检索结果-南通市图书馆

作者：李锁内蒙古科技大学

学位级别：硕士

目前,蓄热式加热炉在投入使用后,随着使用时间变长、加热等影响因素逐渐增加,单耗逐渐增高,对双蓄热式烧嘴以及蓄热箱检查中,会发现在蓄热式加热炉高温区间中烧嘴砖会出现大面积被破坏、垮塌、损伤等严重情况。双蓄热式燃烧器是蓄热式... 详细信息

目前,蓄热式加热炉在投入使用后,随着使用时间变长、加热等影响因素逐渐增加,单耗逐渐增高,对双蓄热式烧嘴以及蓄热箱检查中,会发现在蓄热式加热炉高温区间中烧嘴砖会出现大面积被破坏、垮塌、损伤等严重情况。双蓄热式燃烧器是蓄热式加热炉的关键组成部分,但由于频繁的换向,造成烧嘴砖在恶劣的环境工作,导致蓄热式加热炉烧嘴砖的炉内侧最先遭受破坏,严重影响了蓄热式加热炉的使用寿命和节能减排效果。为了解实际生产中蓄热式烧嘴砖产生裂缝的原因,延长蓄热式加热炉的使用寿命。主要开展的工作有:(1)利用ANSYS WORKBENCH软件对蓄热式燃烧器烧嘴砖在典型工况下的传热过程进行数值模拟,得出了10s、20s和30s时刻温度分布及变化规律和烧嘴砖的热应力分布。对烧嘴砖喷口不同位置的热应力进行了数值模拟,得出结果:燃烧阶段,烧嘴砖空气侧喷口应力最大值位于B处,烧嘴砖煤气侧喷口应力最大值位于A处;排烟阶段,烧嘴砖空气侧喷口应力最大值位于B处,烧嘴砖煤气侧喷口应力最大值位于H处;一周期后,空气侧应力幅值变化最大的位置位于F,煤气侧应力幅值变化最大的位置位于E,烧嘴砖的最大热应力值与热应力变化最大位置不同。(2)探究蓄热式燃烧器烧嘴砖的不同预热温度和不同换向时间对烧嘴砖热应力变化的影响,结果得出:经过一个周期后,在烧嘴砖空气侧F处的预热温度越低此处热应力幅度越大;烧嘴砖煤气侧E处的预热温度越高此处热应力变化幅度越大。(3)通过将模拟数值与其实际破损情况对照分析,验证了数值模拟结果的可靠性,同时得出其损伤是由热冲击和热疲劳引起的,裂纹位于应力变化幅值最大区域,而非最大应力位置。(4)探究不同的蓄热式烧嘴砖材料和结构对其热应力幅值的影响,结果得出:AlO质量分数的不同,蓄热式烧嘴砖的最大应力变化幅度随线膨胀系数的增加而增加,在选择烧嘴砖的材料时尽量选用线膨胀系数小的;在满足蓄热式加热炉的热工特性的基础上,对烧嘴砖的通道结构进行改进,可以减少应力集中区域热应力的变化区间;烧嘴砖的高炉煤气喷口设计为圆孔,烧嘴砖的空气喷口为似矩形的喷口,这种方案是仿真效果最佳的。

关键词：双蓄热式烧嘴烧嘴砖温度场热应力场

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