论文部分内容阅读
接触式柔性密封是一种解决回转式空气预热器漏风问题的新型技术。回转式空气预热器是现代大型电厂锅炉机组中的重要设备,对锅炉效率的提高起着至关重要的作用。在实际运行中,回转式空气预热器漏风率高是十分棘手的问题,是该类设备的致命缺点,严重影响了锅炉机组的安全性和经济性。接触式柔性密封应用于回转式空气预热器上可以实现预热器的“零”间隙密封,能够明显减小预热器的漏风率,提高锅炉机组的效率,减小能源消耗,因此接触式柔性密封在回转式空气预热器节能改造上有重要意义和良好前景。本文采用力学实验方法和有限元方法对接触式柔性密封进行了模拟分析,同时,运用ANSYS的高级模块对接触式柔性密封进行了优化设计、可靠性设计和疲劳寿命分析。主要工作如下：(1)分析了回转式空气预热器的漏风机理,得出漏风量与间隙面积成正比的结论——通过减小漏风间隙控制空预器漏风,提出一种新型的接触式柔性密封技术。根据各种密封方法的对比,接触式柔性密封技术是一种有效方法,具有安装方便、“零”间隙、适应热变形的特点。(2)接触式柔性密封的结构参数包括厚度、波数、波距、波深、初始伸长、总长和迎角,刚度是接触式柔性密封的重要性能参数。从基本力学模型出发,运用力学实验方法和有限元方法对不同结构参数下的接触式柔性密封进行研究,得到相应结构参数的最大载荷、载荷-位移关系和各结构参数-刚度关系。厚度、波数、波深和总长是影响接触式柔性密封刚度的重要结构参数,其中厚度的影响程度最高。(3)介绍了有限元法优化设计的基本原理,采用ANSYS的APDL语言对接触式柔性密封进行参数化建模,利用ANSYS的优化设计模块对结构、载荷和刚度进行有限元优化分析,得到一组最优结构,刚度降低约68%。(4)可靠性是接触式柔性密封的重要性能参数。介绍了基于ANSYS的可靠性分析方法,运用ANSYS的PDS模块,将有限元方法和可靠性设计理论相结合,建立可靠性分析文件对接触式柔性密封进行了可靠性分析。接触式柔性密封的结构是可靠的,厚度和总长是影响接触式柔性密封的主要因素。(5)疲劳寿命是接触式柔性密封的重要性能参数。介绍了基于ANSYS的疲劳寿命分析方法,运用ANSYS的FATIGUE模块,将有限元方法和疲劳寿命分析理论相结合,建立疲劳分析文件对接触式柔性密封进行了疲劳寿命分析。接触式柔性密封的疲劳寿命为8年。