本文選題：W型火焰鍋爐 + 水冷壁管變形　； 參考：《華東理工大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：本文針對(duì)某熱電公司600MW "W"型火焰鍋爐前墻水冷壁多處出現(xiàn)大面積變形的情況,運(yùn)用有限元仿真方法進(jìn)行了熱分析、穩(wěn)定性分析和燃燒分析,根據(jù)分析結(jié)果總結(jié)出導(dǎo)致水冷壁變形的因素并提出合理化建議,對(duì)于鍋爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有實(shí)際指導(dǎo)意義。首先在ANSYS軟件中使用APDL編程方法建立水冷壁的二維有限元數(shù)值模型,分析水冷壁在無(wú)垢、外壁結(jié)垢和內(nèi)壁結(jié)垢三種工況下的溫度場(chǎng)分布規(guī)律,比較三種工況下溫度分布的不同之處,結(jié)果表明內(nèi)壁結(jié)垢會(huì)使管壁溫度顯著升高。進(jìn)一步建立水冷壁三維模型,合理簡(jiǎn)化模型和邊界條件,分析其在三種工況下的溫度、變形和應(yīng)力分布特點(diǎn)。其溫度場(chǎng)分析結(jié)果與二維模型下相吻合,內(nèi)壁結(jié)垢是引起水冷壁管過(guò)熱的主要因素。變形分析結(jié)果表明內(nèi)壁結(jié)垢會(huì)最大程度地阻礙水冷壁管屏向下釋放熱變形,同時(shí)垂直于管屏方向的變形量也顯著增大。應(yīng)力分析結(jié)果表明,內(nèi)壁結(jié)垢會(huì)造成垢層區(qū)域應(yīng)力顯著增大,并引起垢層上方區(qū)域的應(yīng)力增大。在熱應(yīng)力分析的基礎(chǔ)上,本文又對(duì)三種工況下的管屏進(jìn)行了特征值屈曲分析,與無(wú)垢工況下相比,外壁結(jié)垢工況下的穩(wěn)定性系數(shù)和模態(tài)無(wú)明顯變化。內(nèi)壁結(jié)垢時(shí),穩(wěn)定系數(shù)顯著減小,并且失穩(wěn)模態(tài)也有不同之處。結(jié)合之前的熱分析結(jié)果說(shuō)明內(nèi)壁結(jié)垢引起水冷壁的變形可能性最大,需要對(duì)水冷壁除垢。最后利用Fluent軟件對(duì)鍋爐進(jìn)行燃燒模擬。通過(guò)分析爐內(nèi)溫度場(chǎng)、速度場(chǎng)以及過(guò)量空氣系數(shù)分布,發(fā)現(xiàn)燃燒中心偏高,配風(fēng)比需調(diào)整,針對(duì)發(fā)現(xiàn)的不足提出增大乏氣進(jìn)氣速度等合理性建議。本文分析方法及結(jié)論為解決電廠鍋爐同類問(wèn)題提供了參考。
[Abstract]:In this paper, thermal analysis, stability analysis and combustion analysis of the front wall of 600MW "W" flame boiler with finite element simulation method are carried out in view of the large area deformation of the front wall of a 600MW "W" flame boiler. According to the analysis results, the factors leading to the deformation of the water wall are summarized and some reasonable suggestions are put forward, which is of practical significance for the safe and stable operation of the boiler. Firstly, the two-dimensional finite element numerical model of water wall is established by using APDL programming method in ANSYS software, and the distribution of temperature field of water wall under three working conditions of no scale, outside wall scaling and inner wall scaling is analyzed. The difference of temperature distribution in three conditions is compared. The results show that the inner wall scaling can make the tube wall temperature increase significantly. Furthermore, the three-dimensional model of water wall is established, the model and boundary conditions are reasonably simplified, and the characteristics of temperature, deformation and stress distribution under three working conditions are analyzed. The results of temperature field analysis are in good agreement with the two-dimensional model, and the scaling of the inner wall is the main factor that causes the water wall tube to overheat. The results of deformation analysis show that the scaling of the inner wall will hinder the downward release of thermal deformation to the maximum extent, and the amount of deformation perpendicular to the tube panel will increase significantly. The results of stress analysis show that scaling on the inner wall will cause the stress of the scale layer to increase significantly and the stress of the area above the scale layer will increase. On the basis of thermal stress analysis, the eigenvalue buckling analysis of the tube screen under three conditions is carried out. The stability coefficient and mode of the outer wall under the scaling condition are not obviously changed compared with those under the non-scale condition. When the inner wall is fouled, the stability coefficient decreases significantly, and the instability modes are different. Combined with the results of thermal analysis before, it is shown that the possibility of water wall deformation caused by scaling on the inner wall is the greatest, and the scale removal of the water wall is needed. Finally, the boiler combustion simulation is carried out by fluent software. By analyzing the temperature field, velocity field and excess air coefficient distribution in the furnace, it is found that the combustion center is on the high side and the air distribution ratio needs to be adjusted. The methods and conclusions of this paper provide a reference for solving the similar problems of power plant boilers.
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TE963

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