超临界锅炉变负荷调峰运行的有限元分析
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有限元分析结果表明:传热恶化时,在传热恶化区域管子向火侧顶点温度升高,内外壁温差增人,在向火侧形成较人的集中型压应力,应力人小主要与向火侧热负荷及工质侧的传热系数有关,一定条件下,能够发生金属温度超出材料许用温度和材料屈服的情况,导致材料发生破坏。
由于超临界锅炉是变负荷调峰运行,炉内燃烧条件和锅内工质的物性参数都处于动态调整的过程中,水冷壁的局部传热恶化不会长时间保持,当工质的压力和温度分布特征发生变化后,水冷壁的局部传热恶化现象消失,水冷壁管恢复正常传热,壁温恢复正常。如果引发水冷壁传热恶化是由于锅炉设计或运行因素造成的,则对应区域水冷壁传热恶化会以一定的时间周期反复出现,导致水冷壁受到交变应力作用,导致管材产生横向裂纹。
通过以上的分析和计算结果表明垂直管圈的超超临界锅炉的传热恶化对水冷壁管的温度和热应力有重要影响,具体结论如下:
(1)传热正常时,鳍片处温度和热应力比管子向火侧顶点高,热负荷极端高情况下,会发生屈服而更容易发生破坏,这是水冷壁管宽鳍片容易产生裂纹的重要原因。

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