[發明專利]一種脫硝反應器結構智能設計系統的智能建模模塊和方法

在審

• 申請號: 202011229074.4
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112347673A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 曹東;白玉勇;李芬;高飛;閆海鷹;趙爽
• 申請（專利權）人: 大唐環境產業集團股份有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23
• 代理公司: 北京八月瓜知識產權代理有限公司 11543
• 代理人: 劉坦

本發明提供了一種脫硝反應器結構智能設計系統的智能建模模塊和方法，該模塊包括：人機交互信息菜單、人機模型修改菜單、內嵌規則及設計經驗、智能修改信息菜單。該模塊適用自立式脫硝反應器、懸掛式脫硝反應器等多種脫硝反應器結構形式。采用此智能建模模塊，通過人機交互信息菜單二十幾個參數輸入和選擇即可將后續工作交給軟件自動運行，智能構建出初始結構模型并可根據后續智能模塊的互聯互通自動迭代優化出最終結構模型，采用此智能建模模塊，省卻了設計師在脫硝反應器結構設計過程中模型人工搭建、構件截面選擇和布置、荷載布置、材料力學性能調整、參數設置等諸多工作量，大幅提升了設計效率和設計質量。

技術領域

本發明涉及脫硝反應器結構的智能建模模塊技術領域，尤其是涉及一 種脫硝反應器結構智能優化設計系統中的智能建模模塊和方法，廣泛適用 于鋼鐵、化工等脫硝反應器結構的智能建模，尤其適用于電力行業的脫硝 反應器結構智能建模設計。

背景技術

SCR(選擇性催化還原)法是國際上應用最多、技術最成熟的一種煙氣 脫硝技術。在此技術中，反應器是SCR裝置的核心部件，是提供煙氣中NO_X與NH₃在催化劑表面上生成N₂和H₂O的場所，其主要功能是承載催化劑， 為脫硝反應提供空間，同時保證煙氣流動的順暢與氣流分布的均勻，為脫 硝反應的順利進行創造條件。

燃煤電廠脫硝項目發展時間較短，國內外環保公司對脫硝反應器的技 術模式各有特征，經過大量調研，我們根據支座形式將反應器形式總結為 自立式(又分四支腿和多支腿兩種形式)、懸掛式(又分反應器入口處懸掛、 反應器中部懸掛及相應的單支腿和多支腿等形式)、懸吊式三種設計模式。

脫硝反應器按布置形式通常劃分為本體部分、入口煙道部分、出口煙 道部分三部分內容。在脫硝反應器結構中，結構構件主要有反應器壁板、 加勁肋、催化劑支撐梁、內撐桿、支座等構件組成，結構受力主要有內壓、 積灰、風荷載、雪荷載、地震荷載、溫度荷載、催化劑荷載等結構載荷。 脫硝反應器結構設計尚沒有專門的規范規程，在結構設計中，設計師通常 參考《火力發電廠煙風煤粉管道設計技術規程》、《火力發電廠煙風煤粉管 道設計技術規程配套設計計算方法》、《壓力容器設計標準》、《鋼結構設計 標準》等相關規范規程。

在脫硝反應器結構設計中，很多設計師開始采用MIDAS、STAAD.PRO、 ANSYS、SAP2000、ABAQUS等大型有限元計算軟件進行脫硝反應器結構 設計和計算工作。采用大型有限元計算軟件對脫硝反應器結構進行建模和 結構計算分析，可以對脫硝反應器結構進行整體分析，脫硝反應器結構設 計時建模模型形象立體，脫硝反應器結構經濟性和安全性得到了很大的提 升。但是在脫硝反應器結構采用大型有限元計算軟件進行建模時，鑒于脫硝反應器結構構件復雜和大型有限元軟件操作復雜，這種設計也僅限于部 分設計師能夠掌握，此種結構設計方式結構建模還比較復雜，設計效率有 待提高。

整體來講，脫硝反應器結構設計，目前技術主要存在以下問題：

1、沒有專有的脫硝反應器有限元結構設計軟件；

2、脫硝反應器結構設計沒有明確的規范規程設計依據；

3、脫硝反應器高溫鋼材力學性能取值缺乏研究；

4、脫硝反應器容許應力法計算和極限狀態法計算相互關系缺乏研究；

5、脫硝反應器采用有限元計算目前仍是人工進行模型構建，效率極低；

6、脫硝反應器結構優化設計仍靠人工判斷和人工調整來實現，結構優 化設計效率和效果較差。

發明內容