锅炉“四管”的失效机理研究与寿命预测

发布时间：2017-05-11 16:20

  本文关键词：锅炉“四管”的失效机理研究与寿命预测，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 水冷壁管、过热器管、再热器管、省煤器管(“四管”)是锅炉内部的主要受热面结构件，它们是否安全稳定的运行直接关系到整个电厂的安危，频繁爆漏事故影响了电厂的经济效益和社会效益。锅炉“四管”准确的失效机理分析和寿命预测正是提高电厂机组运行可靠度的实用有效手段。 首先，本文为了提高故障诊断和状态监测的准确性和增强锅炉运行的可靠性，深入探讨了锅炉“四管”失效机理和可靠性理论，将管道的寿命损伤参数通过威布尔分布函数进行表征得出各参数对失效速度的影响，确认运行温度、压力和服役时间是寿命损伤的主要因素。 其次，本文将有限元分析方法引入到锅炉“四管”寿命评估研究中，从材料力学的角度针对锅炉高温管道的实际工作环境，建立管道失效模型并进行仿真，评估管件寿命。对水冷壁直管段和过热器弯管段进行力学分析，建立微分单元矩阵方程，应用ANSYS有限元分析软件定量分析温度、压力等参数对管道运行中热—应力耦合场的影响，验证了寿命评估的准确性。 然后，通过试验研究了过热器和再热器管12Cr2MoWVTiB钢材的金相组织、合金元素和硬度等对管道寿命的影响，分析管材在高温高压下长期运行后金相组织的变化情况，，对管材定性寿命评估，这种与强度寿命分析完全不同的方法直观可信的展示了材料损伤状况。 最后，综合以上应力解析法、有限元应力计算和余相试验研究开发了管件寿命评估软件系统，并使用该系统综合评估了屏式过热器管段的寿命。
【关键词】：失效机理 寿命评估 应力 金相组织 有限元分析
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2002
【分类号】：TK228
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 第一章 绪论8-25
• 1．1 引言8-9
• 1．2 锅炉“四管”失效诊断专家系统分析9-11
• 1．3 国内外电站故障诊断与状态监测研究概况11-14
• 1．3．1 美、日、欧等国对电厂失效诊断与寿命预测系统的研究11-14
• 1．3．2 国内电站故障诊断与状态监测研究概况14
• 1．4 锅炉高温受热面管道的寿命预测及管理概述14-19
• 1．4．1 寿命预测方法的研究与发展15
• 1．4．2 剩余寿命三级评估方法15-17
• 1．4．3 微小组织定量寿命评估法17-18
• 1．4．4 欧、美、日寿命评估技术比较18-19
• 1．5 锅炉“四管”失效机理研究19-23
• 1．5．1 “四管”主要失效机理研究19-21
• 1．5．2 “四管”的主要失效方式及改进措施21-23
• 1．6 本论文的主要研究内容23-25
• 第二章 锅炉“四管”可靠性分析25-39
• 2．1 引言25-26
• 2．2 锅炉管道的状态维修和故障维修26-30
• 2．2．1 管道的状态监测维修与故障维修比较26-27
• 2．2．2 寿命损伤的可靠性模型27-30
• 2．3 锅炉管道的加速寿命试验方法30-35
• 2．3．1 可靠性试验的分类30-32
• 2．3．2 试验步骤和基本假定32-34
• 2．3．3 双应力加速试验34-35
• 2．4 “四管”加速寿命试验方法分析35-38
• 2．5 本章小结38-39
• 第三章 锅炉“四管”寿命评估模型39-53
• 3．1 引言39-40
• 3．2 锅炉受热管的应力分析40-43
• 3．2．1 弹性应力分析40-41
• 3．2．2 弹塑性应力分析41-42
• 3．2．3 热应力42
• 3．2．4 在长度方向膨胀受阻引起的应力42
• 3．2．5 径向温差引起的热弹性应力分布42-43
• 3．3 直管的寿命评估模型43-50
• 3．3．1 直管寿命评估模型的基本假设43-44
• 3．3．2 基本方程44-47
• 3．3．3 氧化层厚度的影响47-49
• 3．3．4 剩余寿命评估49-50
• 3．4 评估模型的仿真与分析50-51
• 3．5 本章小结51-53
• 第四章 锅炉“四管”的有限元计算与研究53-71
• 4．1 有限元分析概述53-54
• 4．2 水冷壁直管段有限元分析54-63
• 4．2．1 模型的建立54-55
• 4．2．2 管段热—应力分析55-57
• 4．2．3 单元热—应力耦合场分析57-58
• 4．2．4 有限元计算参数和流程58-61
• 4．2．5 计算结果与分析61-63
• 4．3 过热器弯管段有限元分析63-70
• 4．3．1 问题描述63-64
• 4．3．2 模型的建立64
• 4．3．3 管道弯头的热—应力分析64-65
• 4．3．4 有限元计算参数65-67
• 4．3．5 计算结果与分析67-70
• 4．4 本章小结70-71
• 第五章 管道材料金属特性变化研究71-84
• 5．1 引言71
• 5．2 管道材料碳化物相结构类型的转变71-73
• 5．3 金相组织变化的研究73-80
• 5．3．1 珠光体球化对损伤的影响73-76
• 5．3．2 12Cr2MoWVTiB（钢102）金相试验研究76-78
• 5．3．3 金属焊缝接合处的试验研究78-80
• 5．4 合金元素含量对金属性能的影响80-81
• 5．4．1 合金元素的重要性80
• 5．4．2 12Cr2MoWVTiB合金元素含量的分析80-81
• 5．5 硬度检测81-82
• 5．6 金相法对剩余寿命的评估82-83
• 5．7 本章小结83-84
• 第六章 锅炉“四管”寿命评估系统84-91
• 6．1 引言84
• 6．2 寿命评估系统实现模块划分84-85
• 6．3 系统实现的部分流程设计85-87
• 6．3．1 寿命综合评估推理流程85-86
• 6．3．2 锅炉“四管”诊断推理流程86-87
• 6．3．3 应力解析法寿命评估流程87
• 6．4 系统实现部分界面87-89
• 6．5 本章小结89-91
• 第七章 全文总结与展望91-93
• 7．1 工作总结91
• 7．2 将来发展方向91-93
• 参考文献93-96
• 致谢96

【引证文献】

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本文编号：357635