电站锅炉高温受压元件蠕变和低周疲劳寿命损伤计算及在线监测

高温蠕变和低周疲劳是锅炉高温受压元件寿命损伤的主要机理.采用高温受压元件蠕变和低周疲劳寿命在线监测是提高锅炉安全运行和管理水平的有效途径.给出了电站锅炉高温受压元件蠕变和低周疲劳寿命损伤的计算方法,扼要介绍了寿命损伤在线监测的基本原理、技术关键、使用范围和实际的应用情况.     

锅炉汽包(分离器)低周疲劳寿命影响因素探讨

锅炉受压元件寿命的计算一直是锅炉设计中的难点,锅炉汽包(或分离器)作为锅炉的主要受压元件,它的设计寿命将直接影响锅炉的寿命,本文通过计算实例总结出了影响锅炉汽包(或分离器)低周疲劳寿命的几个因素并对锅炉低周疲劳寿命计算的概念有个轮廓性的认识。     

锅炉汽包疲劳寿命分析软件的开发应用

以(ASME)<锅炉及压力容器规范>的疲劳寿命估算方法为基础,采用自行开发的锅炉汽包疲劳寿命分析软件,对BHW-35钢制锅炉汽包的疲劳寿命进行分析计算.最后得出了锅炉汽包疲劳寿命分析软件在对锅炉受压元件疲劳寿命分析估算方面的实用性和高效性.     

蠕变强度和疲劳对锅炉高温部件寿命影响的分析

电站锅炉高温受压部件的结构强度安全性，一直是电站锅炉设计人员十分关注的问题。由于高温部件除承受工质内压外，尚需承受温度荷载，破坏失效机理比较复杂。本文对锅炉高温部件蠕变疲劳分析现状，锅炉高温部件的破坏型式及应力控制原则，影响锅炉高温寿命的主要因素进行了分析，提出了工程上比较现实的处理方法。对其分析研究发展进行了探讨。     

采用应力分析法评估锅炉高温三通强度及其寿命

针对锅炉高温三通的结构特点,提出了评价其强度及寿命的有限元应力分析方法.强度评估采用应力分类原则并使用密赛斯当量应力,总体膜应力区域引入开孔减弱系数概念以避免分析模型复杂化;寿命中的疲劳损伤部分按弹性瞬态考虑,并采用应力指数法简化模型,以提高计算效率;蠕变损伤部分考虑材料的塑性及蠕变松弛作用.以一个实际锅炉三通为例,结合通用有限元软件ANSYS进行了其强度及寿命的计算,结果表明:该三通符合锅炉使用30年的预期,该方法可用于锅炉高温三通的强度及寿命计算.     

损伤力学和高温断裂力学在锅炉管道断裂寿命评定中的应用

本文采用损伤力学和高温断裂力学相结合的新方法来预示高温零部件的设计使用寿命和剩余寿命。高温零件的断裂寿命t_r由蠕变裂纹开裂寿命t_i和裂纹扩展寿命t_g两部份所组成。作者运用损伤力学理论计算蠕变损伤开裂寿命t和用高温断裂力学方法来计算蠕变裂纹扩展寿命t_g。结果表明,它在锅炉管道弯头破裂寿命计算中的应用,取得了良好效果。     

电站锅炉用P91钢蠕变/疲劳交互作用的试验研究

对电站锅炉用P91的母材及焊接接头的蠕变/疲劳交互作用进行试验,使用改进的延性耗损法对试验结果进行分析和处理,得出了P91钢的蠕变/疲劳交互作用特性及交互作用状态下的寿命估算方法.结果表明,P91钢在蠕变/疲劳共同作用下呈负交互作用;在P91的电站锅炉构件寿命估算时,疲劳因素可忽略.     

改善锅炉受压元件焊接接头疲劳强度的方法和工艺措施

本文主要分析了锅炉受压元件常见的疲劳损坏形式及原因，介绍了改善锅炉受压元件焊接接头疲劳强度的方法和工艺措施。     

锅炉炉内承压部件的蠕变分析及寿命计算

以高温过热器为例，对锅炉炉内承压部件的寿命损耗规律进行了分析，采用拉森-米勒参数式确定蠕变断裂时间，用罗宾逊法则求出过热器蠕变寿命损耗，同时考虑疲劳对高温金属的破坏作用，最终得到适用于在线监测系统的过热器蠕变寿命简化计算公式。在计算管壁应力时，取额定负荷下的工质压力作为恒定的工作压力，这种处理使计算得到简化并趋于安全。高温腐蚀的影响通过原始壁厚乘以一个修正系数考虑。现场直接测量过热器管壁温度信号，经过适当的补偿和修正，就可输入在线监测系统进行寿命损耗监测。参5     

灵活性运行的锅炉联箱应力分析及寿命计算

以某灵活性运行的超临界锅炉末级过热器出口汇集联箱为研究对象,结合锅炉负荷从200 MW到600 MW再到180 MW变化时的实时运行数据,采用Ansys有限元软件进行热应力、机械应力以及两者共同作用的总应力分析,讨论了各种应力在联箱中的分布情况。根据疲劳-蠕变交互作用下的累积损伤计算方法对联箱在灵活调峰运行时的疲劳和蠕变寿命损耗进行了评估。结果表明:灵活性运行时由于交变产生的热应力对联箱疲劳寿命影响较小,蠕变是影响其寿命损耗的主要因素。     

电站锅炉汽包寿命在线监测系统

在对锅炉汽包采用三维有限元理论计算的基础上，对传统的疲劳寿命计算方法（TRD301）提出了修改建议，并开发了一套锅炉汽包寿命在线监测系统。该系统利用计算机、智能化数据采集和通信转换对锅炉汽包运行全过程实行温度、压力和寿命的管理。经在某电站400t/h锅炉上运行，效果良好，达到了对锅炉汽包寿命进行在线监测和指导锅炉运行的目的。     

蠕变-疲劳交互作用的寿命计算方法

对蠕变疲劳交互作用下的寿命计算方法进行了介绍。这些方法包括单轴和多轴下蠕变疲劳交互作用下的寿命估算模型，交互作用下裂纹扩展计算模型，非零平均应变下的寿命计算模型，以及损伤力学方法等。     

锅炉部件和系统可靠性的计算模型

提出了电站锅炉部件及系统的可靠性计算模型,包括承压部件强度的可靠性计算模型、非承压部件的可靠性计算模型和锅炉系统的可靠性计算模型.锅炉承压部件的可靠性计算,考虑了设计量离散性的影响,使用概率设计法计算承压部件强度设计的可靠性.锅炉非承压部件的可靠性计算,使用了历史寿命数据统计法和非参数法的计算模型.锅炉系统的可靠性计算采用了串联系统的可靠性计算模型.给出了电站锅炉承压部件、锅炉易损件、锅炉耐用件、锅炉子系统、锅炉主机和锅炉系统的可靠性计算公式与计算实例.实现了在设计阶段定量计算锅炉部件和系统的可靠性.为电站锅炉的可靠性分析、可靠性设计与可靠性改进提供了依据.     

基于雨流计数法的锅炉汽包寿命实时监测

建立了汽包温度场、应力场监测模型,基于从电厂DCS(分布控制系统)中取出的锅炉汽包启动数据,通过有限元分析确定汽包的危险点,并修正了该点的应力集中系数,给出了汽包瞬态温度场计算的隐式差分方法和危险点的当量应力计算公式,改进了雨流计数方法,提出了采用应力稳定原则作为判定汽包启停状态结束的准则,统计每次启停过程中不同应力幅的循环次数,并据此确定汽包的寿命损耗。通过对锅炉汽包一次冷启动数据分析,验证了本文方法的有效性,研制了锅炉汽包寿命实时监测系统,经600 MW机组锅炉汽包的监测运行表明,效果良好,达到了对锅炉汽包寿命损耗进行实时监测并指导运行的目的。     

深度调峰工况下锅炉过量空气系数对炉内温度影响的分析

  [目的]  为了分析火电机组超低负荷运行工况下过量空气系数对于炉膛燃烧稳定性的影响,更好地指导机组参与调峰。  [方法]  通过深入分析锅炉运行和炉内传热机理,以炉膛出口烟温表征炉内燃烧温度,并作为燃烧稳定性的指标,在MATLAB/SIMULINK中搭建炉膛出口烟温模型。以某300 MW火力发电机组为例,首先选择几个典型工况点采用相似性求解方法计算炉膛出口烟温与锅炉厂家给出的设计数据进行比对,检验计算方法基本正确之后代入超低负荷运行参数,计算深调峰工况下不同过量空气系数对应的炉膛出口烟温。  [结果]  仿真结果表明:模型算得炉温与锅炉厂家给出的设计数据对比,计算误差小于±15 ℃,计算方法基本正确,可以将其应用于超低负荷工况计算。  [结论]  随着负荷的降低,使炉膛出口烟温达到最大值的最优过量空气系数逐渐增大。因此在超低负荷运行工况下,可在一定范围内适当增大过量空气系数以提高炉膛出口烟温,进而提高锅炉燃烧的稳定性,并且过量空气系数小于2.0时,数值越大炉膛出口烟温越高。     

300MW机组锅炉汽包寿命在线监测系统的研究

采用三维有限元理论,对300MW机组锅炉汽包在内压作用下的应力场进行了分析,所得到的理论应力集中系数比TDR301的推荐值大17.3％,并用热弹性理论计算准稳态下汽包的热应力。在此基础上对TRD301给出的疲劳寿命计算方法提出了改进建议,开发了一套300MW机组锅炉汽包寿命在线监测系统。该系统利用计算机、智能化数据采集和通信转换对锅炉汽包运行全过程实行温度、压力和寿命的管理。经在某电厂1021t/h锅炉上运行,效果良好。达到了对锅炉汽包寿命进行在线监测和指导锅炉运行的目的。     

A new high-temperature creep-fatigue damage rule based on the strain range partitioning concept

A new life prediction model based on the strain range partitioned crack growth rate equations is presented which can evaluate the material damage and the residual life under variable creep-fatigue strainings. Two-step sequential creep-fatigue straining tests such as High-Low and Low-High tests were conducted on Mod. 9Cr-1Mo steel and type 316LC stainless steel in order to examine the validity of the proposed model. It was found that the proposed model can be more successfully applied to the creep-fatigue life prediction under variable strainings than the conventional life prediction methods.     

超超临界压力锅炉的设计探讨

该文以百万千瓦级超超临界压力锅炉的概念设计为案例，论述了发展超超临界压力锅炉的蒸汽参数问题和需要研究的设计技术的课题，包括水冷壁系统中管圈型式、水动力可靠性、烟道蒸发器、过热器、再热器系统中的主蒸汽温度控制、再热蒸汽温度控制、管壁金属温度和材质，启动旁路系统中的锅炉启动系统和汽机旁路系统，以及其它诸如大直径厚壁元件、阀门等。此外，还提出了开发设计手段的建议。     

锅炉高温受热部件寿命的计算方法

电站锅炉的过热器和再热器是锅炉的重要部件,其工作状况直接影响机组的安全运行和经济性。作者提出了锅炉高温受热部件寿命的一种计算方法,用于预测这些部件的寿命。