[发明专利]一种脱硝反应器结构智能设计系统的智能建模模块和方法

说明书

本发明提供了一种脱硝反应器结构智能设计系统的智能建模模块和方法，该模块包括：人机交互信息菜单、人机模型修改菜单、内嵌规则及设计经验、智能修改信息菜单。该模块适用自立式脱硝反应器、悬挂式脱硝反应器等多种脱硝反应器结构形式。采用此智能建模模块，通过人机交互信息菜单二十几个参数输入和选择即可将后续工作交给软件自动运行，智能构建出初始结构模型并可根据后续智能模块的互联互通自动迭代优化出最终结构模型，采用此智能建模模块，省却了设计师在脱硝反应器结构设计过程中模型人工搭建、构件截面选择和布置、荷载布置、材料力学性能调整、参数设置等诸多工作量，大幅提升了设计效率和设计质量。

技术领域

本发明涉及脱硝反应器结构的智能建模模块技术领域，尤其是涉及一 种脱硝反应器结构智能优化设计系统中的智能建模模块和方法，广泛适用 于钢铁、化工等脱硝反应器结构的智能建模，尤其适用于电力行业的脱硝 反应器结构智能建模设计。

背景技术

SCR(选择性催化还原)法是国际上应用最多、技术最成熟的一种烟气 脱硝技术。在此技术中，反应器是SCR装置的核心部件，是提供烟气中NO_X与NH₃在催化剂表面上生成N₂和H₂O的场所，其主要功能是承载催化剂， 为脱硝反应提供空间，同时保证烟气流动的顺畅与气流分布的均匀，为脱 硝反应的顺利进行创造条件。

燃煤电厂脱硝项目发展时间较短，国内外环保公司对脱硝反应器的技 术模式各有特征，经过大量调研，我们根据支座形式将反应器形式总结为 自立式(又分四支腿和多支腿两种形式)、悬挂式(又分反应器入口处悬挂、 反应器中部悬挂及相应的单支腿和多支腿等形式)、悬吊式三种设计模式。

脱硝反应器按布置形式通常划分为本体部分、入口烟道部分、出口烟 道部分三部分内容。在脱硝反应器结构中，结构构件主要有反应器壁板、 加劲肋、催化剂支撑梁、内撑杆、支座等构件组成，结构受力主要有内压、 积灰、风荷载、雪荷载、地震荷载、温度荷载、催化剂荷载等结构载荷。 脱硝反应器结构设计尚没有专门的规范规程，在结构设计中，设计师通常 参考《火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程》、《火力发电厂烟风煤粉管 道设计技术规程配套设计计算方法》、《压力容器设计标准》、《钢结构设计 标准》等相关规范规程。

在脱硝反应器结构设计中，很多设计师开始采用MIDAS、STAAD.PRO、 ANSYS、SAP2000、ABAQUS等大型有限元计算软件进行脱硝反应器结构 设计和计算工作。采用大型有限元计算软件对脱硝反应器结构进行建模和 结构计算分析，可以对脱硝反应器结构进行整体分析，脱硝反应器结构设 计时建模模型形象立体，脱硝反应器结构经济性和安全性得到了很大的提 升。但是在脱硝反应器结构采用大型有限元计算软件进行建模时，鉴于脱硝反应器结构构件复杂和大型有限元软件操作复杂，这种设计也仅限于部 分设计师能够掌握，此种结构设计方式结构建模还比较复杂，设计效率有 待提高。

整体来讲，脱硝反应器结构设计，目前技术主要存在以下问题：

1、没有专有的脱硝反应器有限元结构设计软件；

2、脱硝反应器结构设计没有明确的规范规程设计依据；

3、脱硝反应器高温钢材力学性能取值缺乏研究；

4、脱硝反应器容许应力法计算和极限状态法计算相互关系缺乏研究；

5、脱硝反应器采用有限元计算目前仍是人工进行模型构建，效率极低；

6、脱硝反应器结构优化设计仍靠人工判断和人工调整来实现，结构优 化设计效率和效果较差。

发明内容