循环流化床锅炉炉内脱硫的研究

工 业 技 术
Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ｓ ｃｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔｅ ｃｈ ｎｏ ｌ ｏ ｇｙ Ｒ ｅ ｖ ｉ ｅ ｗ
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１ ． １ 有限 元分析 的简 介 有 限元 分析是 指利用 数学近似 的方法对 真实 的系统 进行模拟 ， 有 限分析 是 用 简单 的思维代替 复杂 的思维 进行 问题 求解 。 有 限元分析 求 出的解不是 真实 的 解， 而是 近似 解 ， 在 实 际生 产 中， 问题 的很难 得到 准确 的求解 ， 因此 ， 可 以采用 近 似解 代替 。 由于有 限元分析 的精准 度比较 高 ， 可以适 用于各 种复杂 的 问题 求解 ， 逐 渐成 为 工程分 析 的有 效手段 。 １ ． ２ 有 限元分析 的基 本特 点 有 限元分 析 同其 他求 解 问题 近似 法最 大的 区别是 有 限元 分析 的近 似性 范 围仅 在 求值 范 围 内， 有 限 元分 析 是Ｒａ ｙ ｌ ｅ ｉ ｇ ｈ Ｒ ｉ ｔ ｚ 法 和 分 片 函数 的结 合体 。 有
网格划分 是风 电机组塔筒 有 限元分析 自动化模 型建 立的重 要部分 ， 网格 划 分质 量将直 接影 响计算结 构的准 确度 和分析结 果的准 确性 。 风 电机组塔 筒结 构 属于 对称 结构 ， 可 以现在 塔筒 的纵 向截面 进行２ １ ３ 网格划 分 ， 相 同类型 的截 面要 设计 相同 的网格划 分方 式 ， 当截面 的网格划 分完成 后 ， 对不 同塔筒 的焊接 口处 、 塔 门进行 网格 划分 ， 在 网格 划分 过程 中 ， 要 注 意网格 划分 的规 则性 和相 互协调 性， 当２ Ｄ 截 面 网格 划分 结束 后 ， 利用 扫描 函数 生 成３ Ｄ网格 。 由于塔 筒的塔 门对最 终分析结 果有很 大的影 响 ， 因此 ， 在进行 网格划 分时 ， 要将 塔 门及与 塔 门相连 的塔 身部分 分离 出来 ， 最 后在 单独 的进行 划 分 ， 在进 行 塔 门网格划分 时 ， 要尽量 保证 网格各边 、 内角等位 置相 同 ， 各 相邻 网格 单元要相 互 协调 ， 网格 单元 的疏密 度 要恰 当 。 ４ ． 应 用实 倒 本次 计算 以某 １ ． ５ ＭＷ水 平轴风 电机 组为 算例 ， 机舱、 发 电机 、 风 轮等 部分
３ ． ３ 风 电机 组塔 筒有 限元 分析模 型 网格 的划 分
限元分析将函数定义在简单的几何形状中， 不需要考虑整体的复杂条件 ， 这是
有 限 元分析 比较突 出 的特点 。 ２ ． 风 电机 组增 筒结 构有 限 元分 析 自动化 前处 理 风 电机组塔 筒结构 有限元分 析 自动 化前处理 包括有 限元模 型的建 立 ， 塔 筒 材 料属性 、 载荷条件 的施 加等 ， 在进行 几何模 型建立 时 ， 可以通 过人机 交换界 面 将 塔筒 的几何 参数输入 模型 中 ， 利 用二 次开发 语言编 写程序 ， 建立 不 同壁厚 、 锥 高的塔 筒结构 。 在保 证 网格参数满 足分析 要求 后 ， 进 行材料 的前处 理 ， 然后将 信 息提 交给求解 器进行 计算 ， 最后查 找分析 的结 果 ， 根 据分析 结构进 行统 计报告 。 ３ ． 风 电机 组塔 简 自动化 分析建 模 ３ 一 参数 分析 模型 的建 立 参 数化设计 主要是 对实 际生产设计 过程 中， 对相 同类型 但不 同规格的产 品 进行 技术参 数选 择 。 风 电机组 塔筒在 进行 参数 化建 模时 ， 要 根据 塔筒 的几何 尺 寸建 立纵 向截 面 ， 根 据 塔筒 的壁厚及 锥 高建立 建模 函数 ， 各段 利 用循环 电泳建 模函数 的方法 进行建 模 ， 从而确 定不 同壁厚 、 锥高 的塔筒几 何模型 。 塔 筒几何 模 型 的建立 是为 了划分 网格 单元 ， 塔 筒不 同壁厚 之 间的接 口处 如果处 理 不恰 当 ， 有 限元分析 在 进行 网格划 分时 ， 会 产生 网格单 元差 异 ， 对最 终分 析结 构造成 影 响， 因此 ， 在保证 风 电机 组塔 筒结构 的同 时， 要对 塔筒不 同壁厚 的焊接 口处进 行 过度 处理 ， 确 保有 限元 分析 网格划 分的 规整 。 风 电机组 塔筒 的塔 门结 构 比较复 杂， 而塔 门 的网格 划分 质量对 分析 结构 有很大 的 影响 ， 为确 保塔 门 的网格 划分
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对塔筒动态特性分析结果的影响比较小 ， 因此本次以塔筒本体为主进行建模 ，
分 析塔筒 的运 行情 况 。 本 次计 算基本 参数 为 ， 风 电机 组额 定功 率为 １ ． ５ ＭＷ ， 机 组高 度为７ ６ ｍ， 塔顶外 径为２ ． ５ ６ ｍ， 塔底外 径为４ ． ５ ｍ， 塔 筒壁厚 为１ ３ ｍｍ－ ３ ０ ｍ ｍ， 弹 性模量 为２ ． ０ ６ ×１ ０ ５ Ｍｐ ａ ， 密 度为 ７ ． ８ Ｘ １ ０ ３ ｋ ｇ ／ ｍ ， 泊 松 比为０ ． ３ ， 机舱及 叶 轮 质 量为 １ ０ ３ ． ８ ６ ｔ 。 经过有 限元 分析 自动 化模 型分 析结 果 为 ： １ 阶纵 向模态 频率 的 计 算结果 为０ ． ３ ６ １ Ｈｚ 、 有 限元 分析 结果 为０ ． ３ ５ ６ Ｈｚ ， １ 阶横 向模态 频 率计 算结 果 为０ ． ３ ６ ２ Ｈｚ 、 有 限元 分 析 结果 为 ０ ． ３ ５ ７ Ｈｚ ， ２ 阶纵 向模 态 频 率 计 算结 果 为 ２ ． ７ ９ ３ Ｈｚ 、 有 限元分 析结 果为２ ． ８ ３ ０ Ｈ ｚ ， ２ 阶横 向模 态频率 计 算结果 为 ２ ． ８ ５ １ Ｈｚ 、 有 限元分析 结果 为２ ． ８ ５ ８ Ｈ ｚ ， ３ 阶纵 向模 态频 率计 算结 果为 ６ ． ２ ７ ２ Ｈｚ ， 有 限元分 析 结 果为６ ． ２ ７ ８ Ｈｚ ， ３ 阶横 向模态 频率 计算 结果 为６ ． ２ ７ ２ Ｈ ｚ ， 有 限元分 析 结果 为６ ． ２ ７ ８ Ｈｚ ， 通 过有 限元 分析 模型 和计 算结 果对 比发现 ， 两 者的 前三 阶频 率误 差 在 １ ％ 以内 ， 符 合相 关要 求 。 以上 计算 结果说 明 ， 使用 有 限元分 析 自动化 方法 分析 风 电机组 塔 筒是 可行 的 。 ５ ． 总 结 塔筒是 风 电机 组重要 的承载元 件 ， 其 本身承 载着 整个机组 的作用力 及 叶轮 振 动 载荷 ， 塔筒 的稳 定运行 对 风电机 组 的安 全及 正常 运行 有极 其重 要的 作用 。