水火管锅炉 高应力区的应力分析及测试

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1、学兔兔www.xuetutu.com·研究与开发·水火管锅炉高应力区的应力分析和测试7文章编号：1004—8774(2013)05-0007-04水火管锅炉高应力区的应力分析和测试李以善，周冬雷，柴子昂，杨轲(1．山东省特种设备检验研究院，山东济南250101；2．泰山集团股份有限公司，山东泰安271025)摘要：通过有限元分析和应力应变测试，找出水火管锅壳锅炉受压元件的高应力区，为设计、制造、检验提供基础依据。关键词：水火管锅炉；高应力区；应力分析；测试中图分类号：TK222文献标识码：A第一作者：李以善，博士，研究员，特种TheStressAnalysisandMeasurem

2、entsoftheRegion设备高级检验师，高级无损检测人员，从ofHighStressofWater——fireTubeBoilerStrength事锅炉检验工作。LIYi—shan，ZHOUDong—lei，CHAIZi—ang，YANG—Ke(1．ShandongSpecialEquipmentInspectionInstitute，Jinan250101China；2．TaishanGroupCo．Ltd．，Taian271025，China)Abstract：AccordingtotheFiniteElementAnalysisandstress—straintests

3、forthewater—firetubeboiler，searchestheregionofhighstressofwater—firetubeboiler，andprovidestheinitialbasisforthedesign，manufactureandinspec—tion．Keywords：water-firetubeboiler；theregiOilofhighstress；stressanalysis；measurements0前言而应力分析法和应力测试法是获得元件应力的有效方法。为保证锅炉安全运行，锅炉设计时，应确保受压本文通过对新型水火管锅壳锅炉(本体结构见元

4、件具有足够的强度，即在载荷作用下，于设计期限图1)的不同承压区域进行有限元应力分析和应力内不失效。从应力分析的角度判定锅炉受压元件的应变测试，找出高应力区(即强度减弱区)，为锅炉强度，主要是验证元件在载荷的作用下产生的应力制造和检验的重点控制提供参考。是否低于安全限制值。锅炉承压本体由各种不同形状的受压元件组成，各承压点的应力种类和应力值差别很大：在元件上未受到结构不连续影响的区域，属于低应力区，只存在一次应力，当量应力值应低于许用应力；在结构不连续区域，可能产生较高的应力(如局部膜应力、二次应力等)，但由于影响范围小或具有自限性，所以当量应力的安全限制值可提高为许用应力的1．5倍

5、(局部膜应力)或3倍(一次和二次应力之和)。高应力区属于强度减弱区域，在锅炉的设计、制造和检验等各环节，需要进行重点控制，以确保锅炉的整体安全性。确定锅炉高应力区可通过公式推图1新型水火管锅壳锅炉本体结构示意图导、应力分析和应力测试等途径进行。对于形状不分析、测试选取的锅炉型号为DZL6—1．25一A规则的复杂元件，用公式法计算应力一般难以实现，Ⅱ。该型锅炉的受压元件主要由锅壳、烟管、水冷壁收稿日期：2013-03-01管、集箱和下降管组成。锅壳简体和拱型管板采用学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www

6、.xuetutu.com工业锅炉2013年第5期(总第141期)表3各部分的热量计算汇总表7存在的问题(1)由于烟气成分与空气不相近，因此其露点与空气中的水蒸气露点不相同，目前烟气露点近似采用空气的露点，其二者是有一点差异的；(2)烟气中的饱和水蒸气含量近似采用空气替代，其也会有点差异；(3)烟气中不同温度下的水蒸气汽化潜热不由上述可得，Q=Q+Q+Q+Q一Q=同，且冷凝水是随着温度降低不断冷凝下来，因此近135454．7kJ／h似用平均汽化潜热来计算。Q与Q，的相对误差为6：×100％：8结束语2．23％冷凝式锅炉或装有冷凝式节能器的锅炉得到了Q与Q之间存在误差的原因有以下两点：

7、日益发展，给锅炉测试带了新的课题。目前当务之(1)由于测试过程中测量仪表、测试人员操作急是修订现行的测试标准，把冷凝式锅炉效率测试等造成的测量误差；统一化、标准化，这样才能为冷凝式锅炉的更好发展(2)在计算过程中，由于水蒸气的汽化潜热、水打好基础。强蒸气的露点温度等参数数据都按近似值选取，造成参考文献的计算误差。[1]沈维道，童钧耕．工程热力学[M]．北京：高等教育出版在这两种误差原因中，前者为主要的原因。社，2007．1l，'，''，，ll'，l，，l，，ll’，，