随着经济快速发展，工业烟尘、粉尘排放逐年上升，中国大气污染治理形势日益严峻。袋式除尘器除尘效率高，在冶金、水泥、电力等高粉尘排放行业获得广泛应用，并且在设备大型化方面中国已居于国际领先地位。然而大型化后，结构轻质化、模块化结构的可靠装配和焊接变形控制等问题异常突出，已成为限制袋式除尘技术进一步发展的瓶颈。近年来，先后发生多起由结构隐患引起的设备垮塌事故，造成严重的人员伤亡和经济损失。2003年以来，在科技部863项目和一些企业委托课题支持下，课题组系统开展了大型袋式除尘器结构优化设计和虚拟装配系列关键技术的研究及应用推广工作。成果主要内容有(1)发展了不同结构类型袋式除尘器快速参数化建模、环境荷载与工况荷载自动组合、整体计算中复杂花板结构简化、整体和局部联合计算、非线性多约束结构优化等复杂关键技术，首次开发了袋式除尘器结构计算和优化设计软件；(2)提出了基于世界树的实体层次系统结构建模框架，率先设计并实现了大型模块化袋式除尘器虚拟装配软件；(3)提出了固有应变加载的温度载荷法，分析了主要结构焊接应力和应变分布及变化规律，并通过实验对比验证，提出了反变形法消除焊接变形的控制方法。取得了2项软件著作权，申请了2项实用新型专利，发表了22篇学术论文。成果技术指标先进，可以节省袋式除尘器耗钢量约15%，缩短设计周期超过30%，消除70%以上的施工焊接变形，确保设备长期安全稳定运行。已在3家袋式除尘器骨干设计生产企业获得应用，并通过它们应用到国内外200多家企业，其中仅3家企业到出具应用证明年份止的经济效益就达1.079亿元，经济和社会效益相当显著。成果解决了限制袋式除尘器向大型化、模块化方向发展的技术瓶颈问题，为中国袋式除尘器的设计制造、使用维护和事故分析等提供急需的技术支持，可以有效提升中国袋式除尘技术水平，极大地推动行业科技进步。以朱建士院士为主任的湖北省鉴定委员会一致认为“项目成果在大型袋式除尘器结构快速建模、模块化快装虚拟技术和焊接变形控制技术方法及其在袋式除尘器结构设计制造、使用维护和故障处理的综合应用方面达到了国际先进水平，具有广阔的工程应用前景”。某袋式除尘器计算模型大型模块化袋式除尘器的虚拟装配焦作电厂3#炉220MW机组除尘器北京大兴康庄供热厂集中供热项目袋式除尘器