增壓鍋爐汽包應力有限元分析.pdf

1、船用增壓鍋爐是利用渦輪增壓機組的壓氣機替代汽輪機鼓風機向鍋爐爐膛輸送具有一定壓力和溫度助燃空氣的鍋爐。汽包是鍋爐中重要的受壓元件，它連接上升管與下降管組成自然循環(huán)回路，同時接受省煤器來的給水，還向過熱器輸送飽和蒸汽，它是加熱、蒸發(fā)、過熱這三個過程的連接點。汽包運行工況極其復雜，不僅要承受內部較高的壓力，還要承受冷、熱態(tài)啟停及變負荷時的循環(huán)機械應力和熱應力，這些交變應力很容易產生疲勞破壞。因此，對鍋爐汽包展開應力分析，得出增壓鍋爐汽包穩(wěn)態(tài)

2、及啟動工況下應力的變化規(guī)律，為增壓鍋爐最優(yōu)啟動方案提供一定的理論支持，理論和實際意義重大。 運用ANSYS軟件建立了某增壓鍋爐汽包孔的三維模型，對汽包內壓應力、熱應力以及總應力分布進行三維有限元數(shù)值模擬分析。模擬得出了6.5MPa壓力下的穩(wěn)態(tài)內壓機械應力以及壓力從常壓增加到6.5MPa時的瞬態(tài)應力，上下汽包壁溫差相差52℃和78℃的穩(wěn)態(tài)熱應力和從常溫增加到兩種溫度工況下的瞬態(tài)熱應力。最后計算出壓力以及不同溫度共同作用下的穩(wěn)態(tài)總應

3、力和不同啟動方案下的瞬態(tài)總應力。得到了汽包的應力集中狀況，并根據(jù)應力值和材料特性對汽包進行了強度評定，為汽包的安全運行和設計提供了依據(jù)。 模擬結果表明：此型增壓鍋爐內壓最大應力值是在汽包孔沿軸向截面的內點(通常所說的A點)，跟壓力值大小成正比；而熱應力值分布相對復雜，在水汽交接面較大一點，與上下汽包溫差成正比?？倯κ莾葔簯蜔釕Φ氖噶亢停贏點總應力值比機械應力小，這說明適當大小的熱應力對內壓應力有削弱作用，而在孔區(qū)的汽包