超临界锅炉水冷壁鳍片超温现象分 析.pdfVIP

第5期 锅 炉 制 造 No．5 2016年9月 B0ILER MANUFACTURING Sep．2016 超临界锅炉水冷壁鳍片超温现象分析 杨必应，杨见森，王义厢 ，夏红伟 (安徽省特种设备检测院，安徽 合肥 230051) 摘 要：为了得到某电厂受损水冷壁鳍片的失效模式及其影响因素 ，对其进行了金相分析并建立一个圆柱体 导热模型，推导出鳍片温度场的微分方程。运用边界条件得到方程的特解 ，计算出该锅炉运行参数下超温处 鳍片半径上限值。利用有限元模拟的方法 ，得到鳍片的温度场云图，并给出鳍片温度随其厚度、宽度和热流密 度等因素的关系式。结合理论公式 ，提出相应预防措施。 关键词：水冷壁鳍片；导热模型；微分方程；边界条件；有限元模拟 中图分类号 ：TK228 文献标识码：A 文章编号：CN23—1249(2016)05—0030—04 Analysisofsupercriticalboilerwaterwallfin overtemperaturephenomena ngBiying， ngJiansen，WangYixiang，XiaHongwei (AnhuiSpecialEquipmentInspectionInstitute，Hefei230051，China) Abstract：Thephenomenaofwaterwallfinovertemperaturewasf0undinapowerplantboilerbymet- allographicanalysis．Tostudythisover—allheattransferprocessaheatconductionmodelofwater- wallfintemperaturefieldwasestablished．A differentialequationofwaterwallfintemperaturefield andthemaximum allowableradiusofthispartwaterwallfinweresolvedbytheboundaryconditions． Thetemperaturefieldimageofwaterwallfinwasgivenandgotthechartbetweenwaterwallfintem- peratureandfin thickness．Atlast，severalsugesstionsthatguidedby themathematicalformula weregiventopreventthewaterwallfinovertemperature． Keywords：waterwallfin；heatconductionmodel；differentialequation；boundaryconditions；numeri— calanalysis 有随着锅炉参数、炉膛热负荷、热流密度的增大而 0 引 言 重新设计鳍片的规格参数，导致在锅炉运行的过 近些年超临界锅炉投入运行的机组数量增长 程中由于其宽度过大，受到水冷壁的冷却作用过 很快，我国也从先前完全引进国外的锅炉设计、制 小而造成烧损，开裂等损伤模式。 造技术到如今具备了自主生产和研发超临界锅炉 1 问题的引入 的能力。为了增强换热，电站锅炉水冷壁均设计 为膜式壁的形式 ，然而国内超临界锅炉膜式水冷 某电厂超临界锅炉最大连续蒸发量 1955t／h， 壁鳍片宽度和厚度的选择还是依据亚临界锅炉的 额定出口温度 571 ，额定出口压力