鍋爐啟動(dòng)系統(tǒng)分離器汽水引入管布置研究.pdf

1、汽水分離器是火電鍋爐啟動(dòng)系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，其分離性能及其結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度關(guān)系到鍋爐的安全和效率。在汽水分離器的設(shè)計(jì)中，汽水混合物進(jìn)口接管處的斜開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)十分關(guān)鍵。這些開(kāi)孔超出了現(xiàn)有壓力容器規(guī)范所規(guī)定的范圍，沒(méi)有合適的規(guī)范可以遵循。鍋爐行業(yè)在設(shè)計(jì)汽水分離器斜開(kāi)孔時(shí)，將斜開(kāi)孔等效為正交開(kāi)孔后按照等面積補(bǔ)強(qiáng)法進(jìn)行設(shè)計(jì)，該方法在理論上沒(méi)有合適的依據(jù)。在對(duì)汽水混合物進(jìn)口接管進(jìn)行布置時(shí)，現(xiàn)有的汽水分離器幾乎都采用六根接管布置于同一標(biāo)高層的方式，開(kāi)孔之間的相

2、互影響較為嚴(yán)重。本文采用有限元分析軟件ANSYS，對(duì)汽水分離器的斜開(kāi)孔強(qiáng)度進(jìn)行了分析。分別采用ANSYS和計(jì)算流體力學(xué)軟件CFX，對(duì)不同的布置方式下汽水混合物引入管的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和分離性能進(jìn)行了分析。
　　本文采用有限元分析法，對(duì)斜開(kāi)孔的平面展開(kāi)模型和其等效橢圓孔、等效圓孔之間的應(yīng)力進(jìn)行了對(duì)比。采用三維有限元模型，對(duì)斜開(kāi)孔結(jié)構(gòu)和等效正交開(kāi)孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行了對(duì)比分析。結(jié)果表明，目前工程中采用的斜開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì)方法是保守的。在進(jìn)行汽水分離器的斜

3、開(kāi)孔設(shè)計(jì)時(shí)，極限載荷分析法要比線彈性分析法更為合理。
　　調(diào)整汽水混合物引入管的布置方式，分別采用ANSYS及CFX分析了不同的布置方式下的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和分離性能。研究結(jié)果表明，汽水分離器進(jìn)口接管采用單層布置優(yōu)于雙層布置。單層布置時(shí)，接管數(shù)量對(duì)強(qiáng)度影響不大，但其對(duì)分離器效率影響顯著。3個(gè)接管單層、4個(gè)接管單層、6個(gè)接管單層布置分離性能相當(dāng)，雙層布置和2個(gè)接管單層布置分離性能明顯低于其它方案。綜合考慮強(qiáng)度、分離性能、材料利用及制造等因素