300MW自然循環(huán)鍋爐汽包壽命的預(yù)測方法.pdf

1、近年來，隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，用電的需求日益增加，電網(wǎng)容量和峰谷差越來越大，就需要大容量機組參與調(diào)峰。在機組頻繁啟停和變負荷運行中，鍋爐汽包要承受由于壓力變化引起的機械應(yīng)力和劇烈的溫度變化引起的熱應(yīng)力，同時，在實際運行中，由于啟動方式不能嚴(yán)格按啟動規(guī)程所規(guī)定的啟動曲線運行，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，對鍋爐汽包等受壓部件壽命損耗進行估算在對于指導(dǎo)鍋爐運行，提高火電機組的安全性、經(jīng)濟性和現(xiàn)代化管理具有非常重要的意義。 本課題以300MW鍋爐機組為例，采用三維有限元理論并利用國際大型通用有限元計算軟件ANSYS9.0，對汽包的冷態(tài)啟動、熱態(tài)啟動、快速冷態(tài)啟動、正常停機和鍋爐滅火五種工況下的溫度場、熱應(yīng)力場、機械應(yīng)力場和總應(yīng)力場進行了計算與比較分析。在啟停過程中，鍋爐汽包金屬壁內(nèi)溫度的變化和分布是一個相

3、當(dāng)復(fù)雜的不穩(wěn)定導(dǎo)熱問題。因此，在對汽包進行三維有限元分析時，對其模型進行簡化假設(shè)，取1/4汽包作為研究模型，在進行總應(yīng)力計算時采用的是熱一結(jié)構(gòu)耦合的方法。本文通過計算分析得到了汽包所受機械應(yīng)力和總應(yīng)力的最危險點是汽包與下降管聯(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、應(yīng)力場進行了分析比較，得出快速冷態(tài)啟動時的熱應(yīng)力、機械應(yīng)力和總應(yīng)力都是五種工況下最大的。 本文把應(yīng)力計算得到的結(jié)果，根據(jù)美國ASM