330 MW机组锅炉后屏过热器流体冷却间隔管管座开裂原因分析与处理

某火电厂330 MW机组亚临界锅炉运行约53 000 h时后屏过热器流体冷却间隔管管座产生裂纹并泄漏。通过对管座材料的显微组织、化学成分进行检测以及对管座结构型式及运行环境进行综合性分析,表明管座材料(20G)长期超过耐受温度,导致管座材料蠕变开裂;宏观检查后也发现管座结构型式与设计要求不符。最后,针对管座泄露原因对管座结构做出改进并更换管座材料,满足了锅炉运行工况要求。     

电站锅炉集汽集箱管座开裂及修复

集汽集箱作为电站锅炉的重要部件,在锅炉运行中起着重要作用。针对某电厂发生的一起锅炉集箱管座开裂事件,通过现场检验、实验以及结构与应力分析后,得出了应力集中是导致管座开裂的结论,并提出了相关的修理工艺和整改措施。此案例为防止电厂此类问题的重复发生以及整改提供了一定的技术性支撑。     

基于有限元仿真的船用单缸柴油机排气管开裂分析及改进

针对某船用单缸柴油机排气管在试验过程中出现开裂的问题,采用有限元方法,考虑材料的非线性因素,对排气管部件进行约束模态计算及热机耦合和振动疲劳计算,分析引起排气管开裂的主要原因。结果表明:排气管开裂位置受温度梯度影响,处于应力集中的薄弱区域,当振动幅度较大时,安全系数过小,易发生疲劳破坏。通过在管接部件上增加支撑提高刚度,减小排气管振动,避免了排气管疲劳开裂。后续试验验证了改进措施有效。     

1025 t/h锅炉集箱接管开裂和预防

分析1 025 t/h锅炉屏式再热器出口集箱接管座角焊缝管侧多次开裂原因,认为接管开裂系结构设计不合理所致。通过对弹性弯选型和设计、接管加装弹性弯前后的应力计算和分析、弹性弯对受热面工质流量和壁温变化影响评估等工作,结果表明,选择Ⅰ型弹性弯可明显降低接管管座角焊缝应力,通过加装弹性弯的集箱接管,可确保屏再出口集箱长期安全运行。     

600MW机组超临界“W”火焰锅炉水冷壁联箱管座角焊缝裂纹分析与对策

对国产600MW机组超临界"W"火焰锅炉水冷壁上联箱管座产生大量裂纹的原因进行了综合分析,并利用ANSYS应力软件对该联箱管座进行了胀差应力模拟计算。分析和计算结果表明,管屏管间壁温偏差大、设计不合理,在管座角焊缝出现大的交变胀差应力是产生裂纹的根本原因。在此基础上,提出了通过割除管间鳍片增加管座光管长度,改变联箱炉顶密封结构的方案,使问题得到成功解决。     

大功率柴油机排气管改进设计研究

针对某型高速大功率柴油机排气管设计了改进方案,采用热机耦合的方法分析该20缸柴油机原排气管和改进排气管的温度场、变形量和应力场。利用BOOST软件进行发动机热力学计算,得到排气管内外壁面的对流换热系数和温度,将排气管内外壁面的热边界映射到有限元模型中,计算出排气管的温度场和热应力。计算结果表明:原排气管存在着结构刚度不均匀、变形量大和局部应力高的问题,在改进结构上增加加强筋,有利于增加排气管变形均匀度,减少局部应力及排气管漏烟的风险。实施改进方案后进行了100小时验证试验,没有出现漏烟现象,证明改进措施有效。     

船用柴油机三层壁水套排气管衬管故障分析与优化

针对某船用柴油机三层壁水套排气管内部衬管开裂的故障，对其进行结构优化，将原有的不锈钢冲压衬管改为铸造衬管，同时通过螺栓将衬管固定在水套排气管上。基于热机耦合方法，采用Abaqus软件对衬管进行温度场和低周疲劳分析，并对优化后的铸造衬管结构进行仿真验证。结果表明：优化后的衬管安装更加方便，且仅有一段衬管存在低风险，最低低周疲劳循环可达5 275次；优化方案有效地解决了柴油机三层壁水套排气管衬管开裂的问题，提高了柴油机的可靠性。     

基于流固耦合方法的排气管低周热疲劳分析

针对某6缸发动机高镍铸铁排气管在试验过程中出现的裂纹故障,基于流固耦合方法,利用有限元分析软件对故障排气管进行温度场、应力场和低周热疲劳计算分析。计算结果表明,排气管应力幅值较大区域和低周热疲劳计算寿命较低区域均与试验过程中发生的裂纹故障位置相吻合;冷热冲击工况下较大应力幅值产生的塑性应变是造成排气管热疲劳的主要原因。改进排气管结构,去掉靠近增压器法兰的加强筋,减薄增压器法兰,并对改进方案进行仿真分析和试验验证。结果表明,改进后排气管的低周疲劳寿命提高至3000次以上,改进方案有效,为后续排气管结构设计以及可靠性研究提供参考。     

某柴油机排气管裂纹问题分析与改进研究

我们结合某柴油机用铸铁排气管裂纹问题,开展裂纹断口分析,并结合排气管的设计结构、安装、使用等情况,建立仿真分析模型,确定了裂纹产生原因是由于加强筋的过渡处铸造圆角较小造成该位置应力集中。通过加大圆角设计等优化改进设计手段增强高应力区域的抗疲劳性能,达到提高铸铁排气管可靠性的目的。     

汽车排气管流固耦合应力计算

本文以汽油机排气管为研究对象,建立了排气管固体、内部烟气以及外部冷空气多种流体对流换热模型,采用CFD软件Fluent对排气管内外流场进行数值模拟,并将计算结果映射到FEA软件中进行流固耦合计算,得到不同车速下排气管的温度场及应力分布情况,计算结果表明外部冷空气的流动对排气管温度及应力分布具有很大影响。计算结果对排气管的模拟计算及生产设计具有一定参考价值。     

柴油机排气歧管热机疲劳失效仿真研究

针对某6缸重型柴油机排气歧管热机疲劳裂纹故障,采用仿真分析的手段对其失效机理进行了相关研究。研究表明:排气歧管在热机工况下,管身主要承受压应力作用,部分区域由于压应力过大发生塑性变形,在冷机工况时由于发生塑性变形的区域不能自由恢复至原状态,应力状态由压应力转化为拉应力,在这种反复拉压应力作用下发生疲劳失效。排气歧管的热机疲劳寿命采用基于Sehitoglu的热机疲劳理论进行了预测评估。     

某300MW电站再热热段取样管角焊缝的无损探伤

火力发电厂高温蒸汽管道支管的管座部分容易发生早期失效,在采用单晶斜探头在对某300 MW级电站锅炉再热热段取样管管座角焊缝进行超声波检测时发现,在其周向断续区域、2倍深度及以外均存在较大当量的反射波信号显示。为获得该反射波的更多信息,利用磁粉检测方法辅助检测,最终确定了该管座角焊缝存在裂纹缺陷。检测结果表明,增加磁粉检测方法,能有效确认二次波法超声检测时的缺陷波形显示。     

管流中沉降微粒团再悬浮控制因素分析

沉降微粒再悬浮受微粒团直径、气流速度、微粒团与壁面间的黏附状况以及管道情况等多种因素的作用,是柴油机排气微粒净化捕集及微粒采样过程中的一个重要现象.以管流中的柴油机排气沉降微粒为研究对象,利用建立的沉降微粒团再悬浮静态受力模型,对管流中沉降微粒团再悬浮的控制因素进行了分析.研究结果表明,微粒团黏附角、平均流速以及管径等因素对管流中沉降微粒团的再悬浮具有重要的影响.通过研究,得到了微粒团黏附角、平均流速以及管径等控制因素对管流中沉降微粒团再悬浮的影响规律.     

某四缸柴油机排气歧管开裂故障分析

针对某四缸机排气歧管在可靠性试验中出现开裂故障,从铸造缺陷、化学成分、硬度及金相组织等方面进行分析,并提出了改进方案。用ABAQUS软件对原方案及改进方案进行了温度场和热应力计算分析,分析结果表明:排气歧管开裂故障系热应力过大造成。改进方案已得到试验验证。     

热水锅炉前管板裂纹分析及预防对策

对新型热水锅炉前管板裂纹、烟管管端裂纹问题进行了探析,并提出了处理措施及防范对策。     

文曲利管排气再循环系统在涡轮增压柴油机上的应用研究

以一台 D6 114涡轮增压柴油机为研究对象 ,采用了一套带文曲利管的排气再循环系统进行了试验研究。试验结果表明 ,该系统在高工况下能克服平均排气压力低于平均进气压力的困难 ,方便地实现排气再循环。研究了在不同工况下柴油机的 NOx 排放、烟度和比油耗随 EGR率的变化规律以及 EGR的冷却效果对 NOx 排放的影响     

基于GT-Power的增压柴油机进排气系统参数敏感性分析

为进一步明确增压柴油机进排气系统优化仿真过程中寻优变量的选择方向,采用一维性能分析软件GT-Power中自带的DOE功能,对影响发动机整机仿真结果 (动力性、燃油经济性和可靠性)的15个进排气系统特征参数进行了敏感性分析,并完成了各参数敏感度的排序和比较。分析结果表明,进排气系统阻力是进排气系统设计中的2个重要控制量。与进气管路结构参数相比,排气管路结构参数对各项指标的影响更敏感,而且其中的涡轮出口连接管直径、排气总管直径和长度是3个主要设计参数。     

重型柴油机NO_x尿素SCR混合器的设计与试验研究

设计了2种紧凑型混合器,分别为带4个叶片的混合器1和带4组叶片对(8个叶片)的混合器2。试验用U型管和傅里叶变换红外光谱仪研究了混合器对压力损失和NOx转化效率的影响。试验结果表明:排气流量、排气管管径对压力损失影响较大,而温度对压力损失影响较小;混合器2的压力损失比混合器1的小;混合器使NOx转化效率最大提高约10%;混合器安装在喷嘴后端比安装在喷嘴前端时的NOx转化效率高;无混合器时外径63mm排气管对应的NOx转化效率比外径76mm排气管对应的NOx转化效率提高约8%。     

月牙肋钢岔管与贴边钢岔管联合受力有限元优化分析

在"Y"型钢岔管旁接一个超压泄压贴边钢岔管进行有限元优化分析时,需采用单管受力计算或联合受力计算,才能确保所选管壁厚度满足现行规范要求。通过三维有限元计算对比联合受力分析与单体受力分析结果,以及超压泄压贴边钢岔管开孔位置对管壁整体应力的影响,找出最不利的受力计算方案及最合适的开孔位置。结果表明,联合计算贴边钢岔管应力大于单独计算时的应力,且开孔设置在第二管节最合理;类似开孔距离及管与管之间距离在2~3倍管节时有必要进行联合受力及开孔位置优选计算。这为钢岔管优化设计提供了借鉴。