多喷嘴对置式气化炉耐火衬里温度及应力场的有限元分析 论文

热应力过大是造成气化炉耐火衬里损坏的重要原因之一，分析耐火衬里的温度分布和应力分布能有效避免应力集中并优化耐火衬里结构。为深入探讨这一问题，研究者们建立了三维多喷嘴对置式(OMB)水煤浆(CWS)气化炉炉壁K砖部位的计算模型，并采用有限元法进行了详细的分析。这种方法的有效性已经在多个相关领域得到验证，如《孔隙率对热障涂层热应力的有限元分析》中就有类似的应用和分析（查看详情）。

通过模拟研究，结果显示，当热面砖热端面温度为1300℃时，计算的钢壳温度为206.4℃，该结果与工业数据基本一致。分析还表明，热面砖应力 > 背衬砖应力 > 钢壳应力 > 隔热砖应力，其中热面砖热端面应力最大，容易出现裂纹，陶瓷纤维处的应变最大，而隔热砖的绝对变形量远小于热面砖和背衬砖。随着热面砖热端面温度的升高（从1100℃到1400℃），耐火衬里和钢壳的整体温度及应力显著增加，尤其是热面砖的应力，从0.68 GPa升高到1.1 GPa，并且等效应变和绝对变形量也随之增加。

进一步的研究还探讨了热面砖厚度对温度和应力分布的影响。结果表明，当热面砖厚度从60 mm增加到230 mm时，耐火衬里和钢壳的整体温度有所降低。这种厚度调整的策略可以有效地优化耐火衬里的结构，减少应力集中带来的潜在损害。

这种复杂的有限元分析方法不仅在气化炉耐火衬里的研究中得到了广泛应用，还在其他领域中得到了广泛认可。对于那些对有限元分析感兴趣的读者，可以参考更多相关资料，如《掘进机伸缩部导向块堆焊热应力有限元分析》（点击查看）和《电解质支撑平板型SOFC结构热应力有限元分析》（点击查看）等，这些研究为理解和应用有限元分析提供了宝贵的参考。

总之，深入理解气化炉耐火衬里的温度与应力分布，不仅可以提高设备的运行效率，而且还能够延长其使用寿命，为相关工业领域的发展提供坚实的技术支持。如果你对有限元分析有更深入的兴趣，推荐阅读《有限元分析实例》（点击阅读），它可以帮助你更好地理解和应用这一分析方法。