目前油田注汽锅炉已成为热力开采的核心设备之一,工作时处于高温、高压状态,因此其安全和高效运行是稠油开采的关键。过热器处于注汽锅炉内部的高温区域,管线内部是高温蒸汽,管线外部是高温烟气,内外流均为复杂的湍流流动。由于目前测量技术很难测得管线各部分温度分布情况,因此通过数值模拟的方法来过热器进行工作性能预测。在把握了油田注汽锅炉工作原理的基础上,确定了过热器的工作环境以及工作特性。选取了合理的数学模型作为数值计算的理论基础,其中包括流动和传热的基本控制方程,湍流模型的选取,辐射模型的选取。通过CFD软件对过热器进行整体三维数值模拟,得到过热器的流场和温度场分布规律。从模拟结果可知,在边壁处由于结构的影响,使得烟气从管板附近大量流走,同时速度在此处也达到最大值。在不同工况下,随着负荷的增加,烟气速度最大值呈现递增的趋势。主流区域的烟气在第4排后趋于稳定。管束内外壁温度均沿着管流方向逐渐升高,外壁温度略高于内壁温度。通过ANSYS的CFD-POST将前面计算得到的温度场、压力场作为边界条件映射到ANSYS结构模型上,对过热器管束进行多场耦合分析,得到过热器管束的应力、位移分布规律,对过热器管束进行强度评价。