[發明專利]一種煙風道結構設計智能計算模塊和方法

在審

• 申請號: 202011230299.1
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112800496A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 曹東;宋濤;夏緒勇;李欣;朱恒;張東
• 申請（專利權）人: 大唐環境產業集團股份有限公司
• 主分類號: G06F30/10
• 分類號: G06F30/10;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: 李斌

本發明涉及煙風道結構涉及領域，具體涉及一種煙風道結構設計智能計算模塊和方法，該智能計算模塊包括前處理封裝系列模板和迭代優化計算聯動調整；智能計算模塊可通過參數人機交互信息菜單的參數調整，用于煙風道、管道、鋼倉、容器結構模型的智能計算；智能計算模塊和煙風道結構系統智能建模、智能后處理、智能繪圖模塊信息互聯互通，并能通過計算機后臺智能迭代優化出最終較優結構模型。通過該智能計算模塊，省卻了結構計算過程中各種數據前處理、各個結構模型調整計算等大量的工程量，一次可對N個模型進行計算和對比分析優化，規避了常規計算過程中容易出現的錯誤，大幅提升了設計效率，并提升了結構的安全性和經濟性。

技術領域

本發明涉及一種煙風道結構設計領域，具體涉及一種煙風道結構設計智能計算模塊和方法，此模塊和方法廣泛適用于工業與民用煙風道結構的智能計算方法和管道、容器、鋼倉結構的智能計算，尤其適用于電力行業的煙風道結構的智能計算。

背景技術

在煙風道結構中，結構構件主要有道體、加固肋、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、溫度荷載等結構載荷。煙風道結構設計的依據主要有《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》、《火力發電廠汽水管道設計技術規定》、《火力發電廠汽水管道應力計算技術規定》、《火力發電廠油氣管道設計規程》、《石油化工管式爐煙風道結構設計規范》、《通風管道設計技術規定》、《工業金屬管道設計規范》等相關規范規程。

在現有煙風道結構設計中，大多數設計人員在結構設計時，通常都采用現行規范規程的計算公式進行人工結構計算或采用EXCEL計算表進行結構計算，計算完畢后再進行人工繪圖等工作的方式，采用此種方式進行煙風道結構設計時，不能對煙風道結構進行整體計算分析，使得煙風道結構構件設計不盡合理，浪費大量鋼材，甚至會出現安全性的問題。采用此種工作模式，設計效率低，結構經濟性和安全性都不甚理想，結構計算書整理比較麻煩，煙風道結構跨度受規范規程限制較大，此種結構設計方式已不能滿足現代火力發電廠的設計要求。

近年來，隨著工程建設的實際需求和技術進步，已有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煙風道結構設計和計算工作。采用大型有限元計算軟件對煙風道結構進行建模和結構計算分析，可以使煙風道結構整體進行分析計算，煙風道結構設計時建模模型形象立體，煙風道結構經濟性和安全性得到了很大的提升。采用有限元軟件進行煙風道結構計算，結構構件受力分析更加明確清晰，更有助于煙風道結構的設計，但是，在煙風道結構采用大型有限元軟件進行計算時，計算中所采用的參數仍需要人工輸入調整，計算時也僅能對確定好的結構模型進行計算，模型計算結果如果不滿足用戶要求時，仍需要用戶自己進行有關模型調整，煙風道結構有限元計算仍依賴用戶水平經驗嚴重，計算效率和計算效果仍有大量難以符合用戶的要求的存在。

根據目前部分設計師采用大型有限元計算軟件進行煙風道設計的缺點，出現了部分設計研發人員針對煙風道結構開發的參數化煙風道結構建模和計算的軟件成果出現。這種煙風道參數化結構設計成果對煙風道結構建模進行了參數化集成，在ABAQUS等大型有限元計算軟件上進行了二次開發，設計師在煙風道結構建模時，不需要再用一根根桿件進行結構建模，也不需要進行人工荷載布置，設計師僅需要根據煙風道結構的工程條件和工藝條件輸入便可方便的進行結構模型建立，大大提升了設計效率。但此種方式的煙風道結構設計仍在結構建模方面有了較大進步，但在結構計算方面仍存在和上述常規有限元計算一樣的問題。

綜上所述，在目前的煙風道結構設計時，采用初期的手算及excel表格計算方式，適用于比較簡單的、對安全性和經濟性要求不是很嚴格的煙風道結構。當工程中遇到較為大型、復雜的煙風道結構時，往往需要用戶進行大型有限元結構計算。在目前的煙風道結構大型有限元結構計算時，普遍存在以下問題：

1、煙風道結構在高溫溫度作用下材料力學性能指標不能根據溫度及鋼材信息自動計算，需要人工計算后手動輸入。