煤氣化裝置新型氧氣預(yù)熱器結(jié)構(gòu)優(yōu)化與應(yīng)用

【摘要】：氧氣是煤氣化過程中必需的氣化介質(zhì),煤氣化過程中氧氣的純度及流量的微小波動(dòng)會(huì)影響整個(gè)氣化系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行,緊急狀態(tài)下會(huì)造成系統(tǒng)連鎖停車。氧氣預(yù)熱器是煤氣化裝置中氧氣系統(tǒng)的主要靜設(shè)備,因此新型煤氣化預(yù)熱器的研制具有重要價(jià)值。本文采用Fluent軟件對傳統(tǒng)U型管換熱器和新型氧氣預(yù)熱器進(jìn)行了流場模擬分析,結(jié)果表明新型氧氣預(yù)熱器結(jié)構(gòu)優(yōu)化合理。氧氣預(yù)熱器設(shè)計(jì)制造難度較大,本文設(shè)計(jì)了一種氧氣預(yù)熱器新型結(jié)構(gòu)尺寸,在設(shè)計(jì)過程中對異形結(jié)構(gòu)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算,并應(yīng)用有限元分析軟件ANSYS,建立了氧氣預(yù)熱器的整體有限元模型,依據(jù)JB4732-1998《鋼制壓力容器分析設(shè)計(jì)》標(biāo)準(zhǔn)對換熱器的安全性進(jìn)行安全性評定。最后針對氧氣預(yù)熱器制造過程中出現(xiàn)的共性問題進(jìn)行研究,研究結(jié)果表明該換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理,滿足分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。 【關(guān)鍵詞】：氧氣預(yù)熱器 Fluent 分析設(shè)計(jì) 強(qiáng)度評定 制造 ANSYS
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TQ545
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 煤氣化技術(shù)簡述9-13
• 1.2 氧氣預(yù)熱器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-18
• 1.2.1 換熱器的發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 管殼式換熱器14-16
• 1.2.3 U型管式換熱器技術(shù)進(jìn)展16-18
• 1.3 論文研究內(nèi)容18-19
• 第2章 新型氧氣預(yù)熱器流場模擬分析及新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)19-33
• 2.1 流場數(shù)值模擬理論簡介19-21
• 2.1.1 流場數(shù)值模擬的理論基礎(chǔ)19-20
• 2.1.2 湍流方程模型簡介20
• 2.1.3 模型的選擇與評價(jià)20-21
• 2.2 換熱器結(jié)構(gòu)分析與改進(jìn)21-23
• 2.2.1 U型管換熱器結(jié)構(gòu)分析21-22
• 2.2.2 新型氧氣預(yù)熱器結(jié)構(gòu)22-23
• 2.3 換熱器流場對比分析23-28
• 2.3.1 簡化條件23-24
• 2.3.2 數(shù)學(xué)模型24-25
• 2.3.3 計(jì)算結(jié)果與分析25-28
• 2.4 新型氧氣預(yù)熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)28-32
• 2.4.1 筒體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)28-31
• 2.4.2 管板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)31-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第3章 有限元模型的建立33-42
• 3.1 有限元分析方法概述33
• 3.1.1 有限元分析方法33
• 3.1.2 ANSYS有限元分析軟件簡介33
• 3.1.3 有限元操作步驟33
• 3.2 氧氣預(yù)熱器的基本參數(shù)33-35
• 3.2.1 氧氣預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)參數(shù)34
• 3.2.2 氧氣預(yù)熱器的材料參數(shù)34-35
• 3.3 有限元模型的建立35-41
• 3.3.1 有限元模型的簡化35
• 3.3.2 建立氧氣預(yù)熱器的有限元模型35-38
• 3.3.3 單元類型的選擇38-39
• 3.3.4 模型的建立與網(wǎng)格的劃分39-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第4章 氧氣預(yù)熱器異形結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析和強(qiáng)度校核42-53
• 4.1 設(shè)計(jì)方法簡介42
• 4.1.1 按規(guī)則設(shè)計(jì)方法42
• 4.1.2 按分析設(shè)計(jì)方法42
• 4.2 氧氣預(yù)熱器端部異形結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分析42-44
• 4.2.1 異形結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分析42-43
• 4.2.2 邊界條件的施加43
• 4.2.3 計(jì)算結(jié)果43-44
• 4.3 氧氣預(yù)熱器異形結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度評定44-52
• 4.3.1 應(yīng)力分類方法44-46
• 4.3.2 應(yīng)力強(qiáng)度評定方法46-47
• 4.3.3 應(yīng)力分析路徑47
• 4.3.4 有限元計(jì)算結(jié)果的應(yīng)力分類及強(qiáng)度評定47-52
• 4.4 本章小結(jié)52-53
• 第5章 氧氣預(yù)熱器的制造53-60
• 5.1 制造過程質(zhì)量控制點(diǎn)53
• 5.2 材料的選擇53-54
• 5.3 管接頭焊接工藝54-57
• 5.3.1 管接頭焊接形式與檢驗(yàn)方法54-55
• 5.3.2 脹接工藝評定55-57
• 5.4 管頭質(zhì)量檢測57-59
• 5.4.1 技術(shù)難點(diǎn)57
• 5.4.2 解決方案57-59
• 5.5 本章小結(jié)59-60
• 第6章 結(jié)論60-61
• 參考文獻(xiàn)61-64
• 致謝64-65
• 附錄 板應(yīng)力沿路徑線性化結(jié)果(A-H)65-72

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