特高压换流站阀厅新型防火防爆封堵系统研究

为了提升新建特高压换流站阀厅的安全性能，提出了1 种兼顾防火与抗爆的新型封堵系统，在碳氢升温曲线下对5m×5.2 m 封堵系统真型样品进行了耐火试验，建立了封堵结构的抗爆性能数值分析模型，计算了典型爆炸工况下新型封堵结构的动力响应过程。结果表明，新型防火抗爆封堵系统在碳氢升温曲线下耐火极限大于3 h,在设计爆炸荷载作用下处于弹性状态，不影响系统防火性能。     

换流变阀侧套管封堵结构耐火极限研究

特高压换流站因换流变故障多次发生火灾事故,火势通过换流变阀侧套管封堵部位进入阀厅,导致换流阀厅损毁,为提高换流站消防安全裕度,阐述了现有换流变压器阀侧套管洞口封堵结构形式,论述了封堵结构耐火极限评价方法,针对现有封堵结构的不足,在保持大封堵结构不拆除的情况下,对封堵结构进行耐火性能增强设计,形成新的封堵结构增强系统,并依据新的评价标准对其进行耐火极限试验,结果表明该增强系统具有较好的隔热性能、完整性能,满足3 h 碳氢温升曲线的耐火极限要求,为在运换流站阀侧套管封堵结构消防改造提供解决方案。     

特高压换流站低端阀厅隔震设计及地震响应分析

低端阀厅作为换流站最为重要的建筑结构之一,具有跨度大,结构复杂,抗震性能要求高等特点。以新松换流站低端阀厅为研究对象,首先结合现场动力测试数据研究了低端阀厅抗震薄弱环节,然后对低端阀厅进行了隔震层设计,最后开展了Ⅸ度设防和罕遇地震下低端阀厅结构的动力响应计算,对比分析了隔震前后低端阀厅关键部位的加速度、位移及基底剪力响应。结果显示:低端阀厅动力特性测试和原结构的模态分析结果较为一致,而采用隔震设计的低端阀厅基频从2.7Hz降到0.6Hz,基本避开了地震卓越周期。基础隔震能使结构的水平加速度和基底剪力大幅度减小,结构变形主要集中在隔震层,低端阀厅自身变形很小,隔震效果在70%左右,显著提高了低端阀厅的抗震性能。     

换流站阀厅结构地震效应动力分析

根据阀厅结构的动力特性,推导了考虑悬吊阀塔晃动离心力的阀厅结构动力计算方程,建立了有限元模型,并将深圳某换流站阀厅结构模态分析结果与实测结果进行对比,验证了模型的正确性。在此基础上,对该换流站阀厅结构体系在不同峰值、不同场地和不同方向地震波作用下,分别进行了动力时程分析。根据分析结果对换流站阀厅结构体系的地震作用效应、塔索的拉力等问题进行了探讨,为换流站阀厅结构体系的抗震设计提供依据。     

基于IDA的阀厅结构地震易损性分析

尽管近年来大型换流站阀厅结构越建越多,但是对阀厅结构的易损性研究仍十分缺乏。考虑到大型换流站阀厅结构在电力系统中的重要性,对这类结构易损性开展深入地研究是十分必要的。在数值模型正确性得到验证基础上,对阀厅结构开展在不同类型地震动作用下的增量动力分析(IDA),基于增量动力分析结果建立阀厅结构处于不同破坏状态的地震易损性曲线。研究结果表明当地震动峰值加速度小于0.5g时,阀厅结构刚度降幅比较缓慢,而随着峰值加速度增大,其刚度降幅逐渐增快。由地震易损性曲线可知,在罕遇地震作用下阀厅结构处于不同破坏状态的超越概率均小于5%,该阀厅结构抗震设计满足要求并具有较大安全储备。     

基于隔震改造的大型阀厅结构抗震性能评估

大型换流站阀厅结构是生命线工程的关键建筑,相关研究表明阀厅结构在地震中损坏导致的功能中断将造成重大的经济损失和社会影响。以规范要求的"小震不坏,中震可修,大震不倒"为设防水准进行抗震设计虽可以保证结构强震下的生命安全,但不能满足现代社会对生命工程震后功能可持续的性能要求。隔震技术能降低地震能量输入的同时控制上部结构的损伤,在提高结构性能水平方面已有成功的实例。为提高阀厅结构性能水平,本文对某大型换流站阀厅结构进行隔震设计,采用ETABS、Perform-3D非线性分析软件对隔震前后阀厅结构进行模态分析和弹塑性时程分析,从结构动力特性、结构响应、结构耗能以及构件损伤等方面对比研究了原阀厅结构和隔震阀厅结构的抗震性能。分析结果表明:基底隔震能有效延长结构的自振周期,减小阀厅结构在地震作用下的基底剪力、顶点位移角;隔震支座耗散50%以上地震能量,使上部结构基本保持弹性状态,显著提升结构抗震性能水平。     

防恐建筑结构抗爆防护分类设防标准研究

针对我国尚未制订建筑结构抗爆防护设防标准,制约建筑结构抗爆设计工程应用的现状,研究了适合我国国情的建筑结构抗爆防护分类设防标准。对已发生典型爆炸袭击事件的规模进行了统计分析,确定了建筑结构的抗爆设防烈度;总结爆炸作用下建筑结构破坏特点,确定了建筑结构抗爆防护目标;基于抗爆设防烈度和抗爆防护目标,提出了建筑结构的抗爆防护等级。将建筑结构进行类别划分,确定了不同类别建筑结构的抗爆重要性等级;考虑主要影响因素,确定了建筑结构的爆炸易损性等级;采用风险分析的方法提出了建筑结构的爆炸风险等级。依据抗爆防护等级和爆炸风险等级,建立了建筑结构的抗爆设防标准。基于建筑结构抗爆重要性等级,提出了建筑结构的抗爆设防类别,进而建立了建筑结构的抗爆分类设防标准。     

±800kV普洱换流站高端阀厅结构设计

普洱换流站高端阀厅采用钢-钢筋混凝土框架剪力墙混合结构,文章重点论述了其结构模态分析、结构布置和节点连接等方面内容。并和全钢结构型式进行技术经济比较,提出了较为合适的±800kV换流站高端阀厅结构型式。     

带悬吊阀体的大型换流站阀厅结构地震反应分析

以大型换流站阀厅实际工程为背景,利用ABAQUS软件对悬挂阀前后的阀厅结构进行多遇地震作用下的非线性动力时程分析,研究悬吊设备自身以及阀厅结构在地震作用下的响应,探讨悬吊设备重量变化对阀厅结构的影响。分析表明阀厅结构扭转明显,但悬吊阀的重量的增大对阀厅结构影响不大。在水平地震作用下,悬吊阀对阀厅的影响较小;而竖向地震作用下,悬吊阀与阀厅的相互作用显著,阀体的加速度响应达到地震动输入峰值的5倍,屋架跨中上弦挂阀前后位移峰值相差达25%,阀厅结构设计中,应该考虑竖向地震作用下悬挂阀-阀体结构相互作用。     

装配式框架-嵌入式防火墙阀厅结构抗震性能研究

采用SAP2000软件建立换流站阀厅整体结构模型,包含纯框架模型、等效重量框架模型、框架-装配式防火墙模型、框架-剪力墙模型。对四种整体模型分别进行了模态分析、反应谱分析和地震动时程分析,通过对比不同模型之间的动力响应,探讨了装配式框架-嵌入式防火墙阀厅结构的动力特征和嵌入式防火墙对结构刚度的影响。     

竖向地震对柔性直流换流站大跨度阀厅结构影响分析

柔性直流换流站阀厅常常采用大跨度钢结构,由于阀厅结构的复杂性和重要性,应对其竖向地震响应进行分析。依托厦门柔性直流换流站工程,采用弹性时程分析法对大跨度阀厅结构的竖向地震响应进行计算分析。结果表明,不同于水平地震,竖向地震对阀厅屋盖弦杆及钢柱的轴力影响较大,其对重型屋盖阀厅结构的影响比轻型屋盖阀厅结构更为显著。此外,通过对不同跨度的重型屋盖阀厅钢结构在不同场地类别下的竖向地震响应的试算,推荐该类结构在7度0.15g时竖向地震影响系数可偏安全的取0.08。     

机器学习在煤粉着火敏感性预测中的应用

摘 要：为探究机器学习模型预测煤粉云最低着火温度（Minimum Ignition Temperature,MITc）的可行性,收集Godbert-Greenwal炉测试得到的煤粉云最小着火温度和影响因子数据,并分析了影响因子的关联性。利用AUC/ROC、Kappa系数、敏感性、特异性、MAE、RMSE等指标对三种机器学习模型在煤粉云最小着火温度和着火概率两方面的预测效果进行评价。结果发现：RSM模型的预测效果最差;RF模型在预测煤粉云MITc和着火概率时具有较好的精度和稳定性;Bagging模型在预测着火概率时AUC值均大于0.85,但预测MITc时效果较差。结果为煤粉云着火敏感性预测提供了一种新的研究思路。     

典型特高压换流变压器火灾数值模拟研究

通过文献调研及事故资料分析,阐释了特高压换流变压器的结构特点和事故工况。采用CFD 数值模拟技术,根据典型事故工况的油料状态、边界条件和环境条件等,设计5 个工况,研究典型特高压换流站变压器火灾的发生和发展过程。分析典型变压器火灾的燃烧形式、热释放速率大小及火源周边温度特性等,获得阀厅外壁面温度对阀厅的影响。设计可脱落式Boxin顶板时,应考虑其在火灾过程初期温度上升较慢、温度较低的特点。为创造换流变火源窒息熄灭的有利条件,应保证阀厅封堵及顶部Box-in 降噪板不受破坏,火灾时主动封闭下3 行散热风扇,阻止空气流入;阀厅封堵破坏时,可以将换流变压器正面散热风扇洞口全部封闭,阻止空气进入。     

大容量柔性直流换流站阀厅联合建筑结构选型及优化

大容量柔性直流换流站工艺复杂,布置紧凑。由于阀厅联合建筑体量大且各区域使用功能不用,造成联合建筑不同区域的跨度、层高及荷载差别巨大。厦门柔性直流换流站阀厅联合建筑通过概念设计,合理设置结构缝,使整个建筑各单体结构明晰,受力合理,提高了结构的抗震性能,减小温度应力影响。同时,根据阀厅跨度大、高度高、荷载重的特点,联合建筑阀厅采用综合效益最优的全钢结构,满足规范对结构承载力和位移要求。此外,屋面采用以压型钢板为底模表面浇筑混凝土的组合屋面以利于抗风防水。     

城际铁路地下站超大站厅防火分隔方案研究

针对某城际铁路地下换乘站站厅1.2×104 m2 的超大防火分区,为确定合理有效的防火分隔方案,采用预先危险性的分析方法对站厅火灾风险进行了辨识,提出了“防火卷帘”“挡烟垂帘”“防火隔离带”3 种基于建筑消防安全性能的防火分隔方案。从合规性、人员安全疏散、火灾蔓延和烟气控制等方面对各方案进行定性分析,并总结优缺点。采用FDS 和Pathfinder 分别构建火灾烟气和人员疏散模型对各方案的消防安全性进行验证,结果表明3 种防火分隔方案均能满足人员的安全疏散。     

某高铁站大空间出站层消防设计

以某高铁站出站厅为例,针对高铁站内大空间出站层用作地铁站人员疏散通道的消防设计方案展开研究。结合建筑特点,提出将人员疏散"准安全区"概念用于大空间出站层的方法,将出站层作为一个防火分区设计,出站厅和出站通道划分为不同的防烟分区,其中出站厅利用上站台楼梯口自然排烟,出站通道采用机械排烟的设计方法可以满足人员安全疏散的要求,但是必须保证出站通道机械排烟的有效性。     

地铁公共区正压送风临界风速分析

对地铁站台站厅公共区楼扶梯口正压送风挡烟临界风速进行了理论分析和数值模拟研究。结果表明,公共区正压送风挡烟临界风速会受到地铁站的空间结构及火灾多样化等诸多因素的影响;规范要求的公共区楼扶梯口1.5m/s的正压送风挡烟风速只能阻挡站台2.8MW火灾烟气不向站厅蔓延。考虑最不利情况,建议地铁站台站厅公共区楼扶梯口正压送风挡烟风速不应小于1.8m/s。