余热锅炉水冷壁的有限元仿真.pdf

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1、第28卷第2期发电没备VoI．28，NO．22014年3月POWEREQUIPMENTMar．2O14余热锅炉水冷壁的有限元仿真蒋鹏仪，王健。(1．云锡股份有限公司铜业分公司，个旧661000；2．贵州金元发电运营有限公司盘南分公司，盘县553505)摘要：对余热锅炉水冷壁建立了数学模型，借助Ansys12．0有限元仿真软件对余热锅炉QCF82／1250—53—4．6水冷壁进行了仿真分析。通过建模、划分网格、加载条件和求解，最终取得了其温度场、热流量、热应力的分布规律。结果表明：水冷壁中温度最高处位于每段翅片的中轴线附近，热流量最大处位于翅片与水冷壁管焊接处，热应力分布比较均匀，剪切应力则集

2、中于水冷壁管表面和翅片与管子焊接处。关键词：余热锅炉；水冷壁；有限元；仿真中图分类号：TK223．31文献标志码：A文章编号：1671—086X(2014)02—0094—03FiniteElementSimulationonWaterWallofWasteHeatBoilersJiangPengyi，WangJian。(1．CopperBranch，YunnanTinCo．，Ltd．，Gejiu661000，China；2．PannanBranch，GuizhouJinyuanPowerGenerationOperationsCo．，Ltd．，Panxian553505，China)Abs

3、tract：Amathematicmodelwasestablishedforwaterwallofwasteheatboilers，basedonwhichsimulationanalysiswasconductedtothewaterwallofwasteheatboilerQCFSZ／1250-53-4．6withAnsysl2．0finiteelementsoftware．Distributionofthetemperaturefiled，heatflux，andthermalstressinthewaterwallwerefinallyobtainedthroughmodeling

4、，gridding，loadingconditionsandsolving．Resultsshowthatthehighesttemperatureappearsatthecentralaxisofeachfin，andthehighestheatfluxislocatedattheweldbetweenthefinandwaterwalltube：thethermalstressisrelativelywelldistributed，whiletheshearstressiSconcentratedonthesurfaceofwaterwalltubeandattheweldbetween

5、finandtube．Keywords：wasteheatboiler；waterwall；finiteelement；simulation随着CAE技术(计算机辅助工程)的发l前期处理展，结合有限元分析的方法，现在已经可以通过CAE软件对复杂的工程问题进行分析求采用Ansys12．0作为CAE分析的主要工解。QCF82／125O一53—4．6余热锅炉以奥斯麦具。Ansys作为国际领先的有限元分析平台，具特冶金炉产生的高温烟气作为热源(烟气温备完善的原件库、材料库以及完备的理论基度最高可达1250℃)，通过热交换产生4．6础_】]。前期处理的工作主要包含模型建立和对MPa的饱和蒸汽用于发电。

6、由于其正常工作模型的网格划分。时处于高温高压的环境下，如对其进行实际1．1模型建立的测量与分析不仅成本高昂，难以操作，并且该余热锅炉使用的是膜式水冷壁，主要依靠辐具有一定的危险。笔者利用CAE的有限元方射传热的方式获取热量，在其外部包裹有保温材料法对其水冷壁管进行了仿真分析，模拟了其在正以减少散热损失。通过Ansysworkbench平台的常工况下的温度场、应力场分布，找到了其中的建模工具，选取1000rnrnX278mrn的一片水冷壁一些规律。区域作为建模对象。建立的模型见图1。收稿日期：2013-0708作者简介：蒋鹏仪(1988)，男，助理工程师，从事动力设备技术管理工作。E—mail

7、：youjp)r@126．com