一种干式煤气柜设计制造的控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于煤气柜制造技术领域，特别涉及一种干式煤气柜设计制造的控制方法。主要应用在冶金行业新型干式煤气柜的设计、开发以及煤气柜的维修中。
【背景技术】
[0002]煤气柜是贮存冶金、石化等行业煤气的钢制容器，新型干式煤气柜由筒体、柜顶、柜底板和活塞等组成，平面为圆形，能发挥出钢结构的最大优势。
[0003]煤气柜属于特种结构，既要满足结构安全性要求，还得满足工艺使用性要求，即活塞达到设计升程中间不出现卡壳现象。煤气柜最早是从国外引进的工艺结构，大量采用焊接钢结构，结构受力比较复杂，结构设计由于没有专门的规范和规程，也找不到结构设计控制性指标，导致目前投入使用的部分新型煤气柜出现活塞卡住、柜体倾斜等工程事故。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种制造干式煤气柜结构的控制方法，利于新型干式煤气柜的大量推广，避免出现活塞卡壳、柜体倾斜等工程事故，为煤气柜达到设计使用功能提供方法依据。
[0005]本发明提出一种制造煤气柜结构的控制方法，该方法包括如下步骤:
[0006]步骤1:建立待制造煤气柜的有限元模型，设计煤气柜结构参数。
[0007]步骤2:设定煤气柜载荷条件。
[0008]步骤3，获取载荷条件下煤气柜每个平面立柱节点处最大水平位移与最小水平位移，并计算最大水平位移与最小水平位移的差值。
[0009]步骤4，将最大水平位移与最小水平位移的差值与活塞密封装置能调节的允许变形量比较，如果所述差值大于所述允许变形量，返回步骤1，如果所述差值小于所述允许变形量，继续步骤5。
[0010]步骤5，获取载荷条件下的煤气柜的变形平面，如果载荷条件下煤气柜平面变形呈椭圆形，返回步骤1，如果平面变形呈圆形，继续步骤6。
[0011]步骤6，获取载荷条件下的煤气柜活塞处立柱节点平面外最大变形量或煤气柜活塞下导轮位置最大变形量。
[0012]步骤7，将步骤6中的最大变形量与活塞下导轮位置高度进行比较，如果所述最大变形量超过活塞下导轮位置高度的1/1000，返回步骤1，如果所述最大变形量不超过活塞下导轮位置高度的1/1000，继续步骤8。
[0013]步骤8，进行煤气柜钢立柱的稳定验算校核。
[0014]本发明的优点在于:即能确保煤气柜结构本体的安全性要求和活塞的正常使用要求，客服克服使用中出现的卡壳现象，有效地防止煤气柜工程事故的发生。
【附图说明】
[0015]图1为煤气柜平面变形图；
[0016]图2为煤气柜垂直变形图；
[0017]图3为本发明控制方法步骤流程。
【具体实施方式】
[0018]本发明提出一种干式煤气柜结构的控制方法，下面以具体的实施例对本发明细节进行进一步说明。该方法采用有限元软件进行建模计算，考虑各种荷载工况及荷载组合，分析活塞密封装置能调节的变形量，各钢构件应力除应满足《钢结构设计规范》材料的允许应力要求外，如图3所示，所述控制方法包括如下步骤:
[0019]步骤1:建立待制造煤气柜的有限元模型，设计煤气柜结构参数。有限元建模过程中包括设定煤气柜直径和板材厚度、立柱大小和数量、加劲肋大小和位置等。有限元建模是煤气柜设计常规的设计方法，在此不再赘述。
[0020]步骤2:设定煤气柜载荷条件。在本实施例中，载荷条件可以根据待制造煤气柜实际工况条件进行设定。
[0021]步骤3，获取载荷条件下煤气柜每个平面立柱节点处最大水平位移与最小水平位移，并计算最大水平位移与最小水平位移的差值。如图1所示，煤气柜立柱5安装在煤气柜柜侧板1外表面，加载荷之前煤气柜柜侧板1和加载荷之后煤气柜柜侧板2之间存在变形间隙即变形量，获取煤气柜加载荷后最小水平变形量3 (单位mm)和最大水平变形量4 (单位_)的差值，另外，图1中最小水平变形量3和最大水平变形量4的位置不一定代表实际中所述变形量的位置，而仅仅是示意性位置。
[0022]步骤4，将最大水平位移与最小水平位移的差值与活塞密封装置能调节的允许变形量比较，如果所述差值大于所述允许变形量，返回步骤1，如果所述差值小于所述允许变形量，继续步骤5。最大水平位移与最小水平位移的差值与活塞密封装置能调节的允许变形量是达到本发明煤气柜性能指标的关键步骤之一，如果该条件不满足，必须回到步骤1重新设计相关参数，直到达到标准为止。
[0023]步骤5，获取载荷条件下的煤气柜的变形平面，如果载荷条件下煤气柜平面变形呈椭圆形，返回步骤1，如果平面变形呈圆形，继续步骤6。本领域技术人员可以理解，步骤5中的“圆形”和“椭圆形”应理解为基本呈圆形或者椭圆形即可。加载后平面变形基本呈圆形是达到本发明煤气柜性能指标的关键步骤之一，如果该条件不满足，必须回到步骤1重新设计相关参数，直到达到标准为止。
[0024]步骤6，获取载荷条件下的煤气柜活塞处立柱节点平面外最大变形量或煤气柜活塞下导轮位置最大变形量。如图2所示，回廊8安装在煤气柜柜侧板外表面，加载荷前煤气柜柜侧板垂直位置6和加载荷后煤气柜柜侧板垂直位置存在变形间隙即变形量，获取煤气柜加载荷后煤气柜柜侧板垂直位置的最大变形量10 (单位mm)。
[0025]步骤7，将步骤6中的最大变形量与活塞下导轮位置高度进行比较，如果所述最大变形量超过活塞下导轮位置高度的1/1000，返回步骤1，如果所述最大变形量不超过活塞下导轮位置高度的1/1000，继续步骤8。如图2所示，将获取的加载荷前煤气柜柜侧板垂直位置6和加载荷后煤气柜柜侧板垂直位置的最大变形量10与活塞下导轮位置9的高度进行比较。经过发明人长期实践和技术试验，发现最大变形量达到活塞下导轮位置高度的1/1000是一个关键的临界点，保证最大变形量不超过活塞下导轮位置高度的1/1000是达到本发明煤气柜技术性能的关键参数之一，现有技术中均未公开上述具体阈值。
[0026]步骤8，进行煤气柜钢立柱的稳定验算校核，钢立柱设计时的平面外计算长度可取两层回廊的间距，柱底可取第一层回廊高度。所述校核应满足《钢结构设计规范》(GB50017-2003)的要求，在此不再赘述。
[0027]在完成上述步骤之后制造的煤气柜，即能确保煤气柜结构本体的安全性要求和活塞的正常使用要求，以上仅为本发明优选的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可想到变化或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种干式煤气柜设计制造的控制方法，该方法包括如下步骤: 步骤1:建立待制造煤气柜的有限元模型，设计煤气柜结构参数； 步骤2:设定煤气柜载荷条件； 步骤3，获取载荷条件下煤气柜每个平面立柱节点处最大水平位移与最小水平位移，并计算所述最大水平位移与最小水平位移的差值； 步骤4，将所述最大水平位移与最小水平位移的差值与活塞密封装置能调节的允许变形量比较，如果所述差值大于所述允许变形量，返回步骤1，如果所述差值小于所述允许变形量，继续步骤5 ； 步骤5，获取载荷条件下的煤气柜的变形平面，如果载荷条件下煤气柜平面变形呈椭圆形，返回步骤1，如果平面变形呈圆形，继续步骤6 ; 步骤6，获取载荷条件下的煤气柜活塞处立柱节点平面外最大变形量或煤气柜活塞下导轮位置最大变形量； 步骤7，将步骤6中的最大变形量与活塞下导轮位置高度进行比较，如果所述最大变形量超过活塞下导轮位置高度的1/1000，返回步骤1，如果所述最大变形量不超过活塞下导轮位置高度的1/1000，继续步骤8 ; 步骤8，进行煤气柜钢立柱的稳定验算校核。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于:步骤1中煤气柜结构参数包括设定煤气柜直径、板材厚度、立柱大小和数量、加劲肋大小和位置。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于:步骤2中煤气柜载荷条件根据煤气柜实际工况条件进行设定。4.如权利要求1-3所述的方法，其特征在于:步骤8中所述校核应满足《钢结构设计规范GB50017-2003》的要求。
【专利摘要】一种干式煤气柜设计制造的控制方法，属于煤气柜制造技术领域。通过建立待制造煤气柜的有限元模型，获取载荷条件下煤气柜每个平面立柱节点处最大水平位移与最小水平位移差值和煤气柜活塞处立柱节点平面外最大变形量，并调整煤气柜结构参数，避免出现活塞卡壳、柜体倾斜等工程事故。优点在于，为煤气柜达到设计使用功能提供方法依据，利于新型干式煤气柜的大量推广。
【IPC分类】G05B19/4097
【公开号】CN105320069
【申请号】CN201510631932
【发明人】袁霓绯, 刘巍, 李洪光
【申请人】北京首钢国际工程技术有限公司
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2015年9月29日