循環(huán)流化床鍋爐一次風(fēng)管道結(jié)構(gòu)優(yōu)化及流固耦合分析.pdf

1、鍋爐機(jī)組在設(shè)計(jì)、建造過程中，考慮空間的有效利用，煙風(fēng)系統(tǒng)存在很多彎管。由于彎管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，管內(nèi)流體呈現(xiàn)復(fù)雜的流動(dòng)特性，如速度分布不均、氣固兩相流在彎管附近形成分離區(qū)等。這些流動(dòng)特性會(huì)造成流體總壓和能量損失，會(huì)造成風(fēng)量測(cè)量不準(zhǔn)、管道振動(dòng)等。
　　首先，本文針對(duì)循環(huán)流化床鍋爐熱一次風(fēng)管道的彎頭多、直管段較短的特殊結(jié)構(gòu)，提出在直管段入口位置加裝柵格導(dǎo)流器。利用商業(yè)軟件ANSYS workbench對(duì)柵格導(dǎo)流器結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，包括確定導(dǎo)流

2、器的柵格數(shù)量、柵格高度、柵格與管道軸線夾角和柵格板厚度等。優(yōu)化結(jié)果為在導(dǎo)流器柵格數(shù)量為4×4、并分別與管道軸線成10°夾角、導(dǎo)流板高度為240mm、厚度為4mm時(shí)，均流效果較好、阻力損失較小。
　　其次，將理論分析的優(yōu)化結(jié)果在循環(huán)流化床鍋爐上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)在三個(gè)工況下測(cè)試了安裝導(dǎo)流器后熱一次風(fēng)管道內(nèi)風(fēng)量測(cè)量裝置位置的風(fēng)速分布。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，加裝導(dǎo)流器后，一次風(fēng)管道內(nèi)的風(fēng)速分布較均勻，說明導(dǎo)流器起到了均流效果。同時(shí)，模擬結(jié)果與

3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的吻合較好，說明模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性較高。
　　最后，采用單向流固耦合的方法，利用ANSYS workbench軟件，對(duì)加裝導(dǎo)流器前后的熱一次風(fēng)管道進(jìn)行了靜力學(xué)、模態(tài)、諧響應(yīng)、疲勞分析。靜力學(xué)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，加裝導(dǎo)流器后，各工況下一次風(fēng)管最大變形及最大應(yīng)力比添加導(dǎo)流器前有小幅增加，說明導(dǎo)流器的添加對(duì)一次風(fēng)管結(jié)構(gòu)有影響，不過影響很?。荒B(tài)分析發(fā)現(xiàn)，添加導(dǎo)流器后的一次風(fēng)管道比添加導(dǎo)流器前的各級(jí)固有頻率要??；諧響應(yīng)分析發(fā)現(xiàn)，添加導(dǎo)流器后的