何建军, 陈 荐, 李 光, 刘文会

(1.长沙理工大学能源高效清洁利用湖南省高校重点实验室,长沙 410076;2.湖南省电力公司试验研究院,长沙 410007)

锅炉汽包是火力发电设备中最重要的部件之一,由于其内部过程复杂,结构刚性大,工作压力和温度高,因而存在较大的内应力.机组启停过程中各项参数快速变化,汽包温度、压力不断变化,加上汽包自身质量、蓄热能力大和存在各种接口,导致热应力和机械应力更为复杂[1-2].应力集中和应力疲劳会使汽包萌生裂纹,影响汽包的寿命,严重影响机组的安全运行.目前,300 MW锅炉汽包应力计算多集中在汽包的某个局部或关键位置点[3-4],或者为某些部位的瞬态计算[5],缺乏汽包整体的全面动态应力分布分析;汽包运行一定时间以后,一些非特殊部位(焊接处、下降管口等以外的部位)可能出现裂纹[6],在对汽包裂纹形成原因进行分析和寿命评估时就必须对汽包的整体应力分布和变化过程进行计算分析,而机组启停过程中汽包应力变化是影响裂纹和汽包寿命的主要因素[7-8].笔者采用三维有限元方法,结合SA299汽包材料的特点,分析机组启停过程中SA299汽包各部分的应力分布,获得启停过程中各处应力随时间的变化规律.研究结果对分析汽包裂纹产生的原因、计算疲劳寿命、评估汽包运行安全性及优化机组启停工况等均有重要的意义.

1 汽包有限元计算

1.1 汽包尺寸与材料

某发电厂300 MW机组的锅炉SA299材质汽包在大修时发现……