超临界煤粉锅炉高温过热器出口联箱应力分析 - 东北电力大学.pdf

第37卷第1期　 东 北 电 力 大 学 学 报 Vol.37,No.1 2017年2月 Journal Of Northeast Electric Power University Feb. ,2017 - - - 文章编号:1005 2992(2017)01 0053 07 超临界煤粉锅炉高温过热器出口 联箱应力分析 1 1 2 卢洪波 ,姚建龙 ,张超 (1.东北电力大学 能源与动力工程学院,吉林 吉林 132012;2.福建大唐国际宁德发电有限责任公司,福建 宁德355006) 摘　 　 　 要:以某电厂600MW锅炉高温过热器出口联箱为研究对象,通过有限元软件ANSYS对模型 温度场的分布、热应力的分布、机械应力的分布和总应力的分布进行计算,找出应力最大点MX,并对该 点进行重点研究分析,得出了热应力与内外壁温差、温度变化率以及机械应力与联箱内蒸汽压力的变化 关系,并确定了总应力与热应力和机械应力的关系,得出联箱总应力值的大小接近机械应力值。 关 键 词:ANSYS;温度场;温度变化率;应力 中图分类号:TK225　 　 　 　 文献标识码:A 电力产业是国民经济的基础产业,是关系着国民经济的民生产业,是国民经济的第一产业,是世界 [1] 各国发展的战略性优先产业。 随着中国经济的发展飞速,对电力的需求又上一个新台阶 。 2013年全 国装机总量为12.5亿千瓦,位居全世界第一。 2014 年,全国社会用电总量为5.5233亿千瓦时,同比增 长3.8%。 2015年发电总量为6.0038亿千瓦,2015 年我国电力装机总容量为14.9亿千瓦,2020 年将 [2] 达到20亿万千瓦,2050年将达到38亿千瓦 。 随着用电总量的增加,我国用电峰谷差值也在增大,最 [3] 大的时候可达50%,而用电峰谷差值的增大主要是由于用电结构和地方经济发展的不平衡造成的 。 为了解决用电峰谷差值大的问题,我国新建了大批的600 MW超临界煤粉锅炉作为调峰机组。 调峰机 [4] 组具有以下两大特点:第一,负荷变化剧烈;第二,启动频繁 。 在调峰运行过程中,锅炉的载荷部件应力波动变化幅度较大,对机组造成极大损耗,成为机组安全 [5,6] [7,8] 运行的重大隐患 。 锅炉承压部件的损坏70%是因交变热应力而导致的疲劳损坏 ,这就不得不对 锅炉承压部件进行热应力的分析。 高温过热器出口联箱是锅炉承压部件中承受的温度最高、压力最大 [9] 的部件,联箱能否安全运行直接影响电厂的安全运行和经济效益 。 因此,有必要对此结构进行重点 的研究分析。 1　 模型的建立和边界条件的确定 1.1　 模型的确定 本文所研究的对象为某电厂600 MW锅炉高温过热器出口联箱,联箱筒身的直径为635mm,壁厚为 136mm,筒身均匀分布64排蒸汽引入管,每排10根外接管,外接管的直径为46mm,壁厚为11.3mm,相邻 两排蒸汽引入管横向间距304.8mm。 联箱轴向示意图如图1所示,径向示意图如图2所示。 - - 收稿日期:2016 03 07 基金项目:吉林省科技发展计划重点资助项