基于传递函数的锅炉汽包热应力模型

对锅炉汽包的热应力求解,从控制的角度得出了内壁和外壁对蒸汽温升率单位阶跃的响应函数模型。根据这个结果,可以将此模型计算出的热应力和机械应力合成计算汽包或联箱的应力幅。这个模型非常适合于在线问题的实现,可以应用于锅炉汽包寿命在线监测系统或锅炉快冷装置中。     

自然循环锅炉汽包壁温差的形成及控制

影响自然循环锅炉升压和停炉过程的主要因素是热应力和机械应力。充分了解掌握自然循环锅炉的特性对锅炉的启停速度的控制是很有必要的。文章就汽包在锅炉启停中各部产生温差的机理对锅炉影响和控制方法展开讨论。汽包启动的影响有上水过程中的汽包内外壁温差、点火升压过程中的上下壁温差和汽包与连接管的温差等产生的热应力和机械应力。停炉过程中汽包上下壁也会产生温差，而且因温差产生的热应力和机械应力比升压过程中产生的应力更危险，因此要格外注意。解决方案及控制措施是控制上水的速度和温度、升温升压的速度、停炉的时间、降温速度、水位及放水的温度和锅炉点火升压的方法等。     

超临界锅炉冷态启动汽水分离器温度场和应力场的数值分析

以600 MW超临界锅炉汽水分离器为研究对象,采用三维有限元方法,对冷态启动过程中汽水分离器的温度场、应力场进行了分析,得到了冷态启动过程中汽水分离器的温度分布,以此为基础计算了热应力、机械应力以及两者耦合的总应力的变化规律。结果表明,在汽水分离器汽水引入管区域存在较大的应力集中,最危险部位位于筒体内壁靠近汽水引入管的椭圆孔长轴处。     

锅炉汽包复杂应力状态及低周疲劳寿命研究

基于锅炉汽包在冷热态起停等工况下的试验结果,采用有限元法模拟汽包实际结构,对其在介质压力、温度、水重以及自重等复杂载荷下的应力状态进行了计算和分析。研究表明,介质压力引起的机械应力和三维温度场引起的温差应力中,机械应力占主导位置;汽包纵向截面上壳体与下降管接头相连接的内壁拐角处,由于几何结构不连续造成的应力集中程度最严重。对汽包的低周疲劳损耗寿命进行了分析。     

马头发电厂#8机汽包补焊残余应力分析

通过对马头电厂＃８机组锅炉汽包分散降水管缺陷处理过程中的残余应力分析,以及对处理后的产应力测量,证明汽包分散降水管的缺陷处理可以不进行规程要求的６００℃以上的热处理。     

锅炉启动和停止过程汽包应力状况分析

最近几年国内一些高压锅炉汽包陆续发生裂纹缺陷,尤其是集中下降管锅炉内插式接管座“K”型坡口的汽包,发生在沿下降管环焊缝裂纹或严重超标缺陷.这些裂纹缺陷如果不采取措施,对锅炉安全运行威胁很大.为了分析这些锅炉汽包产生裂纹的原因,除对汽包材质,焊接工艺,检验标准等进行分析研究外,还需通过实测掌握汽包实际运行工况下综合应力水平,根据我们在一台HG220/100—4型锅炉上进行的汽包集中下降管内外壁热态综合应力测量结果分析锅炉启动和停止过程中,汽包的应力分布状况比较复杂.因汽包在启动时产生膨胀、收缩和弯曲.这是汽包受内压作用以及由于椭圆度所产生的附加应力而引起的.     

锅炉汽包的温差热应力分析和保护措施

汽包是电厂锅炉的重要设备,汽包在锅炉运行时的异常情况,特别是当机组在冷态启动上水过程、启动期间、停运过程等工况下,汽包的内外壁、上下壁的温差将产生热应力,当控制不好,热应力过大时,将使汽包材料抗腐蚀能力下降、金属蠕变加强、产生疲劳破坏,甚至产生裂纹,直接影响到电厂的安全经济性。本文就电厂锅炉在启停等变工况运行时热应力产生的原因进行了分析,并介绍了如何保护汽包安全性的措施。     

循环流化床锅炉主保护设计及可靠性分析

根据循环流化床锅炉(CFB)机组具有锅炉蓄热能力强、床温波动对锅炉燃烧影响大等特点,在锅炉主保护逻辑设计中增加了床温异常、汽包水位低等跳风机逻辑;部分机组设置了独立于分散控制系统(DCS)的继电器柜,以提高保护动作的可靠性.根据循环流化床机组锅炉设备及运行特点,确定了保护跳闸设备,增加热态吹扫逻辑,提高了锅炉热态启动速度.     

调峰机组热应力及疲劳寿命

调峰机组,不论两班制或少蒸汽运行,由于启动频繁或大幅度负荷波动,都将在部件上产生较大的热应力和疲劳损耗。 本文对国产125MW和200MW中间再热汽轮机转子在不同启动工况下的热应力分布,最大应力部位及低周疲劳损耗进行了分析与计算,提出了冷热态启动合理温升率的建议值。本文还提出了转子非稳定工况下热应力的简化计算式和汽温非线性变化时热应力及疲劳损耗的计算方法。     

超临界二氧化碳动力循环中印刷电路板换热器芯体机械应力和热应力耦合分析

超临界二氧化碳动力循环中印刷电路板换热器所处的高温高压工况可能导致芯体材料失效和结构破坏，有必要进行应力分析以优化通道结构，保证系统长期安全稳定运行。该文利用有限元方法对印刷电路板换热器芯体热冷通道特定路径的热应力、机械应力和总应力进行分析，比较487.6～537.1℃范围内的热应力，分析半圆通道尖角圆弧半径对应力变化的影响。结果表明：芯体所受应力是工质压力和温度梯度共同作用的结果，冷通道的总应力大于热通道；芯体半圆截面通道尖角的存在导致应力集中，半圆弧中间位置因温度梯度较大产生较大热应力；增大芯体半圆截面尖角圆弧半径能有效减小应力集中处的机械应力和热应力，且机械应力减小幅度更大。最后，指出在通道结构设计时应注意改善尖角处的应力集中，并控制蚀刻深度，相同当量直径下采用圆截面的通道最大热应力、最大机械应力和最大总应力都有大幅的减小。     

基于AGC负荷下的控制循环锅炉汽包应力分析

针对在发电量自动控制(Automatic Generation Control,AGC)方式下运行的600 MW控制循环锅炉(汽包带有夹层结构)负荷变化频繁,寿命损耗较快的问题,利用ANSYS有限元分析软件前处理功能简化并建立了带夹层结构的汽包的三维有限元模型;提出将汽包筒体分为上、中、下三个部分,并分别给予内壁不同的换热系数,利用ANSYS后处理功能计算在变负荷运行过程中汽包筒体的应力分布,对比纯滑压和定-滑-定两种运行方式下的汽包筒体热应力和总应力分布特点,总结锅炉升/降负荷过程热应力对总应力的影响,为电厂制定运行策略及锅炉寿命评估提供基础。     

基于模拟退火遗传算法和在线寿命控制技术的锅炉冷态启动优化

从寿命延长控制(LEC)的概念出发,建立了基于寿命管理的锅炉启动优化模型。应用有限元方法计算出启动过程中锅炉汽包的应力,从理论上分析了多阶段升温升压的合理性;并在多阶段离线启动优化中引入了模拟退火遗传算法;最后设计了基于MAS架构的计算模型。这一启动优化模型可用于锅炉冷态启动中的汽包应力的在线管理。     

200MW汽轮机冷态启动分析

国外文献认为从转子热应力角度,只有冷态启动是严峻的,温态和热态启动问题不大。我国大机组冷态启动时转子热应力水平达到何种程度,是值得关注的问题。本文希望通过一次实际的启动记录数据,摸清在目前启动方式下转子的热应力水平。这问题一方面涉及目前的启动程序是否尚可改进,是高压部分胀差限制了启动速度,还是热应力也已接近或超过了允许值;另一方面,由此可评价目前启动方式下的转子寿命损耗率,以利于转子寿命的管理。关于转子热应力,国外有很多文献报导。但一般文献在计算时假定蒸汽温度为线性变化,这与实际情况相差甚远。事实上即使主汽温维持线性变化,但汽轮机内部的汽温变化与线性有较大的偏差,局部随时可能出现很大的温升率。有些文献在计算时没有考虑压力、转     

汽轮机冷态启动温升率与转子材料硬度值的关系

汽轮机转子长期在高温、高压状态下运行,会发生材料硬度值下降的现象。硬度的变化影响着材料的疲劳及蠕变力学性能,进而影响着转子寿命损耗。利用ALGOR对300 MW汽轮机转子温度场、热应力场及硬度值进行了计算和分析,研究了温升率与热应力的关系以及温升率对转子疲劳寿命的影响,探讨了材料硬度值随时间变化的规律。发现随硬度值下降,可通过降低温升率来实现每次机组冷态启动寿命损耗率相等。提高了转子剩余寿命预测精度,为老机组安全可靠运行提供了依据。     

锅炉水冷壁上升管插座疲劳裂纹检验及处理

介绍了汽包水冷壁上升管插座检验过程及方法,通过对腐蚀性热疲劳裂纹的原因分析及汽包水冷壁上升管插座焊接应力的分析,对插座更换过程中如何控制焊接残余应力进行论述,并采取热焊法及冷焊法2种处理方案,对汽包水冷壁上升管插座进行更换,保证了锅炉安全稳定运行。     

通辽电厂200MW机组热态启动研究

通过对通辽电厂国产200MW机组热态启动实例的分析,绘制了启动热应力曲线,提出了影响200MW机组热态安全启动的因素,推荐了200MW机组热态启动优化方案。     

基于模拟退火遗传算法和寿命控制策略的汽包锅炉冷态启动优化

从LEC的角度出发,分析汽包锅炉冷态启动优化工作.为保证计算的精度,采用有限元方法启动过程中汽包的应力.在启动优化工作中,从理论上分析了计算得出多阶段升温升压的合理性.为进一步量化对汽包寿命的控制,建立了基于寿命管理方式的汽包锅炉启动优化模型.在多阶段的离线启动优化中,引入模拟退火遗传算法,发挥其快速求解和优良的全局搜索能力的优势,解决了以往凭经验手工试算不能得到的最优解的困境.对于有限元算法不合适在线使用的情况,设计了基于MAS架构的软计算模型.建立了汽包寿命在线管理系统,可以进行冷态启动的在线管理.     

660MW超超临界汽轮机转子热应力的研究

以提高机组的安全、经济运行为目的,利用大型通用有限元软件ANSYS,依据某电厂660MW超超临界机组热态启动曲线,对汽轮机转子进行温度场、应力场的计算;同时根据解析递推算法计算汽轮机转子热应力,比较分析两种计算结果,并进一步对影响这些部位热应力的因素进行研究,结果表明,汽轮机转子的调节级叶轮根部、高中压缸之间轴肩与中压第一级叶轮根部存在较大的应力集中,转子体结构、蒸汽温升率、换热系数、运行参数对转子热应力影响较大。     

锅炉减温器喷水管失效原因分析

通过宏观检验、电镜观察和理论计算,对同时承受机械应力和热应力的锅炉减温器喷水管失效断口形貌进行分析,研究其断裂模式与原因。结果表明,该喷水管断裂属于于热-机械疲劳断裂,交变弯曲应力和热应力是其断裂失效的主要原因。热应力使管内壁产生浅表性热疲劳裂纹,并导致机械疲劳裂纹稳定扩展至该区时发生局部快速扩展,产生局部快速断裂区,其形貌不同于常规疲劳断口最后瞬断区。     

490t/h循环流化床锅炉冷态启动过程分析与优化

以唐山开滦东方发电有限责任公司1号循环流化床锅炉为研究对象,分析了影响锅炉冷态启动过程中床料参数、燃油量、投煤温度及温升率等因素,提出了优化锅炉冷态启动过程的措施,达到缩短启动时间,提高机组启动的安全性和经济性。