cfb锅炉 屏式过热器变形分析

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1、学兔兔www.xuetutu.com第41卷第6期石油化工设备Vo1．41NO．62012年11月PETRO—CHEMICALEQUIPMENTNOV．2012文章编号：1000—7466(2012)06—0092—03CFB锅炉屏式过热器变形分析江卫青，徐国强，胡玉林(中国石油大学(华东)，山东青岛266555)摘要：CFB锅炉运行一个周期后屏式过热器产生最大约300mm的弯曲变形，应用能量法分析了产生变形的原因，结果表明，由于两相邻管排间距偏小，工作时发生相向失稳变形导致相互约束引起过热器变形。关键词：屏式过热器；临

2、界温度；失稳；塑性变形；分析中图分类号：TE973；O341文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1000—7466．2012．06．023DeformationAnalysisofPlatenSuperheaterinCFBBoilerJIANGWei-qing，XUGuo—qiang，HUYu-lin(ChinaUniversityofPetroleum，Qingdao266555，China)Abstract：Themaximumbendingdeformationabout300mmisgenera

3、tedbytheplatensuper—heaterafterrunningaperiodaboutCFBboiler．Thecauseofdeformationbyenergymethodisan—alyzed．Theresultindicatedthatbecauseofthelowerapproximatevalueofspacebetweentwoad—jacentcanals，whileworking，thevis—a—visdestabilizingdeformationleadtoreciprocalbon

4、d．Keywords：platensuperheater；criticaltemperature；instability；plasticdeformation；analysis某CFB锅炉屏式过热器炉管(图la)尺寸42mm×6mm，工作介质为蒸汽，气体入口温度405。C，出口温度442。C，人口压力9．0MPa，出口压力9．5MPa。炉管材质12Cr1MoVG钢，该钢是被广泛用于高压、超高压、亚临界电站锅炉过热器、0集箱和主蒸汽导管的钢种，400℃时的屈服应力为一卜338MPa。14根炉管尺寸相同，管间用薄钢板联接在同

5、一平面内组成管排，管排宽1200mm，管排与管排间距1000mm。运行1a后个别管排发生垂直于管排平面方向的弯曲，最大挠度约300mm，发生在竖直管中部附近(图lb)。现场检测未发现炉侧视变形示意管材料金相组织、硬度和壁厚有明显变化。向(a)(b)1管排变形分析卜6]图1CFB锅炉屏式过热器炉管由屏式过热器结构可知，在其管排平面内难以产生1．1管排计算模型当温度升高时过热器要通过变形释放热应力。变形，而在垂直于管排平面内属于典型的细长杆结收稿日期：2012-06—01基金项目：山东省自然科学基金资助项目(Y2O。7A31

6、)作者简介：江卫青(1982一)，男，山东青岛人，助理工程师，在读硕士研究生，研究方向为结构强度及可靠性。学兔兔www.xuetutu.com第6期江卫青，等：CFB锅炉屏式过热器变形分析构，在较小的轴向压力作用下就会失稳而产生弯曲B一√a一()一√一()ce，变形。单管排的计算模型简化为两端固定，且只需考式中，i为横截面惯性半径，Film；为柔度；z为杆的虑1根管(即管线)的情况，见图2a。相当长度，￡一8595mm，则最大挠度为：一2B=4pl／~、／a△￡～(7c／)(7)VlFf。^工程中实际杆件柔度>≈100，

7、远大于兀，故l『r当杆件失稳时，最大挠度可简化为：l＼I＼Y一2B一4,al／~~／a△￡(8)BI／将各参数带入式(8)，有Y⋯一819mm。I，l／y1．3管排间相互影响}yi一L矿两管排间的距离只有960mm，而单管排在工(b)(d)作温度下最大弯曲位移已达819mm。若相邻两图2管排计算模型简化管排产生同向或背向的失稳弯曲变形时，各自互1．2管排变形分析不干扰(图3a、图3b)。若相邻两管排产生对向变由于失稳时压力等于临界压力P，所以超过临形时，相邻两管排变形相互影响(图3c)，刚度小的界温变时管线的变形可按图2

8、所示的几个过程来分管排的变形被刚度大的管排所限制或排斥，导致析。先设管线允许沿轴向伸长，则温度变化△￡时的管内局部应力超过材料的屈服应力，从而产生塑伸长Z(图2b)为：性变形使其变形不能恢复。若两相邻管排刚度相ZT—laAt(1)同，则由式(8)可以得到两相邻管排刚接触时的温然后施加轴向压力，使管线产生缩短，其缩短变