧-脆转变温度.结果表明:钢材的屈服强度和抗拉强度随温度的降低而增大,其塑性指标均能满足规范要求;钢材夏比冲击功值随温度降低而减小,Q345B钢管和角钢钢材的韧脆转变温度较高,抗低温冷脆性能较差,结合拉伸和冲击试验结果,建议在寒冷地区优先采用Q420B钢管,不宜采用Q345B角钢.