[發(fā)明專利]一種脫硝反應(yīng)器結(jié)構(gòu)智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)的智能計(jì)算模塊和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011231247.6
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112329307B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹東;谷小兵;李廣林;陳海杰;馬曉明;馬春莉
• 申請（專利權(quán)）人: 大唐環(huán)境產(chǎn)業(yè)集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/27
• 代理公司: 北京八月瓜知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11543
• 代理人: 白鶴

本發(fā)明提供一種脫硝反應(yīng)器結(jié)構(gòu)智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)的智能計(jì)算模塊和方法，脫硝反應(yīng)器結(jié)構(gòu)智能優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)的核心模塊為智能計(jì)算模塊，智能計(jì)算模塊包括前處理封裝系列模板和迭代優(yōu)化計(jì)算聯(lián)動調(diào)整模塊；該智能計(jì)算模塊和脫硝反應(yīng)器結(jié)構(gòu)智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)的智能建模、智能后處理、智能繪圖模塊信息互聯(lián)互通并能在計(jì)算機(jī)后臺智能迭代優(yōu)化出最終較優(yōu)結(jié)構(gòu)模型。通過智能計(jì)算模塊，省卻了結(jié)構(gòu)計(jì)算過程中各種數(shù)據(jù)前處理、各個(gè)結(jié)構(gòu)模型調(diào)整計(jì)算等大量的工程量，一次可以對N個(gè)模型進(jìn)行計(jì)算和對比分析優(yōu)化，規(guī)避了常規(guī)計(jì)算過程中容易出現(xiàn)的錯(cuò)誤，大幅提升了設(shè)計(jì)效率，并提升了結(jié)構(gòu)的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉涉及一種脫硝反應(yīng)器結(jié)構(gòu)智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)中的智能計(jì)算模塊和智能計(jì)算方法，此模塊和方法廣泛適用于電力、鋼鐵、化工等行業(yè)的脫硝反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的智能計(jì)算方法，尤其適用于電力環(huán)保行業(yè)的脫硝反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的智能計(jì)算。

背景技術(shù)

SCR(選擇性催化還原)法是國際上應(yīng)用最多、技術(shù)最成熟的一種煙氣脫硝技術(shù)。在此技術(shù)中，反應(yīng)器是SCR裝置的核心部件，是提供煙氣中NOx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(yīng)提供空間，同時(shí)保證煙氣流動的順暢與氣流分布的均勻，為脫硝反應(yīng)的順利進(jìn)行創(chuàng)造條件。

燃煤電廠脫硝項(xiàng)目發(fā)展時(shí)間較短，國內(nèi)外環(huán)保公司對脫硝反應(yīng)器的技術(shù)模式各有特征，經(jīng)過大量調(diào)研，本發(fā)明根據(jù)支座形式將反應(yīng)器形式總結(jié)為自立式(又分四支腿和多支腿兩種形式)、懸掛式(又分反應(yīng)器入口處懸掛、反應(yīng)器中部懸掛及相應(yīng)的單支腿和多支腿等形式)、懸吊式三種設(shè)計(jì)模式。

脫硝反應(yīng)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(nèi)容。在脫硝反應(yīng)器結(jié)構(gòu)中，結(jié)構(gòu)構(gòu)件主要有反應(yīng)器壁板、加勁肋、催化劑支撐梁、內(nèi)撐桿、支座等構(gòu)件組成，結(jié)構(gòu)受力主要有內(nèi)壓、積灰、風(fēng)荷載、雪荷載、地震荷載、溫度荷載、催化劑荷載等結(jié)構(gòu)載荷。脫硝反應(yīng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尚沒有專門的規(guī)范規(guī)程，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師通常參考《火力發(fā)電廠煙風(fēng)煤粉管道設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》、《火力發(fā)電廠煙風(fēng)煤粉管道設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程配套設(shè)計(jì)計(jì)算方法》、《壓力容器設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》、《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》等相關(guān)規(guī)范規(guī)程進(jìn)行設(shè)計(jì)。

在脫硝反應(yīng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，很多設(shè)計(jì)師采用MIDAS、STAAD.PRO、ANSYS、SAP2000、ABAQUS等大型有限元計(jì)算軟件進(jìn)行脫硝反應(yīng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算工作。采用大型有限元計(jì)算軟件對脫硝反應(yīng)器結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模和結(jié)構(gòu)計(jì)算分析，可以使脫硝反應(yīng)器結(jié)構(gòu)整體進(jìn)行分析，脫硝反應(yīng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)建模模型形象立體，脫硝反應(yīng)器結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性和安全性得到了很大的提升。但是在脫硝反應(yīng)器結(jié)構(gòu)采用大型有限元計(jì)算軟件進(jìn)行計(jì)算時(shí)，鑒于脫硝反應(yīng)器結(jié)構(gòu)構(gòu)件復(fù)雜和大型有限元軟件操作復(fù)雜，這種設(shè)計(jì)也僅限于部分設(shè)計(jì)師能夠掌握，此種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式結(jié)構(gòu)建模計(jì)算還比較復(fù)雜，設(shè)計(jì)效率有待提高。

整體來將，脫硝反應(yīng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，目前技術(shù)主要存在以下問題：

1、沒有專有的脫硝反應(yīng)器有限元結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件；

2、脫硝反應(yīng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沒有明確的規(guī)范規(guī)程設(shè)計(jì)依據(jù)；

3、脫硝反應(yīng)器結(jié)構(gòu)在高溫溫度作用下材料力學(xué)性能指標(biāo)不能根據(jù)溫度及鋼材信息自動計(jì)算，需要人工計(jì)算后手動輸入；

4、脫硝反應(yīng)器容許應(yīng)力法計(jì)算和極限狀態(tài)法計(jì)算相互關(guān)系缺乏研究；

5、大型有限元結(jié)構(gòu)計(jì)算僅能針對一個(gè)結(jié)構(gòu)模型，脫硝反應(yīng)器結(jié)構(gòu)在常規(guī)計(jì)算時(shí)往往需要設(shè)計(jì)師在不斷人工調(diào)整模型才能進(jìn)行下一次結(jié)構(gòu)計(jì)算，過程比較復(fù)雜。結(jié)構(gòu)計(jì)算和結(jié)構(gòu)模型調(diào)整不能進(jìn)行計(jì)算機(jī)自動后臺自行聯(lián)動；

6、在每次結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，用戶需要自行設(shè)置計(jì)算的有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)，比如構(gòu)件連接信息、網(wǎng)格劃分、荷載組合等有管計(jì)算前處理信息需要設(shè)計(jì)師自行設(shè)置，這些設(shè)置比較繁瑣且容易設(shè)置不合理以至影響到最終的計(jì)算結(jié)果。