300MW自然循環(huán)鍋爐汽包壽命的預(yù)測(cè)方法.pdf

1、近年來(lái)，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，用電的需求日益增加，電網(wǎng)容量和峰谷差越來(lái)越大，就需要大容量機(jī)組參與調(diào)峰。在機(jī)組頻繁啟停和變負(fù)荷運(yùn)行中，鍋爐汽包要承受由于壓力變化引起的機(jī)械應(yīng)力和劇烈的溫度變化引起的熱應(yīng)力，同時(shí)，在實(shí)際運(yùn)行中，由于啟動(dòng)方式不能?chē)?yán)格按啟動(dòng)規(guī)程所規(guī)定的啟動(dòng)曲線(xiàn)運(yùn)行，致使熱應(yīng)力超限，這些都必然加速汽包的疲勞壽命損耗。眾所周知，汽包是鍋爐承壓部件中最重要的部件之一，汽包中存儲(chǔ)著幾噸甚至幾十噸高溫高壓蒸汽和飽和水，一旦汽包破裂發(fā)

2、生爆炸后果將不堪設(shè)想。因此，對(duì)鍋爐汽包等受壓部件壽命損耗進(jìn)行估算在對(duì)于指導(dǎo)鍋爐運(yùn)行，提高火電機(jī)組的安全性、經(jīng)濟(jì)性和現(xiàn)代化管理具有非常重要的意義。 本課題以300MW鍋爐機(jī)組為例，采用三維有限元理論并利用國(guó)際大型通用有限元計(jì)算軟件ANSYS9.0，對(duì)汽包的冷態(tài)啟動(dòng)、熱態(tài)啟動(dòng)、快速冷態(tài)啟動(dòng)、正常停機(jī)和鍋爐滅火五種工況下的溫度場(chǎng)、熱應(yīng)力場(chǎng)、機(jī)械應(yīng)力場(chǎng)和總應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行了計(jì)算與比較分析。在啟停過(guò)程中，鍋爐汽包金屬壁內(nèi)溫度的變化和分布是一個(gè)相

3、當(dāng)復(fù)雜的不穩(wěn)定導(dǎo)熱問(wèn)題。因此，在對(duì)汽包進(jìn)行三維有限元分析時(shí)，對(duì)其模型進(jìn)行簡(jiǎn)化假設(shè)，取1/4汽包作為研究模型，在進(jìn)行總應(yīng)力計(jì)算時(shí)采用的是熱一結(jié)構(gòu)耦合的方法。本文通過(guò)計(jì)算分析得到了汽包所受機(jī)械應(yīng)力和總應(yīng)力的最危險(xiǎn)點(diǎn)是汽包與下降管聯(lián)接的縱向截面內(nèi)轉(zhuǎn)角處，熱應(yīng)力最大值發(fā)生在汽水交界面處。并將各工況下的溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行了分析比較，得出快速冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)的熱應(yīng)力、機(jī)械應(yīng)力和總應(yīng)力都是五種工況下最大的。 本文把應(yīng)力計(jì)算得到的結(jié)果，根據(jù)美國(guó)ASM