Voimakattilan syklonin keskusputken virumistarkastelu

Abstract

Tässä työssä on tutkittu yleisen virumisteorian soveltamista voimakattilan syklonin keskusputkeen. Teoriaosassa tarkastellaan virumista materiaaliopin kannalta, sekä kerrataan virumisen terminologia ja virumista hallitsevat asiat. Virumislujuuden erilaisia määritystapoja ja materiaalimalleja esitetään lyhyesti. Materiaalin valmistajalta saatujen virumislujuuksien avulla määritetään Nortonin virumisyhtälön kertoimet tulenkestävälle teräkselle 253 MAC, jota käytetään tässä työssä. Materiaalin on oletettu olevan lineaarisesti kimmoista ja lineaarisesti lujittuvaa. Materiaalin fysikaalisten ominaisuuksien lämpötilariippuvuus on huomioitu. Syklonin yläosan ja keskusputken pyörähdyssymmetrinen lämpötilakenttä on määritetty elementtimenetelmällä kattilan yksinkertaistetun käyttöjakson aikana. Tuloksena saatua lämpötilakenttää on käytetty keskusputken virumismallissa, joka on ratkaistu ANSYS elementtimenetelmä ohjelmalla. Keskusputken alaosan pyörähdyssymmetristä lämpötilakenttää on korjattu kokemusperäisen tiedon ja arvioiden avulla. Keskusputken alaosaan kohdistuvan painekuormituksen suuruusluokka on arvioitu kylmävirtausmallista saatujen tulosten perusteella. Keskusputkeen kohdistuvia kuormituksia on yksinkertaistettu voimakkaasti ja ne on oletettu olevan vakioita kattilan käyttöjakson aikana. Keskusputki on mallinnettu kuorielementeillä ja harvalla elementtiverkolla. Tuloksissa verrataan erilaisia ratkaisuoptioita ja muutamia erilaisia keskusputken rakenteita. /Kir10