[发明专利]脱硝反应器结构智能优化系统及方法

说明书

本发明公开了一种脱硝反应器结构智能优化设计系统及方法，包括：智能建模模块，内嵌有各种类型的脱硝反应器结构模型模板；智能计算模块，对脱硝反应器构件截面进行迭代优化计算调整；智能后处理模块，对计算结果进行综合并判断结构安全性和经济性；智能绘图模块，将脱硝反应器结构工程图纸进行模板化、参数化图纸定制，自动绘制和自动编辑图纸；智能计算模块，根据判断结果显示安全指标和/或用钢指标不满足时，进行模型迭代优化计算和综合判断，直至均满足时停止进行迭代，输出用钢量最小的脱硝反应器结构模型作为最终的建模结果；当判断结果显示安全指标和用钢指标均满足时，直接输出用钢量最小的脱硝反应器结构模型作为最终的建模结果。

技术领域

本发明涉及计算机技术领域和钢结构设计领域，尤其是涉及一种电力环保领域的脱硝反应器结构的智能优化系统及方法。

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NOX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道体壁板、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，但是在脱硝反应器结构采用大型有限元计算软件进行脱硝反应器结构设计时，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性等特点，设计师进行结构设计受限于能力和经验等诸多因素制约，设计质量和设计效率根据设计师水平不同，其结果也参差不齐。

整体来将，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