送粉管道应力分析及布置优化

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1、湖南电力第３４卷第３期ＨＵＮＡＮＥＬＥＣＴＲＩＣＰＯＷＥＲ２０１４年６月ｄｏｉ:１０?３９６９/ｊ?ｉｓｓｎ?１００８￣０１９８?２０１４?０３?００６送粉管道应力分析及布置优化杨劲ꎬ范旭(中国能源建设集团广东省电力设计研究院ꎬ广东广州５１０６６３)摘要:用ＣＡＥＳＡＲＩＩ软件对６００ＭＷ级火电机组送粉管道进行应力计算ꎬ分析接口热位移、管道膨胀趋势及管系受力分布等ꎬ合理设置支吊架ꎬ优化管道布置ꎮ关键词:送粉管道ꎻ应力分析ꎻ布置优化ꎻ火电机组中图分类号:ＴＭ６２１?７２文献标志码:Ｂ文章编号:１００８￣０１９８(２０１４)０３￣００１８￣０３Ｓｔｒｅｓｓａｎａｌｙｓｉｓ

2、ａｎｄａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｐｕｌｖｅｒｉｚｅｄｃｏａｌｐｉｐｉｎｇＹＡＮＧＪｉｎꎬＦＡＮＸｕ(ＣｈｉｎａＥｎｅｒｇｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｒｏｕｐＣｏ.ＬｔｄＧｕａｎｇｄｏｎｇＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＤｅｓｉｇｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅꎬＧｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６６３ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｏｆｐｕｌｖｅｒｉｚｅｄｃｏａｌｐｉｐｉｎｇｉｎａ６００ＭＷｔｈｅｒｍａｌｐｏｗｅｒｕｎｉｔꎬｓｔｒｅｓｓｉｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄｂｙＣＡＥＳＡＲⅡｓｏｆｔｗａｒｅꎬａｎｄｉｎｔｅｒｆａｃｅｈｏｔｄｉｓｐ

3、ｌａｃｅｍｅｎｔꎬｐｉｐｅｅｘｐａｎｓｉｏｎｔｒｅｎｄａｎｄｓｔｒｅｓｓｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｐｉｐｉｎｇｓｙｓｔｅｍａｒｅａｎｌｙｚｅｄ.Ｔｈｅｒｅａｓｏｎａｂｌｅｓｕｐｐｏｒｔｓａｎｄｈａｎｇｅｒｓａｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄꎬａｎｄｔｈｅｐｕｌｖｅｒｉｚｅｄｃｏａｌｐｉｐｉｎｇａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｉｓｆｕｒｔｈｅｒｏｐｔｉｍｉｚｅｄ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｐｕｌｖｅｒｉｚｅｄｃｏａｌｐｉｐｉｎｇꎻｓｔｒｅｓｓａｎａｌｙｓｉｓꎻａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎꎻｔｈｅｒｍａｌｐｏｗｅｒｕｎｉｔ目前国内６００ＭＷ级火电机组针对有温汽水管(即汽机房、除氧间

4、、煤仓间、锅炉房)ꎮ锅炉采道普遍采用应力分析手段辅助设计管道布置ꎬ但应用四角切圆燃烧方式ꎬ燃烧器采用６层布置ꎬ标高力分析手段在煤粉管道的应用较少ꎬ支吊架和补偿分别为２５?８７８ｍꎬ２７?７６０ｍꎬ２９?６４２ｍꎬ３１?５２４器的设计缺乏合理性和科学性ꎮｍꎬ３３?４０６ｍꎬ３５?２８８ｍꎮ配６台中速磨煤机ꎬ每本研究应用ＣＡＥＳＡＲⅡ软件对送粉管道进行应台磨对应４根送粉管连接每层的燃烧器ꎮ力分析ꎮ管道应力分析保证管道在设计条件下具有送粉管道设计温度为８０℃ꎬ设计压力０?３５足够的柔性ꎬ防止管道因热胀冷缩、管道支承或端ＭＰａꎬ管径Φ６１０ｍｍ×１０ｍｍꎬ耐磨弯管(Φ６６０点

5、附加位移造成应力问题ꎮ通过管道力学分析证明ｍｍ×３５ｍｍ、带直段)ꎮ设计范围从磨煤机接口管系在承受与每类工况相关的荷载时不发生失(采用卡箍式柔性管接头)至燃烧器处耐磨弯管ꎮ〔１－２〕效ꎮ通过计算软件进行应力分析ꎬ数据精确、原送粉管道布置方案主要存在如下问题:接口结果可靠ꎬ用其辅助管道设计ꎬ可以合理地布置支热位移不明确、支吊架设置过密、固定点设置不合吊架ꎬ精确计算支吊架个数及荷载ꎬ为管道支吊架理、补偿器设置数量和位置不合理、管道存在热膨的设计提供依据ꎬ同时也可以得出管件、补偿器等胀趋势等ꎮ以下取最短(Ａ１)和最长(Ｆ２)２根管道配件的准确设计参数ꎮ送粉管道为例进行分析ꎮ

6、１送粉管道布置方案２管道应力分析某６００ＭＷ级火电机组顺煤仓布置方案送粉管２?１应力分析内容道布置为:主厂房布置格局采用常规四列式布置当应力的值达到或超过材料的强度极限时ꎬ材收稿日期:２０１３￣１０￣１５?１８?第３４卷第３期杨劲等:送粉管道应力分析及布置优化２０１４年６月料就可能发生诸如过度变形、开裂、断裂、失稳等０?１ｍｍꎬＤ＝－１?５ｍｍꎬＤ＝－７?５ｍｍꎬ出口水平ｙｚ现象ꎬ导致材料失效或被破坏ꎮ压力、重力、风、管道上需设置弹簧吊架减少设备推力ꎮ补偿器进口地震、压力脉动、冲击等外力荷载和热膨胀的存热位移Ｄ＝１１?５ｍｍꎬＤ＝９?６ｍｍꎬＤ＝０?２ｍｍꎮｘｙｚ在ꎬ

7、是管道产生应力问题的主要原因ꎮ管道上的应应力分析冷态工况和热胀工况下的受力均在材料许力一般分为一次应力、二次应力和峰值应力用应力范围ꎬ各弹簧和刚性支吊架的荷载约为３０〔３〕３类ꎮｋＮꎬ固定点荷载为６０ｋＮꎬ仅当燃烧器垂直管段需管道应力分析的任务ꎬ主要是对管道进行载加补偿器ꎮ当磨煤机出口Ｚ向位移限制５ｍｍ时ꎬ荷、应力、变形等各类力学分析ꎬ使管道在设计条热态时管道对磨煤机的推力为Ｆ＝０ꎬＦ＝－４０?３ｘｙ件内的各种载荷的作用下ꎬ能有效地抵抗不被允许ｋＮꎬＦ＝－４５ｋＮꎮｚ的变形、位移和破坏ꎬ保证管道的安全性和经济性ꎮ对一般管道ꎬ通常只做静力分析即可ꎬ主要