1、GB/T16508.3鍋殼鍋爐第3局部：設(shè)計(jì)與強(qiáng)度計(jì)算目前我們需要掌握的主要內(nèi)容：5.5 許用應(yīng)力56頁5.6 計(jì)算溫度57頁5.7 工作壓力和計(jì)算壓力58頁6.3 鍋殼和集箱筒體59頁6.6 減弱系數(shù)及焊接接頭系數(shù)60頁6.7 附加厚度65頁6.8 厚度限制66頁7.3 圓筒形爐膽69頁7.4 橢球形和半球形元件79頁85頁7.5 .2拱形管板83頁9.3 有拉撐的平板和煙管管束區(qū)以外的平板9.4 煙管管束區(qū)以內(nèi)的平板88頁9.5 拉撐件所支撐的面積93頁9.6 直拉桿和拉撐管94頁9.7 斜拉桿96頁13.3 筒體上孔的補(bǔ)強(qiáng)103頁1、鍋殼式鍋殼的主要結(jié)構(gòu)型式鍋殼式鍋爐最早的名稱是火管鍋爐

2、.與水管鍋爐結(jié)構(gòu)上的不同之處在于煙氣在受熱面管子內(nèi)部流動(dòng),工質(zhì)在受熱面管子外部流動(dòng),而水管鍋爐正與之相反.鍋殼鍋爐除了具有與水管鍋爐相同的元件如集箱、封頭,類似的元件如鍋殼筒體,還有一些自己獨(dú)有的元件,如煙管、爐膽、管板、拉撐件等.鍋殼筒體、集箱、封頭、開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算根本與水管鍋爐相同,有些表述方式、有的符號(hào)、有的計(jì)算方法有所不同,爐膽、管板、拉撐的計(jì)算是水管鍋爐沒有的內(nèi)容.為了更好的理解標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容,需要對(duì)鍋殼鍋爐的結(jié)構(gòu)有一定的了解.1.1 水火管鍋爐水火管鍋爐是我國獨(dú)有的一種爐型,源自50年代上海工業(yè)鍋爐廠.之所以叫水火管鍋爐是由于兼有了水管和火管兩種鍋爐的結(jié)構(gòu).水管局部是指爐膛中的水冷壁管,

3、火管局部是指鍋殼中的煙管.鍋爐本體由水冷壁管、筒殼、集箱、管板、煙管、下降管組成.煙氣行程：燃料燃燒形成的火焰、煙氣在爐膛與水冷壁、鍋殼底部組成的輻射受熱面進(jìn)行換熱后,由前向后流動(dòng),在后部轉(zhuǎn)向進(jìn)入兩側(cè)翼型煙道,由后向前沖刷翼型煙道中的第一對(duì)流受熱面,在前部轉(zhuǎn)向進(jìn)入由煙管組成的第二對(duì)流受熱面,然后流出鍋爐本體.這種煙氣流動(dòng)方式叫做煙氣三回程.水循環(huán)系統(tǒng)：鍋殼、下降管、集箱、水冷壁管組成循環(huán)回路.水在水冷壁管中被加熱,一局部水變?yōu)檎羝?管內(nèi)工質(zhì)形成汽水混合物,下降管不受熱,管中工質(zhì)是水,汽水混合物重度小于水的重度,因此下降管中的水向下流動(dòng),水冷壁管中的汽水混合物向上流動(dòng),形成了自然循環(huán).止匕外,由

4、于鍋殼底部受熱以及鍋殼中布置了大量的煙管,鍋殼中的水被加熱蒸發(fā),在鍋殼中也形成了冷水下降,熱水和蒸汽上升的自然循環(huán),只不過這個(gè)循環(huán)過程是在鍋殼這個(gè)大水容積中進(jìn)行的.水火管鍋爐最早用于小容量產(chǎn)品,進(jìn)些年來開展到較大容量.該爐型曾是我公司主導(dǎo)產(chǎn)品,90年代之前幾乎是唯一的爐型.目前仍是我公司主要爐型之一,是20t/h以下產(chǎn)品的首選,在40t/h熱水爐也曾生產(chǎn)過該產(chǎn)品.1.2 臥式內(nèi)燃鍋爐臥式內(nèi)燃鍋爐用于燃油、燃?xì)忮仩t.鍋爐本體由爐膽錐形爐膽、波形爐膽、鍋殼、管板、回燃室管板、筒體、煙管、拉撐直拉桿、斜拉桿組成.煙氣行程：燃燒機(jī)將油或氣點(diǎn)燃并形成火焰噴入爐膽,火焰、煙氣與爐膽組成的輻射受熱面進(jìn)行換熱

5、后,由前向后流動(dòng),在回燃室轉(zhuǎn)向,由后向前沖刷第一對(duì)流管束煙管,在前部轉(zhuǎn)向,由前向后沖刷第二對(duì)流管束煙管,然后流出鍋爐本體.煙氣流動(dòng)同樣是三回程方式.水循環(huán)：在鍋殼這個(gè)大水容積中形成了冷水下降,熱水和蒸汽上升的自然循環(huán).上述的爐型是三回程濕背式臥式內(nèi)燃鍋爐.所謂濕背式,是指回燃室處于鍋殼中,回燃室后管板后背與鍋殼后管板之間存在水夾層,回燃室后管板后背被水冷卻,稱之為濕背式.與之相對(duì)應(yīng)的是干背式,如果回燃室不處于鍋殼中,回燃室后背一般是用耐火材料砌筑的,沒有水冷卻那么成為干背.下列圖為三回程干背式鍋爐示意圖.1：鍋殼2：爐膽3：前管板4：后管板5：煙管6：耐火石專干背式鍋爐回燃室后背用耐火磚砌筑,

6、在高溫?zé)煔鉀_刷下,很容易損壞,不得不經(jīng)常停爐修理,因此只用于較小容量的產(chǎn)品.我公司生產(chǎn)的臥式內(nèi)燃鍋爐目前全部采用三回程濕背式結(jié)構(gòu).2、鍋殼和集箱筒體計(jì)算厚度與水管鍋爐鍋筒和集箱筒體厚度計(jì)算公式相同.鍋殼筒體計(jì)算厚度PDic2minP集箱筒體計(jì)算厚度PD0c2minP計(jì)算厚度P:計(jì)算壓力Di：筒體內(nèi)徑D0：筒體外徑min:最小減弱系數(shù):許用應(yīng)力2.1 計(jì)算壓力PP0PaP:計(jì)算壓力P0:工作壓力Pa：設(shè)計(jì)附加壓力2.2 工作壓力P0PrPfPhP0:工作壓力Pr:額定壓力Pf：工質(zhì)流動(dòng)阻力,取最大流量時(shí)鍋殼或集箱至鍋爐出口之間的壓力降Ph：元件所受液柱靜壓力,不大于0.03PrPaPf時(shí),取Ph

7、等于零.2.3 設(shè)計(jì)附加壓力標(biāo)準(zhǔn)第4條“符號(hào)和單位中,給出“Pa設(shè)計(jì)附加壓力安全閥整定壓力,標(biāo)準(zhǔn)的第1號(hào)勘誤表改為Pa設(shè)計(jì)附加壓力考慮平安閥整定壓力".除此之外標(biāo)準(zhǔn)中再未給出Pa確實(shí)定方法,經(jīng)向標(biāo)準(zhǔn)編寫人咨詢,Pa取為平安閥較低整定壓力與額定壓力之差,與GB/T16507.4的規(guī)定不一致.2.4 最小減弱系數(shù)min取縱向焊接接頭系數(shù)、縱向孔橋減弱系數(shù)、兩倍橫向孔橋減弱系數(shù)2當(dāng)2>1時(shí),取21.00及斜向孔橋當(dāng)量減弱系數(shù)d當(dāng)d>1時(shí),取d=1.00中的最小值.這些規(guī)定與GB/T16507.4無本質(zhì)上的區(qū)別,在GB/T16507.4中,橫向孔橋減弱系數(shù)已經(jīng)包括了2倍,斜向孔橋

8、減弱系數(shù)就是本標(biāo)準(zhǔn)的斜向孔橋當(dāng)量減弱系數(shù).2.5 縱向焊接接頭系數(shù)w根據(jù)焊縫形式及無損檢測(cè)比例,按GB/T16508.1中的6.4.7選取.該條與GB/T16507.4表5略有區(qū)別,比GB/T16507.4表5表達(dá)的更明確具體,此外有1個(gè)系數(shù)值不同.2.6 孔橋減弱系數(shù)2.6.1 可不考慮孔間影響的相鄰兩孔的最小節(jié)距在什么情況下需要計(jì)算孔橋減弱系數(shù),本標(biāo)準(zhǔn)也有與GB/T16507.4相同的規(guī)定,相鄰兩孔的節(jié)距小于可不考慮孔間影響的相鄰兩孔的最小節(jié)距,且兩孔直徑均不大于未補(bǔ)強(qiáng)孔最大允許直徑時(shí),應(yīng)計(jì)算孔橋減弱系數(shù).可不考慮孔間影響的相鄰兩孔的最小節(jié)距包,就是GB/T16507.4中的臨界節(jié)距Sc.

9、sodm2：Didmdid2dm：相鄰兩孔直徑的平均值,2:名義厚度2.6.2 未補(bǔ)強(qiáng)孔最大允許直徑未補(bǔ)強(qiáng)孔最大允許直徑d,按圖50查取.與GB/T16507.4有所不同,GB/T16507.4給出兩種方法,計(jì)算和按圖查取,我們一般用計(jì)算確定.本標(biāo)準(zhǔn)只按圖50確定.在查圖前需計(jì)算筒體的實(shí)際減弱系數(shù)s,s就是GB/T16507.4中的筒體結(jié)構(gòu)特性系數(shù)k,計(jì)算公式是相同的.對(duì)于鍋殼筒體：PDis2Pe對(duì)于集箱筒體：PD02es2Pee：有效厚度當(dāng)s00.4時(shí),需要補(bǔ)強(qiáng)的孔已得到自身補(bǔ)強(qiáng),無需另行補(bǔ)強(qiáng).當(dāng)s>0.4時(shí),未補(bǔ)強(qiáng)孔的直徑d不應(yīng)大于按圖50確定的未補(bǔ)強(qiáng)孔的最大允許直徑d,且最大為20

10、0mm.如為橢圓孔,d取筒體縱截面上的尺寸.當(dāng)未補(bǔ)強(qiáng)孔的直徑d大于按圖50確定的未補(bǔ)強(qiáng)孔的最大允許直徑d時(shí),應(yīng)采取規(guī)定的補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)予以補(bǔ)強(qiáng).這些規(guī)定與GB/T16507.4根本相同,只是GB/T16507.4無“如為橢圓孔,d取筒體縱截面上的尺寸的規(guī)定,GB/T16507.4取的是長(zhǎng)軸尺寸.2.6.3 縱向孔橋減弱系數(shù)sdmss：縱向相鄰兩孔的節(jié)距2.6.4 橫向孔橋減弱系數(shù)sdmss:橫向相鄰兩孔的節(jié)距,取筒體平均直徑圓周上的弧長(zhǎng).2.6.5 斜向孔橋當(dāng)量減弱系數(shù)K:斜向孔橋換算系數(shù)K11-b:斜向孔橋兩孔間在筒體軸線方向上的距離a:斜向孔橋兩孔間在筒體平均直徑圓周上的弧長(zhǎng)：斜向孔橋減弱系數(shù)s

11、dmss:斜向相鄰兩孔的節(jié)距,取筒體平均直徑圓周上的弧長(zhǎng).對(duì)于凹座開孔、非徑向開孔,公式中的dm以當(dāng)量直徑de代入,其計(jì)算方法與GB/T16507.4相同,此處不再詳述.2.7 許用應(yīng)力j：為GB/T16508.2表2?常用鋼板的許用應(yīng)力?和表4?常用鋼管的許用應(yīng)力?相應(yīng)材料的選取值.這兩個(gè)表與GB/T16507.2表2和表4不完全相同,尤其是表4,由于水管鍋爐覆蓋的產(chǎn)品更多,選用的材料更廣,GB/T16507.2表4鋼管品種更多.:修正系數(shù),按表3選取.對(duì)鍋殼和集箱筒體來說,表3與GB/T16507.4的表1是相同的.確定J時(shí),需首先確定計(jì)算溫度tc,按表4選取,表中tmave為介質(zhì)額定平均

12、溫度.表4與GB/T16507.4對(duì)應(yīng)的表2、表3、表4有所不同.上述的八、tc查取步驟、方法與水管鍋爐相同.3、鍋殼和集箱筒體厚度附加量CC1C2C3C1：腐蝕裕量,一般取C1=0.5,>20mm時(shí),取C=0C2：制造減薄量,鍋殼筒體：冷卷冷校時(shí),C2=0；冷卷熱校時(shí),C2=1mm；熱卷熱校日寸,C2=2mm.鋼管制成的直集箱筒體：C2=0C3：鋼材厚度負(fù)偏差,鍋殼筒體：取鋼板標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的厚度負(fù)偏差.按GB/T709?熱軋鋼板和鋼帶的尺寸、外形、重量及允許偏差?,規(guī)定為03mm.鋼管制成的直集箱筒體：C3F,m:鋼管厚度負(fù)100偏差的百分比值,可查GB3087?低中壓鍋爐用無縫鋼管?標(biāo)準(zhǔn)

13、.從我公司進(jìn)料情況看,一般外徑<108mm,是冷拔管,查表3,外徑n108mm,是熱軋管,查表2.表2按鋼管外徑和管子壁厚與外徑比值,分4檔給出了偏差值.表3按管子壁厚分2檔給出了偏差4、不絕熱鍋殼和集箱筒體最大允許厚度4.1 不絕熱鍋殼最大允許厚度不絕熱鍋殼最大允許厚度按表5查取,與GB/T16507.4表16相同.但GB/T16507.4表16有Pr02.5MPa的限定,本標(biāo)準(zhǔn)無此限定.4.2 不絕熱集箱最大允許厚度Pr>2.5MPa時(shí),不絕熱集箱最大允許厚度30mm,與GB/T16507.4表17有所不同,表17按溫度分成2檔,本標(biāo)準(zhǔn)只有1個(gè)規(guī)定值.Pr02.5MPa時(shí),不絕

14、熱集箱最大允許厚度按表6查取,與GB/T16507.4表18相同.5、臥式平直爐膽厚度計(jì)算爐膽是臥式內(nèi)燃鍋爐主要受壓元件,鍋爐燃燒和輻射換熱過程在爐膽完成.爐膽有平直、錐形、波形3種.平直爐膽形狀簡(jiǎn)單,易于制造,但爐膽承受高溫,有較大的熱膨脹量,而平直爐膽柔性較差,不能吸收較大的熱變形,因此對(duì)其長(zhǎng)度有限制,應(yīng)用范圍很小.波形爐膽在軸向能吸收較大熱變形,而且徑向剛性也比平直爐膽大,因此應(yīng)用較廣.錐形爐膽實(shí)質(zhì)上與平直爐膽沒有區(qū)別,因結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的需要而采用.爐膽與管板連接處收縮,為的是管板上布置煙管的需要與鍋筒、鍋殼等圓筒形元件不同,爐膽承受的是外壓,而不是內(nèi)壓.因此平直爐膽的計(jì)算除了強(qiáng)度外還有穩(wěn)定

15、,用強(qiáng)度和穩(wěn)定公式同時(shí)計(jì)算.取以下2式計(jì)算的s和中的較大值.強(qiáng)度公式:0.12DmUPDmn1B2ReLt10m.15L穩(wěn)定公式:0.4呈Dm0.6tPLn211.73Es:設(shè)計(jì)厚度Dm：爐膽平均直徑u：爐膽圓度百分率200DomaxD°min)D0maxD0min般取u1.2D.：爐膽外徑L：爐膽計(jì)算長(zhǎng)度,有如下規(guī)定:(1)爐膽與平管板或凸形封頭連接處,假設(shè)是扳邊對(duì)接焊時(shí),以扳邊起點(diǎn)作為L(zhǎng)的計(jì)算支點(diǎn)即L的起算點(diǎn).；假設(shè)是坡口型角焊時(shí),以角焊根部作為計(jì)算支點(diǎn).護(hù)膽(2)L不應(yīng)大于2000,如爐膽兩端均為扳邊連接,L可放大至3000.ni：爐膽強(qiáng)度平安系數(shù),按表8選取.RteL:計(jì)算溫

16、度時(shí)的屈服強(qiáng)度,按GB/T16508.2附錄B表B.1山：爐膽穩(wěn)定平安系數(shù),按表8.Et:材料的彈性模量,按表9.6、錐形爐膽厚度計(jì)算錐形爐膽實(shí)質(zhì)上與平直爐膽沒有區(qū)別,因此厚度計(jì)算方法與平直爐膽完全相同.見圖13,圖13畫的是立式鍋爐,標(biāo)準(zhǔn)用此圖表示錐形爐膽.從圖中可以看出,爐膽大端連接下腳圈,小端連接爐膽頂.厚度計(jì)算公式采用平直爐膽公式,Di按以下計(jì)算:DiD_D2Di:小端內(nèi)徑Di:大端內(nèi)徑7、波形爐膽厚度計(jì)算波形爐膽在軸向能吸收較大熱變形,而且徑向剛性也比平直爐膽大,故其穩(wěn)定性比平直爐膽大,在一定的波紋高度條件下,采用只考慮強(qiáng)度的簡(jiǎn)化計(jì)算公式PD02我公司臥式內(nèi)燃鍋爐采用波形與錐形組合爐

17、膽,波形局部的設(shè)計(jì)厚度按上式計(jì)算,錐形局部的厚度按平直爐膽厚度公式計(jì)算,其計(jì)算長(zhǎng)度L取最邊緣一節(jié)波紋的中央線至計(jì)算支點(diǎn)之間的距離.圖16同時(shí),由于與錐形爐膽相鄰一節(jié)的波紋受載荷較大,故要求最邊緣一節(jié)波紋的慣性矩Ii滿足下式：11nlPH1.33106常用波紋如圖14所示,其慣性矩Il可查表10.I：所需要的慣性矩L2:見圖16,L2Ls2s:波紋節(jié)距Dm：波形爐膽平直局部的平均直徑8、爐膽結(jié)構(gòu)要求爐膽除了要求名義厚度不小于設(shè)計(jì)厚度,波形與平直組合爐膽最邊緣一節(jié)波紋慣性矩不小于需要慣性矩外,結(jié)構(gòu)上還有一些限制要求,例如：平直爐膽計(jì)算長(zhǎng)度不應(yīng)超過2000,如果兩端均為扳邊連接,那么計(jì)算長(zhǎng)度可放大至

18、3000.超過上述規(guī)定時(shí),應(yīng)采用膨脹環(huán)或波形爐膽來提升柔性,此時(shí),波紋局部的長(zhǎng)度應(yīng)不小于爐膽全長(zhǎng)的1/3.爐膽名義厚度不應(yīng)小于8,且不應(yīng)大于22.其它要求可見標(biāo)準(zhǔn)7.3.5條.例題：校核我公司生產(chǎn)的WNS10.7Y(Q)爐膽強(qiáng)度.一、波形爐膽計(jì)算：Pr=0.7Pf0Ph0Po0.7+0+0=0.7平安閥較低整定壓力,按GB/T16508.5表3,Po+0.03=0.7+0.03=0.73Pa0.73Pr=0.73-0.7=0.03PP0Pa0.70.030.73工作壓力下的飽和溫度,按絕對(duì)壓力0.83查表,飽和溫度為171.90查表4,取tmave171.90tctmave90171.90+9

19、0=261.90按波形爐膽圖,爐膽材料Q345R10,按tc261.90查GB/T16508.2表2,j163.67查表3,0.6J0.6163.67=98.20按波形爐膽圖,Do620s型1=320+1=3.302298.20二、波紋與錐形組合爐膽計(jì)算141、錐形爐膽厚度計(jì)算按錐形爐膽圖,10Di=550Di=600DiDi550600Di=575DmDi57510585查表8,ni=2.5按錐形爐膽圖,材料Q345R10,按tc261.90查GB/T16508.2附錄B表B.1,*l=245.24確定L附圖爐膽與回燃室前管板連接處L/2,LJ556爐膽與鍋殼前管板連接處PDmn_0.735

20、852.52ReLt1Dm一2245.24秒515L156452.05取u1.2B120.12DmUB1Dm0.3L2.051=122.0510.125851.25850.3645=4.46查表8,n2=3.0按tc261.90查表9GB/T16508.2附錄B表B.11Et186.81X1030.40.4二Dm0.6a1=5850.60.736453.016211.73E1.73186.8110取s=4.46和6.21中較大者,s=6.212、慣性矩計(jì)算按波紋爐膽圖,s150W41Dm610I1=37.6X1044.95X104L2=皿3397.522按s150W41查表10,IPL2D3m

21、=0.73397.561031.331061.33106三、結(jié)論：波紋爐膽10>s2.05,且>8；錐形爐膽10>s6.21,且>8；最邊緣一節(jié)波紋I1=37.6X104>I=4.95><104滿足要求9、平管板厚度計(jì)算平管板在介質(zhì)壓力作用下將要彎曲,產(chǎn)生彎曲應(yīng)力.為預(yù)防產(chǎn)生明顯彎曲和過大的彎曲應(yīng)力,平管板均用拉撐件予以加固,拉撐件有角撐板、拉桿等,煙管也起拉撐作用拉特如上圖所示,管板上部有拉撐件角撐板,中部有煙管.管板在介質(zhì)壓力作用下將產(chǎn)生彎曲變形,斜線所示為向外彎曲變形較大區(qū)域.其變形特點(diǎn)是具有幾個(gè)不變形點(diǎn)支撐點(diǎn),斜線區(qū)域中央凸起相對(duì)最高.上圖a表

22、示的是管板一區(qū)域的變形狀況,斜線所示為凸起局部,de為通過拉撐件中央和虛線支點(diǎn)線三點(diǎn)畫出的假想圓當(dāng)量圓直徑.上圖b同樣表示的是管板一區(qū)域的變形狀況,斜線所示為凸起局部,de為通過拉撐件中央和虛線支點(diǎn)線兩點(diǎn)畫出的假想圓當(dāng)量圓直徑.可以看出,假想圓當(dāng)量圓能近似表征管板變形的特點(diǎn).水火管鍋爐在90年代之前采用平管板,90年代之后,水火管鍋爐采用橢球形管板、拱形管板取代了平管板.橢球形管板見圖27,就是開有成排煙管管孔的橢球形封頭,其計(jì)算與橢球形封頭相同.管束區(qū)域開有成排管孔,但其受力情況與鍋殼、鍋筒上開有成排管孔不同,由于管束區(qū)域被煙管拉撐著,節(jié)距越小拉撐作用越大；而鍋殼、鍋筒上的成排管孔使承載面積

23、減小,節(jié)距越小孔橋處的應(yīng)力越大.因此管束區(qū)的強(qiáng)度裕度較大而無需進(jìn)行計(jì)算.這種管板由于存在非徑向開孔問題已經(jīng)很少采用了.目前水火管鍋爐都采用拱形管板,見圖28,拱形管板由管板區(qū)和拱形區(qū)兩局部組成,管板區(qū)是平板形,拱形區(qū)是橢球形.管板區(qū)按平管板計(jì)算方法,拱形區(qū)按橢球形封頭計(jì)算方法.臥式內(nèi)燃鍋爐采用平管板.平管板計(jì)算包括煙管管束區(qū)以外和煙管管束區(qū)以內(nèi)兩局部管板的計(jì)算.9.1煙管管束區(qū)以外的管板厚度計(jì)算計(jì)算公式：AKde.-P1P：取相連元件的計(jì)算壓力:計(jì)算方法同前de：當(dāng)量圓直徑,當(dāng)量圓是通過支撐點(diǎn)畫出的假想圓K:系數(shù),通過3個(gè)支撐點(diǎn)畫當(dāng)量圓時(shí),K值按表14確定；通過4個(gè)或4個(gè)以上支撐點(diǎn)畫當(dāng)量圓時(shí),

24、K值降低10%；通過2個(gè)支撐點(diǎn)畫當(dāng)量圓時(shí),K值增加10%；支撐點(diǎn)型式不同時(shí),K取各支撐點(diǎn)相應(yīng)值的算數(shù)平均值.9.1.1 支撐點(diǎn)確實(shí)定可以作為支撐點(diǎn)的有：拉撐桿或拉撐管中央；管束區(qū)邊緣煙管中央；角撐板的中線；支點(diǎn)線上的各點(diǎn).9.1.2 支點(diǎn)線確實(shí)定見圖29,圖29a表示的是平管板與鍋殼筒體或爐膽筒體扳邊對(duì)接焊時(shí),支點(diǎn)線確實(shí)定.圖29b表示的是平管板與鍋殼筒體或爐膽筒體角焊連接時(shí),支點(diǎn)線確實(shí)定.9.1.3 當(dāng)量圓的畫法見圖31,通過3個(gè)支撐點(diǎn)畫圓時(shí),支撐點(diǎn)不應(yīng)都位于同一半圓周上；通過2個(gè)支撐點(diǎn)畫圓時(shí),支撐點(diǎn)應(yīng)位于當(dāng)量圓直徑的兩端.9.2煙管管束區(qū)以內(nèi)的管板厚度計(jì)算9.2.1 計(jì)算公式：P、：與煙管

25、管束區(qū)以外的管板厚度計(jì)算相同K=0.47de：煙管最大節(jié)距9.2.2 結(jié)構(gòu)要求(1)管板名義厚度不應(yīng)小于8mm;如管板內(nèi)徑大于1000mm,管板名義厚度不應(yīng)小于10mm.(2)扳邊管板的扳邊內(nèi)半徑不應(yīng)小于2倍板厚,且至少應(yīng)為38mm;扳邊回燃室的扳邊內(nèi)半徑不應(yīng)小于板厚,且至少應(yīng)為(3)管孔相鄰焊縫邊緣距離不小于6mm.(4)管孔焊縫邊緣至扳邊起點(diǎn)的距離不小于6mm.(5)與600c以上煙氣接觸的管板,煙管與管孔應(yīng)采取消除間隙的舉措,管端超出焊縫的長(zhǎng)度不應(yīng)大于1.5mm.這條要求是為了消除鍋殼式鍋爐平安運(yùn)行的隱患.鍋殼式鍋爐在運(yùn)行中出現(xiàn)較多的問題是管板裂紋,這個(gè)問題一度使鍋殼式鍋爐的使用受到了限

26、制.產(chǎn)生管板裂紋的主要原因是在高溫?zé)煔庾饔孟?煙管與管孔的間隙中的水,周而復(fù)始地進(jìn)行著受熱汽化一汽化后逸出一低溫水進(jìn)入一受熱汽化一汽化后逸出這樣一個(gè)過程,在這個(gè)過程中,管孔處不斷地被加熱一冷卻一加熱一冷卻,在熱應(yīng)力的作用下,產(chǎn)生低周疲勞,進(jìn)而產(chǎn)生裂紋.此外如果管端超出焊縫的長(zhǎng)度過大,管端不能被冷卻,長(zhǎng)期在高溫?zé)煔庾饔孟鹿芏水a(chǎn)生裂紋,并由此開展到管板,管板也產(chǎn)生裂紋.采取消除間隙的舉措,一般是在焊接煙管前進(jìn)行預(yù)脹,通過預(yù)脹使管端膨脹貼緊管孔,消除間隙.限制管端超出焊縫長(zhǎng)度,一般是在焊完煙管后,采用機(jī)械切削的方式,切去多余的長(zhǎng)度,該工序稱之為平頭.例題：校核我公司生產(chǎn)的WNS151.25Q鍋爐前管

27、板強(qiáng)度.Pr=1.25Pf0Ph0Po1.25+0+0=1.25平安閥較低整定壓力,按GB/T16508.5表3,1.04P0=1.04X1.25=1.3Pa1.3Pr=1.3-1.25=0.05PP0Pa1.250.051.3計(jì)算壓力下的飽和溫度,按絕對(duì)壓力1.4查表,飽和溫度為195.04查表4,取tmave195.04tctmave50195.04+50=245.04按前管板圖,管板材料Q245R18,按tc245.04查GB/T16508.2表2,j112.29查表3,0.85J0.85112.29=95.45煙管管束區(qū)以外的管板厚度計(jì)算：見計(jì)算附圖de=287.60.430.430.

28、450.4521Kde0.40287.6115.04de=275.3K0.350.450.43041Kde0.41275.3112.87de=342.8K0.350.450.43041Kde0.41342.8140.55de=341.8K0.430.430.400423.Kde0.42341.8143.56取Kde中較大者計(jì)算Kde=143.56>KdeP1=143.56.1.3+1=17.751,95.45煙管管束區(qū)以內(nèi)的管板厚度計(jì)算：de89K0.47"deP1=0.4789,1.315.88195.4518>17.75滿足強(qiáng)度要求10、拉撐件本局部的內(nèi)容包括拉撐件直

29、拉桿、斜拉桿、拉撐管結(jié)構(gòu)要求拉撐件結(jié)構(gòu)及與管板、鍋殼連接結(jié)構(gòu),拉撐件強(qiáng)度計(jì)算.鍋殼鍋爐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是將主要受熱面一爐膽、煙管置于鍋殼以內(nèi),鍋殼的端部采用管板將鍋殼、爐膽、煙管連接在一起.鍋爐運(yùn)行時(shí),爐膽的壁溫高于鍋殼,假設(shè)無管板約束時(shí),二者軸向熱膨脹量相差較大.以WNS151.25Q鍋爐為例,額定工況時(shí),在自由膨脹狀態(tài)下,鍋殼膨脹量約為11mm,爐膽膨月量約為17mm.由于管板連接的約束使?fàn)t膽不能得到充分伸長(zhǎng)而產(chǎn)生壓縮熱應(yīng)力,與此同時(shí)鍋殼被拉伸長(zhǎng)而產(chǎn)生拉伸熱應(yīng)力,管板必然因彎曲變形而產(chǎn)生彎曲熱應(yīng)力,熱應(yīng)力最大點(diǎn)為下列圖所示連接點(diǎn)B、A.降低上述熱應(yīng)力的有效舉措是將平管板上溫度不同的相鄰元件之間的

30、最小距離一呼吸空位加大,下列圖中的l即為呼吸空位,l越大那么熱應(yīng)力越小.工/噌版加唐、版標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各種元件之間的呼吸空位做出了規(guī)定,可見10.3條及圖36.10.2拉撐件所支撐的面積拉撐件所承當(dāng)?shù)牧κ墙橘|(zhì)壓力作用于管板上并傳遞給它的,所以拉撐件應(yīng)盡量均勻布置,使每個(gè)拉撐件承當(dāng)?shù)淖饔昧Υ笾孪嗤?拉撐件所分擔(dān)的支撐面積應(yīng)該是距離各支撐點(diǎn)等距離線一中位線所包圍的面積.如下列圖所示,角撐板與支點(diǎn)線之間的中位線為abcde曲線,由于這條線上各點(diǎn)距角撐板與距支點(diǎn)線是相同的：alal,b2b2,c3c3,d3d3,e3e3,為了簡(jiǎn)化,可用ae直線代替abcde曲線,二者偏差不大.基于以上簡(jiǎn)化,中位線可以近似地取

31、為3個(gè)相鄰支撐點(diǎn)切圓中央和2個(gè)相鄰支撐點(diǎn)切圓中央之間的最近連線.因此拉撐件所分擔(dān)的支撐面積就是3個(gè)相鄰支撐點(diǎn)切圓中央和2個(gè)相鄰支撐點(diǎn)切圓中央之間的最近連線所包圍的面積.對(duì)于直拉桿、拉撐管、煙管應(yīng)將上述所畫面積減去這些元件所占面積作為支撐面積,對(duì)于斜拉桿、角撐板那么不減去它們所占的面10.3直拉桿和拉撐管10.3,1直拉桿和拉撐管的最小需要截面積minFAFmin:直拉桿和拉撐管的最小需要截面積P：計(jì)算壓力,取相連元件的計(jì)算壓力A：直拉桿和拉撐管所支撐的面積:許用應(yīng)力,確定方法同前.計(jì)算溫度按表4選取,直拉桿按不受熱考慮.10.3.2 直拉桿與平管板的連接結(jié)構(gòu)直拉桿與平管板的連接結(jié)構(gòu)見圖38、3

32、9,常用結(jié)構(gòu)是圖39.該結(jié)構(gòu)可用于煙溫大于600c的部位,用于煙溫不大于于600c的部位時(shí),拉桿端頭超出焊縫的長(zhǎng)度可放大至5mm.直拉桿與平管板的連接采用圖39c結(jié)構(gòu)時(shí),焊腳尺寸Kw應(yīng)滿足下式要求：Kw1.25Fmind:直拉桿直徑直拉桿直徑不宜小于25mm.長(zhǎng)度大于4000mm的直拉桿中間應(yīng)加支撐,以預(yù)防產(chǎn)生過大的撓度.10.3.3 拉撐管與平管板的連接結(jié)構(gòu)拉撐管與平管板的連接結(jié)構(gòu)見圖40.用于煙溫大于600c的部位時(shí),管端超出焊縫的長(zhǎng)度不應(yīng)大于1.5mm,用于煙溫不大于600c的部位時(shí),管端超出焊縫的長(zhǎng)度可放大至5mm.上述規(guī)定也適用于煙管.10.4斜拉桿10.4.1 斜拉桿的最小需要截面積minPAsinFmin:斜拉桿的最小需要截面積P：計(jì)算壓力,取相連元件的計(jì)算壓力A：斜拉桿所支撐的面積:許用應(yīng)力,確定方法同前.計(jì)算溫度按表4不受熱選取.:斜拉桿與平管板的夾角10.4.2 斜拉桿與平管板、鍋殼筒體的連接結(jié)構(gòu)斜拉桿與平管板、鍋殼筒體的連接結(jié)構(gòu)見圖41.與管板的焊接按圖39標(biāo)準(zhǔn)10.6.4條是按圖38,該結(jié)構(gòu)可用于煙溫大于600c的部位,用于煙溫不大于于600c的部位時(shí),拉桿端頭超出焊縫的長(zhǎng)度可放大至5mm.斜拉桿與鍋殼筒體連接部