氧化層厚度對高溫受熱面溫度和應力分布影響的研究.pdf

1、隨著經濟的不斷發(fā)展，新投產的機組逐漸地向大容量、高參數(shù)的方向發(fā)展。機組采用高參數(shù)后對管道的金屬材質提出了更高的要求，主要表現(xiàn)為會屬的許用溫度及抗氧化溫度的提高。運行溫度的升高使鍋爐高溫受熱面管道的蒸汽側氧化問題同益受到關注。因此，本文針對蒸汽側氧化層對高溫受熱面溫度和應力分布的影響進行了研究，以期對管道的設計和實際應用中鍋爐的操作與維護提出合理建議，有利于提高機組運行的安全和可靠性。
　　 文中建立了帶有蒸汽側氧化層的管道的數(shù)值

2、分析模型，并對各部分的換熱過程進行了詳細分析，在計算得出換熱工質在不同溫度下的物性參數(shù)后，運用經驗公式的推導確定了管道內外壁面在不同的給定工況下的換熱邊界條件。結合ANSYS有限元分析的方法，對鍋爐高溫對流受熱管道的傳熱過程進行了計算，并得出了在不同的管道尺寸，蒸汽流量，蒸汽溫度，蒸汽壓力以及煙氣溫度時，管道的外壁面，氧化層/基體界面以及氧化層/蒸汽界面的溫度隨氧化層厚度的變化情況；最后分析計算了管壁內的熱-應力耦合場，得出了蒸汽溫度和

3、煙氣溫度擾動下管道內的溫度和應力響應情況。
　　 通過文中分析發(fā)現(xiàn)氧化層的存在大大影響管道的傳熱性能，且氧化層的增厚使得管壁基體厚度減薄，使得應力增大。對管道壁溫影響的各因素中蒸汽流量變化的影響最為劇烈，因此需要在運行中進行重點監(jiān)測。管徑對傳熱性能的影響主要體現(xiàn)在壁厚方面，管壁厚度越大則壁面溫度越高。相同的擾動幅度下，蒸汽溫度的變化對管道各個界面溫度和等效應力的影響遠大于煙氣溫度擾動。因此管材的選擇和實際運行中均需要綜合考慮壁溫