1 概述
　　国内外学者对IGCC系统及特殊设备进行过充分的研究。建立了适用于IGCC特点的联合循环系统模型，开拓了基于全工况特性的IGCC联合循环系统设计优化新方法，并研究开拓IGCC系统无约束时多变量综合优化设计方法。但是对于IGCC系统的工艺与设备评价方面的研究的还不多，尚需深入研究。
　　本文主要针对其安全可靠性进行研究，使IGCC的研究更加充分。
　　2 气化炉的数值模拟
　　2.1 气化炉仿真建模
　　本文以shell气化炉为模拟对象，实际模型见图2.1，其简化的模型见图2.2。建模区域为气化炉本体上部至激冷缩口，出口直径为917mm，下部至排渣口700mm，在用ABAQUS模拟时简化为二维平面模型。其材料利用以上数学模型，可以计算出气化炉在不同的压力、不同炉衬材料和不同炉温条件下，炉体的温度分布。下面给出应用该模型的某种结构气化炉。
　　炉体的温度场分布计算实例。计算条件为：外炉壳材料：普通碳钢，厚度为96mm
　　气化炉炉内壁温度：1 300℃～1 500℃，气化炉周围空气温度：20℃，运行压力约 2.6～2.8Mpa。
　　2.2 用ABAQUS计算气化炉由温度场引起的应力应变
　　2.2.1 ABAQUS/CAE分析气化炉温度场过程
　　在ABAQUS/CAE环境下建立计算模型，定义材料，定义截面属性并将其赋予模型，完成装配体，定义分析步，根据需要修改历史变量和场变量的输出要求保存模型。对模型施加载荷并确定边界条件。划分网格，再次保存模型进行计算。图2.3为简化的模型（因对称性只考虑一半），图2.4为模型的网格划分。
　　（1）在job模块，我们可以得到气化炉壁温度场分布情况如图2.5所示：
　　2.2.2 气化炉热应力计算分析
　　本节计算为气化炉内温度分别为1300℃和1500℃时热应力和热应变。打开tecplot，导入fil文件，查看热应力分布云图与位移分布云图，如下图2.6和2.7。
　　由以上图2.6和2.7不同温度下气化炉顶部和底部应力应变对比，我们可以得出以下结论：
　　1）该种材料下，气化炉正常工况下即炉内温度为1300℃时，炉壁在高温的作用下产生了热应力，进而造成了热应变。
　　2）正常工况下，该种材料的气化炉虽然产生热应力热应变，但变化极小，在安全范围内，并不影响气化炉的正常运行。由图2.6（c）、（d）及2.7（c）、（d）我们还可看出炉壁沿X、Y方向的位移都是极小的，甚至是可以忽略的。
　　3）由于气化炉内温度最高为1300℃，既然在此温度下气化炉是安全可靠的，那么在该温度下应该是安全的，所以该设计满足安全性要求。
　　3 数值模拟结论
　　本文主要采用ABAQUS软件对IGCC关键设备气化炉进行安全性评估，对其在正常的工作温度下，炉壁产生的应力应变进行计算分析，得出一下结论：在ABAQUS中对气化炉进行简化建模，利用其对称性，我们仅研究了其对称结构的一半，在ABAQUS计算处理模块，计算出气化炉在正常运行温度下，炉内壁产生的应力应变；通过在tecplot360里后处理结果分析，我们可以得出，在炉内温度1300℃应力和应变较小，故气化炉在正常温度下工作是安全可靠的。
　　参考文献
　　[1]迟全虎.IGCC联合循环系统建模与设计优化研究[D].中国科学院工程热物理研究所， 2004.
　　[2]迟全虎等.IGCC系统多变量综合优化设计[J].工热物理学报.2004，25（3）:361-365.
　　[3]林汝谋，等.IGCC系统全工况设计优化新方法[J].工程热物理学报，2004，25（4）：541-545.