增壓鍋爐汽包瞬態(tài)溫度場與應(yīng)力場分析及在線監(jiān)測.pdf

1、汽包是增壓鍋爐最大的高溫厚壁承壓部件，在鍋爐啟、停過程及變負(fù)荷運(yùn)行時汽包的溫度與應(yīng)力變化劇烈，頻繁的應(yīng)力變化將引起疲勞壽命損耗。因此開發(fā)增壓鍋爐汽包在線監(jiān)測系統(tǒng)，用于實(shí)時監(jiān)測汽包溫度與應(yīng)力分布，對鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重要意義。如何在提高汽包溫度場和應(yīng)力場計算精度的同時又能保證較高的計算效率，是增壓鍋爐汽包在線監(jiān)測系統(tǒng)研究的關(guān)鍵。
　　針對增壓鍋爐汽包外壁受熱的特點(diǎn)，提出了基于導(dǎo)熱正反問題耦合解法的汽包瞬態(tài)溫度場計算方法，通過編程求

2、得整個汽包截面的溫度場；然后在此基礎(chǔ)上運(yùn)用有限元方法，按照平面應(yīng)變問題對汽包截面的瞬態(tài)理論應(yīng)力進(jìn)行求解分析。
　　為了校驗(yàn)程序的計算精度，采用Ansys對某增壓鍋爐一次冷態(tài)啟動過程汽包三維瞬態(tài)溫度場與應(yīng)力場進(jìn)行了數(shù)值模擬，同時計算了二維瞬態(tài)理論應(yīng)力。結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行溫度場對比，發(fā)現(xiàn)耦合解法對復(fù)雜邊界條件具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。通過三維應(yīng)力與理論應(yīng)力的對比，計算相應(yīng)的應(yīng)力集中系數(shù)對二維有限元程序計算應(yīng)力進(jìn)行修正，能夠快速精確的得到汽包的應(yīng)