循環(huán)流化床鍋爐一次風管道結構優(yōu)化及流固耦合分析.pdf

1、鍋爐機組在設計、建造過程中，考慮空間的有效利用，煙風系統(tǒng)存在很多彎管。由于彎管的結構特點，管內流體呈現(xiàn)復雜的流動特性，如速度分布不均、氣固兩相流在彎管附近形成分離區(qū)等。這些流動特性會造成流體總壓和能量損失，會造成風量測量不準、管道振動等。
　　首先，本文針對循環(huán)流化床鍋爐熱一次風管道的彎頭多、直管段較短的特殊結構，提出在直管段入口位置加裝柵格導流器。利用商業(yè)軟件ANSYS workbench對柵格導流器結構進行了優(yōu)化，包括確定導流

2、器的柵格數(shù)量、柵格高度、柵格與管道軸線夾角和柵格板厚度等。優(yōu)化結果為在導流器柵格數(shù)量為4×4、并分別與管道軸線成10°夾角、導流板高度為240mm、厚度為4mm時，均流效果較好、阻力損失較小。
　　其次，將理論分析的優(yōu)化結果在循環(huán)流化床鍋爐上進行了實驗驗證。實驗在三個工況下測試了安裝導流器后熱一次風管道內風量測量裝置位置的風速分布。實驗結果顯示，加裝導流器后，一次風管道內的風速分布較均勻，說明導流器起到了均流效果。同時，模擬結果與

3、實驗結果的吻合較好，說明模擬結果的準確性較高。
　　最后，采用單向流固耦合的方法，利用ANSYS workbench軟件，對加裝導流器前后的熱一次風管道進行了靜力學、模態(tài)、諧響應、疲勞分析。靜力學計算發(fā)現(xiàn)，加裝導流器后，各工況下一次風管最大變形及最大應力比添加導流器前有小幅增加，說明導流器的添加對一次風管結構有影響，不過影響很??；模態(tài)分析發(fā)現(xiàn)，添加導流器后的一次風管道比添加導流器前的各級固有頻率要??；諧響應分析發(fā)現(xiàn)，添加導流器后的