【摘 要】
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空气预热器是电站锅炉最广泛使用的节能设备之一,天津国华盘山发电有限责任公司安装8台PBл-9.8型受热面回转式空气预热器,＃22空预器在热态运行约3.8×104小时后,大轴发生断裂
【机 构】
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华北电力大学(北京)动力工程系,北京,102206
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空气预热器是电站锅炉最广泛使用的节能设备之一,天津国华盘山发电有限责任公司安装8台PBл-9.8型受热面回转式空气预热器,＃22空预器在热态运行约3.8×104小时后,大轴发生断裂.本文通过利用ANSYS有限元软件对大轴进行应力场分析,得出大轴断裂的原因,以指导同类空预器的运行.针对盘山电厂＃22空预器大轴断裂情况,利用ANSYS有限元软件,建立了以实体单元为基本单元的大轴有限元计算模型,在此模型基础上首先进行静应力分析,得到各静工况下的应力分布,证明在正常静工况下,大轴是安全的.因大轴除了受重力和扭矩外,热态运行中还承受烟风两侧驱动力共同作用下所产生的倾覆力矩.本文利用弯扭合成当量弯矩法对大轴进行了强度校核,也证明是安全的,烟风驱动力所产生的倾覆力矩不是造成主轴断裂的原因.最后对大轴进行瞬态的冲击载荷分析,得到当上法兰承受的冲击载荷达到一定值时,上倒角处承受的最大应力将达到其许用应力,从而导致大轴疲劳断裂.对断口进行的宏观观察,也可以判断此次断裂为疲劳断裂.根据空预器实际工作环境及有限元计算结果,分析得到＃22空预器断轴的主要原因是:长期在足够大的交变应力作用下,大轴底部轴肩处产生裂纹并扩展,最终导致疲劳断裂。
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