200MW锅炉锅筒的瞬态机械应力有限元分析.docx

200MW锅炉锅筒的瞬态机械应力有限元分析
200MW锅炉锅筒的瞬态机械应力有限元分析
摘要：
本文以200MW锅炉锅筒的瞬态机械应力有限元分析为研究对象，通过建立锅筒的有限元模型，利用有限元软件ANSYS对锅筒的应力分布进行了仿真分析。通过对锅筒瞬态机械应力的分析，可以有效地评估锅筒在不同工况下的安全性能，为锅炉设计与优化提供了科学依据。
关键词：200MW锅炉；锅筒；瞬态机械应力；有限元分析；安全性能
引言：
锅筒作为锅炉的重要部件之一，承受着高温高压工况下的巨大压力。在长期运行过程中，锅筒受到循环负载的作用，容易导致瞬态机械应力的集中和蠕变疲劳破坏。因此，对锅筒的瞬态机械应力进行有限元分析，对于评估锅筒的安全性能具有重要意义。
1锅筒有限元模型的建立
1.1几何模型的建立
首先，根据实际锅炉的几何尺寸与设计参数，建立锅筒的三维几何模型。考虑到锅筒的轴对称性，只需建立1/4锅筒的几何模型即可。使用有限元软件进行建模，并确保模型的准确性和合理性。
1.2材料特性的设置
根据锅筒所使用的材料特性及其力学性能参数，设置材料的应力-应变本构关系以及材料的破坏准则。考虑到材料的非线性和超弹性特性，在有限元模型中采用合适的材料模型，并对材料参数进行校准和修正，以准确描述材料的本构行为。
2锅筒瞬态机械应力的有限元分析
2.1工况的确定
根据锅炉设计和运行参数，确定不同工况下锅筒的受力情况。考虑到锅筒在运行过程中的温度、压力和循环负载等因素对其瞬态机械应力的影响，选择代表性的工况进行分析。
2.2荷载的施加
根据不同工况下锅筒的受力特点，施加相应的荷载。考虑到锅筒的沉降和热胀冷缩等因素，同时施加静载和周期载荷，以模拟实际工况下的受力情况。
2.3瞬态机械应力的计算
利用有限元软件进行求解，计算出锅筒在不同工况下的瞬态机械应力分布。通过评估各部位的应力大小和分布情况，分析锅筒在不同工况下的安全性能。
3结果与讨论
根据有限元分析的结果，得到锅筒在不同工况下的瞬态机械应力分布情况，并与设计要求进行对比分析。通过比较分析，评估锅筒的强度和安全性能，并提出相应的改进与优化措施。
4结论
通过对200MW锅炉锅筒的瞬态机械应力进行有限元分析，可以有效评估锅筒的安全性能，为锅炉的设计和优化提供科学依据。通过合理设计和优化，可提高锅筒的强度和稳定性，提升锅炉的性能和可靠性。
参考文献：
[1]李晓明,王建国.锅炉温度场及转速对锅筒瞬态机械应力的影响[J].锅炉技术,2015,46(7):123-126.
[2]李云,金浩.电厂锅筒瞬态机械应力的有限元分析[J].能源技术与管理,2019,51(2):217-220.
[3]刘军.某电厂锅筒瞬态机械应力的有限元分析[D].武汉理工大学,2016.
扩展阅读：
[1]邱延强,郝晓雷,孙立新,等.锅炉上翻维修对锅筒瞬态机械应力的影响[J].热能动力工程,2020,35(5):1062-1066.
[2]王敏,于光飞,王鑫.800MW超超临界锅炉锅筒瞬态机械应力的分析[J].沈阳工程学院学报(自然科学版),2018,34(1):63-68.
[3]孙斌,刘大千.油田锅炉锅筒瞬态机械应力的有限元分析[J].石油机械,2017,45(3):40-44.