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皇冠现金注册送彩金:锅炉的热应力在水冷壁正常运行时是如何产生的

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2017-06-13

锅炉正常运行时,水冷壁管外壁受到高温火焰的辐射,而内壁被汽水混合物冷却。汽水混合物的温度就是汽包压力下的饱和温度。20钢的导热系数较大,λ=46W/(m2.℃),水冷壁管厚一般不大于6mm,管壁热阻不大。但由于水冷壁管在高温火焰的强烈辐射下,热负荷很高,靠近火焰中心的水冷壁管热负荷更高,因此水冷壁管内外壁温差可达60~80℃。在此情况下,外壁温度高,企图膨胀,内壁温度低,必然阻止外壁膨胀,外壁承受压缩应力,而内壁承受拉伸应力,这样在水冷壁管内产生了热应力。

水冷壁管壁内外温差与壁厚成正比,壁厚越厚,内外温差越大,热应力也越大。所以,水冷壁管壁壁厚一般不超过6mm。当压力变高时,尽量不采用增加壁厚的方法,而采用使用强度更高的材料制造水冷壁管。例如,锅炉工作压力10Mpa以下时,水冷壁管通常采用20钢;当锅炉工作压力超过15Mpa时,水冷壁可以采用15MnV或15CrMo等低合金钢。

需要注意的是,如果水冷壁管内壁结垢,由于水垢的导热系数比钢小得多,使得管外壁温度明显升高。管壁的热阻比水垢小的多,因此管内壁的温度也随之升高。结果是水冷壁管的整体温度提高,但管内外壁温度差反而因传热量的减少而降低。

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