增压锅炉冷态启动过程中耦合应力及疲劳分析

摘要

增压锅炉在冷态启动过程中锅筒的温度和压力变化非常剧烈,导致锅筒在热应力和机械应力的耦合作用下产生疲劳损伤,是造成锅筒发生疲劳破坏的主因.为研究增压锅炉启动过程中锅筒的温度和耦合应力分布规律,本文以实测温度和压力数据作为边界条件,基于ANSYS Workbench平台对增压锅炉锅筒的冷态启动过程进行瞬态有限元分析,获得了锅筒整体的温度、耦合应力及危险点的分布情况.结果表明:冷态启动可分为未饱阶段和饱和阶段,不同阶段中锅筒壁面的换热方式存在较大差异;在管孔边缘耦合应力分布具有方向性,且危险点始终位于锅筒辐射区第2排第1根管孔边缘;依据JB4732标准计算的单次启动过程造成的疲劳损耗为0.0000123.