氧化層厚度對(duì)高溫受熱面溫度和應(yīng)力分布影響的研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，新投產(chǎn)的機(jī)組逐漸地向大容量、高參數(shù)的方向發(fā)展。機(jī)組采用高參數(shù)后對(duì)管道的金屬材質(zhì)提出了更高的要求，主要表現(xiàn)為會(huì)屬的許用溫度及抗氧化溫度的提高。運(yùn)行溫度的升高使鍋爐高溫受熱面管道的蒸汽側(cè)氧化問(wèn)題同益受到關(guān)注。因此，本文針對(duì)蒸汽側(cè)氧化層對(duì)高溫受熱面溫度和應(yīng)力分布的影響進(jìn)行了研究，以期對(duì)管道的設(shè)計(jì)和實(shí)際應(yīng)用中鍋爐的操作與維護(hù)提出合理建議，有利于提高機(jī)組運(yùn)行的安全和可靠性。
　　 文中建立了帶有蒸汽側(cè)氧化層的管道的數(shù)值

2、分析模型，并對(duì)各部分的換熱過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)分析，在計(jì)算得出換熱工質(zhì)在不同溫度下的物性參數(shù)后，運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)公式的推導(dǎo)確定了管道內(nèi)外壁面在不同的給定工況下的換熱邊界條件。結(jié)合ANSYS有限元分析的方法，對(duì)鍋爐高溫對(duì)流受熱管道的傳熱過(guò)程進(jìn)行了計(jì)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(shí)，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(jì)算了管壁內(nèi)的熱-應(yīng)力耦合場(chǎng)，得出了蒸汽溫度和

3、煙氣溫度擾動(dòng)下管道內(nèi)的溫度和應(yīng)力響應(yīng)情況。
　　 通過(guò)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(yīng)力增大。對(duì)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(yùn)行中進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)。管徑對(duì)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(dòng)幅度下，蒸汽溫度的變化對(duì)管道各個(gè)界面溫度和等效應(yīng)力的影響遠(yuǎn)大于煙氣溫度擾動(dòng)。因此管材的選擇和實(shí)際運(yùn)行中均需要綜合考慮壁溫