增压锅炉汽包疲劳损伤在线监测系统的研究

作     者：李斌 史良宵 陈丰 李彦军 

作者机构：华北电力大学能源动力与机械工程学院河北保定071003 哈尔滨工程大学动力与能源工程学院黑龙江哈尔滨150001 

出 版 物：《热能动力工程》 (Journal of Engineering for Thermal Energy and Power)

年 卷 期：2015年第30卷第6期

页      面：885-891,971-972页

学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主　　题：锅炉汽包 耦合解法 温度场 应力分布 在线监测 疲劳损伤 

摘      要：针对增压锅炉汽包外壁局部受热的特点,提出了基于导热正反问题耦合求解的汽包瞬态温度场计算方法,并开发了疲劳破坏在线监测系统。根据汽包外壁是否受热将汽包截面划分为外壁受热和不受热两个区域,分别采用导热正、反问题求解两区域温度场,对于耦合边界区域,将反问题解法求得的交界温度值赋值给正问题解法作为已知边界条件,从而实现正反问题耦合,得到整个汽包的温度场。然后运用有限元方法,按照平面应变问题对上述汽包截面的瞬态应力进行求解。在此基础上,开发了汽包疲劳破坏在线监测系统,达到对锅炉汽包疲劳损伤在线监测并指导运行的目的。利用ANSYS(材料应力分析)对某锅炉冷态启动过程汽包温度场与应力场进行了计算,对本研究的方法进行了验证。结果表明,温度场和应力场的结果吻合很好,各误差均在5%以内,能满足工程应用的需要;对汽包寿命影响最大的是数值较大的应力循环。