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基于EN12952的余热锅炉锅筒疲劳-蠕变寿命分析

2020-10-21王坤峰

科学与信息化 2020年4期

摘 要 对锅筒等受压部件的剩余寿命预测的问题在电力等行业已经引起相当大的关注。本文使用EN12952-3/4 标准中的疲劳、蠕变寿命计算方法,借助ANSYS有限元分析软件,对余热锅炉锅筒进行疲劳-蠕变损伤分析,预测锅炉的运行寿命。

关键词 余热锅炉; EN12952;疲劳-蠕变

引言

在设计时,锅筒的寿命估计是基于假设的运行工况。许多余热锅炉的变工况运行与设计时假定的工况是非常不同的,由于保守的设计,这些锅筒的实际寿命要远远超过设计值。对锅筒剩余寿命预测能够避免昂贵的停机,保证锅炉运行安全,延长锅筒的运行寿命超出原设计寿命,能使锅炉发挥最大的经济和社会效益[1]。

锅筒疲劳寿命设计及校核计算通常都采用基于疲劳损伤线性累积Miner法则的有限寿命设计方法。西方发达国家如美国、英国、德国、日本和苏联都有包含锅炉承压设备在内的钢制压力容器疲劳设计、校核计算标准[2]。各国标准的基本思想大体相同,主要差别在于强度校核时采用的强度理论和设计疲劳曲线不同。

目前国内行业普遍接受的锅炉疲劳寿命计算方法主要有[2]:

(1)GB/T16507.4-2013《水管锅炉》附录A《锅筒低周疲劳寿命计算》;

(2)ASME第一卷和ASME第八卷第2册;

(3)EN 12592-2011《水管锅炉及其辅机安装》其中的EN12952-3(压力部件的设计和计算)和EN12952-4(锅炉运行寿命预测计算)。

以上计算方法都是简化的计算方法,即通过使用应力集中来计算应力,计算过程比较简单。如果需要使计算结果更加精确,可以首先用专业的有限元分析软件的计算锅筒考核点附近区域的温度差和应力,然后利用上述方法来计算余热锅炉锅筒的疲劳寿命。……

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