【其他行业标准】 电除尘器钢结构设计规范

ICS13.020.40
备案号：49811—2015
中华人民共和国机械行业标准　JB/T 12127—2015
电除尘器钢结构设计规范
DesigncodeofsteelstructuresforEsp2015-04-30发布
2015-10-01实施
中华人民共和国工业和信息化部发布JB/T12127—2015
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。本标准由中国机械工业联合会提出。本标准由机械T业环境保护机械标准化技术委员会（CMIF/TC7）归口。本标准起草单位：福建龙净环保股份有限公司、浙江菲达环保科技股份有限公司、清华大学、江南大学、西安西矿环保科技有限公司。本标准主要起草人：戴海金、廖增安、郦建国、王元清、王登峰、李海波、方滨、李岚、杨文贞。本标准为首次发布。
1范围
电除尘器钢结构设计规范
JB/T121272015
本标准规定了电除尘器钢结构设计规范的术语和定义、符号、设计的基本规定、结构上的荷载、材料选用、结构分析与构件计算、结构或构件变形的规定及钢结构的防护。本标准适用于电除尘器钢结构主要承载结构部件的设计，其他种类的除尘器设计可参照执行。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。碳素结构钢
GB/T700
：钢结构用高强度大六角头螺栓GB/T1228
GB/T1229
GB/T1230
GB/T1231
钢结构用高强度大六角螺母
钢结构用高强度垫圈
钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件低合金高强度结构钢
GB/T1591
GB/T3632
钢结构用扭剪型高强度螺检连接副GB/T5117非合金钢及细品粒钢焊条热强钢焊条
GB/T5118
埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂
GB/T5293
六角头螺栓C级
GB/T5780
六角头螺栓
GB/T5782
GB/T8923.1-2011涂覆涂料前钢材表面处理表面清洁度的目视评定第1部分：未涂覆过的钢材表面和全面清除原有涂层后的钢材表面的锈蚀等级和处理等级埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂
GB/T124701
GB/T16845
除尘器术语
GB50009
建筑结构荷载规范（附条文说明）GB50011
GB50017
GB50068
GB50191
GB50205
GB50223
建筑抗震设计规范（附条文说明）钢结构设计规范（附条文说明）建筑结构可靠度设计统一标准（附条文说明）构筑物抗震设计规范（附条文说明）钢结构工程施工质量验收规范（附条文说明）建筑工程抗震设防分类标准（附条文说明）钢结构焊接规范（附条文说明）GB50661
3术语和定义
GB/T16845界定的以及下列术语和定义适用于本文件。JB/T12127—2015
电除尘器主要承载结构部件mainbearingstructurepartsforelectrostaticprecipitator电除尘器主要承载结构部件包括外壳体、进出口烟箱、灰斗、钢支架、防雨棚。3.2
Eheightofelectrostaticprecipitator电除尘器高度
自电除尘器所在的地平面至电除尘器防雨棚顶的高度。3.3
框架结构framestructure
由梁和柱为主要构件组成的承受竖向和水平荷载的结构。3.4
inclinedwall
构成灰斗的倾斜壁板。
4符号
4.1作用与作用效应设计值
SGk—按永久荷载的标准值Gk计算的荷载效应值；Seik———按可变荷载标准值Qk计算的荷载效应值，其中Seik为诸可变荷载效应中起控制作用者；Nha、Nhb——分别为灰斗壁A、B任一水平截面沿壁斜向单位高度上的水平拉力；一计算截面处灰斗斜壁板法向压力；P.
Pa、Pab—分别为计算截面处，储灰作用于角锥形灰斗壁A、B上的法向压力；9a、qb—分别为角锥形灰斗壁A、B单位面积自重；Nxa、Nxb-—分别为灰斗壁A、B任一水平截面单位宽度上的斜向力；G一计算截面以下灰斗壁所承受的全部竖向荷载；N——轴心力。
4.2计算指标
荷载效应组合的设计值；
结构构件承载力设计值；
结构或结构构件达到正常使用要求的规定限值；钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值：一钢材的抗剪强度设计值；
钢材的端面承压强度设计值；
钢材的弹性模量；
-钢材的剪变模量；
钢材的质量密度。
4.3几何参数
——长细比；
元e——换算长细比；
β斜壁与水平面的夹角；
an、b.分别为灰斗壁A、B的内侧宽度;anh、bnh
分别为计算截面处，角锥形灰斗壁A、B的内侧宽度：β、B——分别为角锥形灰斗壁A、B与水平面的夹角；ah、bh-分别为计算截面处角锥形灰斗壁A、B的宽度（轴线尺寸)；证一角钢绕平行轴的回转半径。4.4计算系数及其他
%结构重要性系数；
YRE—承载力抗震调整系数；
-永久荷载分项系数；
o1、Qi—第一个可变荷载、其他第i个可变荷载的分项系数；-可变荷载9,的组合系数，应分别按各章的规定采用：Yei
参与组合的可变荷载数：
侧压力系数；
灰尘重度；
--灰尘的内摩擦角；
计算深度处灰尘厚度；
钢材的线膨胀系数；
轴心受压构件的稳定系数：
梁截面模量考虑腹板有效宽度的折减系数；钢号调整系数。
5设计的基本规定
5.1一般规定
5.1.1电除尘器钢结构的设计使用年限为30年。JB/T12127—2015
5.1.2火电行业配套电除尘器本体钢结构的设计温度：当烟气温度≤300℃时，电除尘器的钢结构设计温度为300℃；当烟气温度>300℃时，电除尘器的钢结构设计温度按实际最高烟气温度并加10%的余量计算。其他行业配套电除尘器本体钢结构的设计温度按实际最高烟气温度。5.1.3电除尘器抗震设防类别应与配套的工业窑炉相同。工业窑炉的抗震设防类别应符合GB50223的规定。
5.1.4电除尘器钢结构的抗震等级应根据抗震设防分类，烈度和电除尘器高度应符合GB50011的规定。其中内类电除尘器的抗震等级应按表1确定。表1电除尘器钢结构的抗震等级
电除尘器高度
≤50m
高度接近或等于高度分界时，应允许结合除尘器结构不规则程度和场地、地基条件确定抗震等级。9
一般情况，构件的抗震等级应与结构相同；当某个部位各构件的承载力均满足2倍地震作用组合下的内力要求时，7度～9度的构件抗震等级应允许按降低一度确定。5.2设计原则
5.2.1电除尘器结构布置及结构型式应满足工艺要求，宜采用简单规则、传力明确、荷载均衡、施工3
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方便的结构。电除尘器钢支架宜采用独立布置形式，能独立承担电除尘器结构上的荷载作用。5.2.2电除尘器钢结构设计采用以概率论为基础的极限状态设计法，以分项系数设计表达式进行计算。5.2.3电除尘器钢结构主要承载结构应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计：a）承载能力极限状态包括：构件和连接的强度破坏、疲劳破坏和因过度变形而不适予继续承载，结构和构件丧失稳定，结构转变为机动体系和结构倾覆；b）正常使用极限状态包括：影响结构、构件和非结构构件正常使用或外观的变形，影响正常使用的振动，影响正常使用或耐久性能的局部破坏。5.2.4对于承载能力极限状态，电除尘器结构应根据其破坏后果（如危及人的生命安全、造成经济损失、产生社会影响等）的严重性划分安全等级。一般情况下，电除尘器结构的安全等级应与配套的工业窑炉相同。工业窑炉安全等级的划分应符合GB50068的规定。电除尘器结构的安全等级按表2的规定。表2电除尘器结构的安全等级
安全等级
破坏后果
很严重
不严重
注：对特殊的电除尘器，其安全等级应根据具体情况另行确定电除尘器等级
重要的电除尘器
一般的电除尘器
次要的电除尘器
5.2.5对于承载能力极限状态电除尘器钢结构应考虑荷载效应的基本组合，并应按公式（1）进行设计。YUS≤R/YRE
式中：
结构重要性系数，应按GB50068的规定采用；%
一荷载效应组合的设计值；
一结构构件承载力设计值；
承载力抗震调整系数，按表3的规定采用。表3承载力抗震调整系数
结构构件
杜、梁、支撑
节点板件、连接螺栓
连接焊缝
5.2.6对于正常使用极限状态，应根据不同的设计要求，采用荷载的标准组合，并应按公式（2）进行设计。
式中：
C一结构或结构构件达到正常使用要求的规定限值，如变形、振幅。6结构上的荷载
6.1荷载分类
电除尘器钢结构上的荷载可分为下列三类：永久荷载：结构自重、固定的设备重等：(2）
可变荷载：阳极板和阴极线积灰荷载、灰斗储灰荷载、平台检修活荷载、屋面检修活荷载和积4
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灰荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载、设计压力、温度变化引起壳体伸缩产生的水平摩擦力等；地震作用。
6.2荷载代表值
6.2.1对永久荷载应采用标准值作为代表值。6.2.2对可变荷载应根据设计要求采用标准值、组合值作为代表值。6.2.3可变荷载的取值应按6.4的规定采用。6.2.4承载能力极限状态设计或正常使用极限状态按标准组合设计时，对可变荷载应按组合规定采用标准值或组合值作为代表值。可变荷载组合值应为可变荷载标准值乘以荷载组合值系数。6.3荷载组合
6.3.1对于基本组合，荷载效应组合的设计值S应从下列组合值中取最不利值：6.3.1.1由可变荷载效应控制的组合，并应按公式（3）进行设计。S=YGSck +Ye,Seik
式中：
ZeiYe,Sg
永久荷载分项系数，应按6.3.2的规定采用；YG———
Yor、Yoi
按永久荷载的标准值Gk计算的荷载效应值；-第一个可变荷载、其他第i个可变荷载的分项系数，应按6.3.2的规定采用；（3）
-按可变荷载标准值Qk计算的荷载效应值，其中Sox为诸可变荷载效应中起控制作用者；可变荷载9,的组合系数，应分别按各章的规定采用；参与组合的可变荷载数。
6.3.1.2由永久荷载效应控制的组合，并应按公式（4）进行设计。S=YcScx +ZVere,Sok
6.3.1.3基本组合中的设计值仅适用荷载与荷载效应为线性的情况。(4)
6.3.1.4当对Se1k无法明显判断时，轮次以各可变荷载效应为Se1k，选其中最不利的荷载效应组合。6.3.2基本组合的荷载分项系数应按下列规定采用：6.3.2.1永久荷载的分项系数如下：a）当其效应对结构不利时：
1）对由可变荷载效应控制的组合，应取1.2；2）对由永久荷载效应控制的组合，应取1.35。b）当其效应对结构有利时，对该组合，应取1.0。6.3.2.2可变荷载的分项系数如下：a）一般情况下取1.4；
b）对灰斗储灰荷载，取1.4；
c）对标准值大于4kN/m的平台结构的活荷载，取1.3。6.3.2.3对结构的倾覆、滑移验算，荷载的分项系数取0.9。6.3.3电除尘器结构构件抗震验算时，构件的地震作用效应和其他荷载效应的基本组合只考虑全部荷载代表值和水平地震作用的效应。计算重力荷载代表值的效应时，重力荷载分项系数可取1.2，当重力荷载对构件承载能力有利时，其分项系数不应大于1.0。在计算水平地震作用效应时，地震作用分项系数应取1.3。
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6.3.4对于标准组合，荷载效应组合的设计值S应按公式（5）的规定采用，并应按公式（5）的规定进行设计。
S=SGx+Sg
6.4可变荷载值
6.4.1设计压力：
a）设计正压一般情况下按环境温度下送风机试验台出口全压确定，并且不应低于2kPa；（5）
b）设计负压一般情况下按环境温度下引风机试验台入口全压确定，并且绝对值不应低于2kPa；c）火力发电厂配套的电除尘器设计瞬态压力绝对值不应低于8.7kPa，对容量为400t/h（相当于100MW机组的锅炉）及以下的锅炉配套电除尘器，其设计瞬态压力绝对值可低于8.7kPa，但不宜低于6.7kPa。
6.4.2阳极板、阴极线积灰厚度不应小于5mm。6.4.3灰斗储灰荷载标准值应按电除尘器满灰斗的储灰量计算。6.4.4计算温度变化引起壳体伸缩产生的水平摩擦力时，正压力应取结构自重、固定的设备重和除设计压力外的各可变荷载组合值之和。各可变荷载组合值系数应按表4中的非抗震组合项采用。6.4.5地震作用应按GB50011的规定进行计算。6.4.6风载、雪载、平台检修载等应按GB50009的规定进行计算。可变荷载组合系数
可变荷载组合系数应按表4的规定采用。表4电除尘器结构上各可变荷载的组合系数可变荷载种类
设计负压或正压
阳极板、阴极线积灰
灰斗储灰
项面（盖）积灰荷载
按等效均布荷载计算的平台检修载按实际情况计算的平台检修载
顶部软钩起吊物重力
注：屋面均布活荷载不应与雪荷载同时合，7材料选用
7.1一般规定
非抗震组合
组合系数
抗震组合
不计入
不计入
7.1.1电除尘器的材料应根据结构的重要性、荷载特征、连接方式、工作环境和被处理烟气的性质等因素综合考虑，选用合适的钢材牌号和材料性能。电除尘器承重结构的钢材常用Q235钢和Q345钢，也可以采用强度等级更高的钢材，其质量应符合GB/T700和GB/T1591的规定。当工作环境温度等于或低于-20℃时，不应采用Q235A钢和Q345A钢。当电除尘器的设温度高于300℃时，不宜采用Q235钢。6
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7.1.2电除尘器承重结构采用的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫、磷含量的合格证，对重要焊接结构还应具有冷弯试验和碳含量的合格证。7.1.3对高温条件下长期使用的材料，应考虑因组织或性能变化对材料使用可靠性的影响。7.1.4对蠕变温度以上长期使用的材料，应考虑因蠕变引起的过度变形、过大位移、材料组织和性能的劣化以及螺栓的应力松弛。
7.1.5对高温条件下使用的材料，应考虑因化学腐蚀引起材料失效。7.1.6通过热处理强化的材料如果长期在接近或高于回火温度下使用，应考虑材料强度降低的因素。7.1.7电除尘器钢结构的连接材料应符合下列要求：a）手工焊接采用的焊条：焊接Q235钢采用E43型焊条；焊接Q345钢采用E50型焊条；Q235钢与Q345钢间焊接可采用E43型焊条。焊条质量应符合GB/T5117或GB/T5118的规定。b）自动焊接或半自动焊接采用的焊丝和相应的焊剂应与主体金属力学性能相适应，并应符合GB/T5293和GB/T12470的规定。
c）普通螺检应符合GB/T5780和GB/T5782的规定。d）高强螺栓应符合GB/T1228、GB/T1229、GB/T1230、GB/T1231或GB/T3632的规定。7.2设计指标
钢材的强度设计值应根据钢材厚度或直径按表5的规定采用，连接的强度设计值应按表6的规7.2.1
定采用，钢材的物理性能指标按表7的规定采用。表5钢材的强度设计值
厚度或直径
>16～40
>40～100
>16~40
>40～63
>63～80
>80～100
>16~40
>40～63
>63～100
>16～40
>40～63
>63～100
>16～40
>40~63此内容来自标准下载网
>63～100
抗拉、抗压、和抗弯厂
端面承压（刨平顶紧）ce
注：表中厚度是指计算点的钢材厚度，对轴心受拉和轴心受压构件是指截面中较厚板件的厚度，7
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焊接方法和
煤条型号
白动焊、半
构件钢材
厚度或直径
自动焊和E43
Q235钢
型焊条手工焊
自动焊、半
自动焊和E50、
E55型焊条手
自动焊、半
自动焊和E50、
E55型焊条手
自动焊、半
自动焊和E55、
E60型焊条手
白动焊、半
自动焊和E55、
E60型焊条于
Q345钢
Q390钢
Q420钢
Q460钢
>16~40
>40～100
>40～63
>63~80
>80～100
>16～40
>40~63
>63～100
>16~40
>40～63
>63~80
>16～40
>40～~63
>63～100
6焊缝的强度设计值
对接焊缝“
抗压f
焊缝质量为下列等级\时，抗拉f\N/mm?
一级、二级
角焊缝
抗拉、抗压和
抗剪f
200（E50）
220（E55）
220（E55)
240（E60）
220（E55）
240（E60）
手工焊用焊条、自动焊和半自动焊所采用的焊丝和焊剂，应保证其熔敷金属的力学性能不低于母材的性能。b
焊缝质量等级应符合GB50661的规定，其检验方法应符合GB50205的规定。其中厚度小于8mm钢材的对接焊缝，不应采用超声检测确定焊缝质量等级。对接焊缝在受压区的抗弯强度设计值取于”，在受拉区的抗弯强度设计值取”。表7钢材的物理性能指标
弹性模量E
206×103
剪变模量G
79×103
线膨胀系数α
（以每℃计）
12×10-6
钢材及焊缝强度设计值的高温折减系数按表8的规定采用。钢材弹性模量的高温折减系数参考表9使用。质量密度p
>16~40
表8钢材及焊缝强度设计值的高温折减系数在下列温度（℃）下的折减系数≤100
注1：中间温度的折减系数可按本表的数据用内插法求得。注2：温度低于100℃时的折减系数按100℃时选用。300
钢材弹性模量的高温折减系数参考值钢号
≤100
在下列温度（℃）下的折减系数250
注1：中间温度的折减系数可按本表的数据用内插法求得。注2：温度低于100℃时的折减系数按100℃时选用。结构分析与构件计算
8.1一般规定
JB/T12127—2015
8.1.1电除尘器钢框架结构内力和变形分析宜采用计算机建立空间模型进行有限元内力计算，并考虑壳体墙板、进出口烟箱和灰斗的空间作用。8.1.2电除尘器壳体、进出口烟箱的壁板和加劲肋结构内力，可按平面构件简化计算。其壁板平面外的弯曲可按简支的连续板简化计算。8.1.3构件强度、稳定计算及其连接节点设计应符合GB50017的规定。条件成熟时，可考虑壁板对相关构件稳定性的影响。
8.1.4电除尘器钢结构应进行多遇地震作用下的内力和变形分析。电除尘器钢结构抗震设计应符合GB50011和GB50191的规定。
8.1.5结构分析中，必要时应进行结构整体动力分析，计算结构的卓越周期。机械部分使用频率应尽量避开结构的卓越周期，以免引起共振。8.2灰斗构件的计算
8.2.1角锥形灰斗壁灰斗结构在自重及储灰作用下的内力，可按平面构件简化计算。灰斗的储灰压力与灰尘品种的物理特性有关，灰尘的物理特性一般应进行试验，并综合考虑各种变化因素。常见灰料的物理特性可参考表A.1。
8.2.2灰斗斜壁板上的荷载计算可参考附录B。8.2.3灰斗壁平面外的弯曲可按多跨连续板计算。8.2.4
灰斗壁水平及竖向加劲肋可按单跨简支梁设计。8.2.5灰斗挂梁可按双向压弯构件设计，且须充分考虑灰斗壁板的承裁作用。9
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