DHFS7551129450150吊杆强度计算要点Word文件下载.docx

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结果

一、锅炉规范及锅筒、集箱强度计算

1

额定工作压力

Pe

MPa

设计参数,表压

5.29

2

最大流量时锅筒至锅炉出口压力降

ΔPz

取过热器阻力为0.1Pe

0.529

3

液柱静压力

ΔPsz

无

4

锅筒工作压力

Pg

Pg=Pe+ΔPz+ΔPsz

5.819

5

安全阀始启压力与额定压力差

ΔPa

取为0.04Pe

0.2116

6

锅筒计算压力

P

P=Pg+ΔPa

6.0306

7

锅筒筒体材料

取用

20g

8

锅筒介质饱和温度

tb

℃

按P+0.1查汽水性质表

277.032

9

集箱工作压力

取同锅筒筒体

10

Pe>

3.82MPa,取为0.05Pe

0.2645

11

集箱计算压力

6.0835

12

集箱材料

13

集箱工作温度

tj

介质为饱和蒸汽,按P+0.1查汽水性质表

277.597

二、吊杆强度计算

2.1锅筒U形吊杆

2.1.1吊杆设计参数

吊杆圆钢公称直径

db

mm

结构参数

70

吊杆数量

n

设计选用

材料

20（GB699）

炉顶环境温度

ta

锅筒无密封罩壳

100

锅筒介质温度

tf

取强度计算数值,锅筒工作压力下的介质饱和温度

278.85

螺纹端吊杆计算温度

tl

取20℃

20

吊杆计算温度

t

t=（tf+tl）/2

149.425

吊杆设计温度

ts

取值大于吊杆计算温度

300

吊杆许用拉应力

[σ]

N/mm2

按设计温度300℃,查附表A2

96

2.1.2吊杆载荷

锅筒、锅内及下降管重量

27.0

锅筒内部管路重

1.0

锅筒保温及护板重

3.0

锅筒及下降管介质重

16.0

14

吊杆自重

0.65

15

永久载荷

F1

N

F1=1000

9.8（27.0+1.0+3.0+16.0+0.65）

466970

16

荷载统计修正系数

η1

对锅筒吊杆装置

1.10

17

荷载分配不均匀系数

η2

对锅筒单U形吊杆

1.00

18

计算荷载修正系数

η

η=η1η2

19

吊杆总载荷

F

F=ηF1

513667

每根吊杆计算载荷

Fc

Fc=F/（2n）

128416.75

2.1.3吊杆强度校核

21

线膨胀系数

α

mm/（mm·

℃）

按额定工况介质温度,查附表A8

12.60×

10-6

22

温升

Δt

Δt=t-20

258.85

23

吊点至锅筒对称中心线的距离

l1

结构设计参数

2900

24

吊点在x方向的位移（锅筒中心线方向）

Δx

Δx=l1αΔt

9.46

25

锅筒轴线至锅炉膨胀中心的水平距离

l2

取为炉膛中心线至锅筒轴线的水平距离

4470

26

吊点在y方向的位移

Δy

Δy=l2αΔt

14.58

27

合位移

Δ

Δ=（Δx2+Δy2）0.5

17.38

28

螺纹公称直径

d

68

29

螺距

p

30

螺纹有效直径

de

de=d-0.9382p

64.25

31

吊杆螺纹端计算截面积

As

mm2

As=πde2/4

3241.89

32

吊杆螺纹端拉应力

σt,s,U

σt,s,U=Fc/As

39.61

33

吊杆螺纹端弯矩

Ms,U

N·

Ms,U=FcΔ/2

1115941.56

34

吊杆螺纹端截面系数

Ws

mm3

Ws=πde3/32

26035.30

35

吊杆螺纹端弯曲应力

σM,s,U

σM,s,U=Ms,U/Ws

42.86

36

吊杆锅筒端拉应力

σt,d,U

σt,d,U=4Fc/（πdb2）

33.38

37

吊杆圆钢端弯矩

Md,U

Md,U=FcΔ/2

38

吊杆圆钢端截面系数

Wb

Wb=πdb3/32

33656.88

39

吊杆圆钢端弯曲应力

σM,d,U

σM,d,U=Md,U/Wb

33.16

结论

U形吊杆螺纹端应力满足σt,s,U≤[σ],1.67σt,s,U+σM,s,U≤1.25[σ],以及吊杆圆钢端应力满足σt,d,U≤[σ],1.67σt,d,U+σM,d,U≤1.67[σ],所以U形吊杆强度合格

2.2集箱水冷壁吊杆

2.2.1吊杆设计参数

吊杆计算长度

lha

集箱密封罩壳外,取100℃

集箱介质温度

取强度计算数值,该集箱工作温度278.85℃

计算温度附加值

查表6-2,炉膛上部炉顶时,Δt取40~50℃

tf>

ta,故查表6-1,通过绝热管束靠近集箱管束或连接管时,t=tf-100+Δt

弹性模量

E

查附表A5

查附表A2

2.2.2吊杆载荷

吊杆承重的炉膛水冷壁

炉内绝热层和门类重量

集箱水冷壁内部管路重

炉膛保温及护板重

炉膛异型砖重量

集箱水冷壁介质重

钢性梁重量以及吊杆自重

燃烧装置以及绝热层重量

二次风管路重量

布置在炉膛左右两侧墙上

点火燃烧器

布置在炉膛后墙上

偶然载荷

F2

对普通吊杆装置

对膜式壁管屏集箱

Fc=F/n

2.2.3吊杆强度校核

吊点在x方向的位移

σt,s

σt,s=Fc/As

吊杆圆钢端拉应力

σt,b

σt,b=4Fc/（πdb2）

σM,b

σM,b=3dbEΔ/lha2

组合应力系数

K

查表17,按碳钢计算温度<

340℃,得K≤1.67,K取为1.67

判断应力是否满足σt,s≤[σ],σt,b≤[σ],以及σt,b+σM,b≤K[σ]

2.2.4各集箱水冷壁吊杆计算汇总

前墙水冷壁

前上集箱

中上集箱

后墙水冷壁

后上集箱

左侧、右侧上集箱

58

50

6207

5727

4174

4785

228.85

166000

110

吊杆承重的炉膛水冷壁（含介质重）

21.1

5.28

5.28

10.55

26.88

16.40

5.0

2.5

15.0

集箱内部管路重（含介质重）

0.5

17.0

4.0

18.0

8.0

1.7

0.6

0.48

2.0

585060

150724

219324

215894

447370

647584

1.05

1.20

1.26

737175.6

189912.2

276348.2

272026.4

563686.2

815955.8

147435.1

37982.4

55269.6

54405.3

112737.2

163191.2

5.66

56

48

52.25

44.25

2143.10

1537.08

68.80

24.71

35.96

35.40

52.60

76.15

55.83

19.35

28.16

27.72

42.69

61.80

4.24

4.30

8.09

4.98

7.14

1.67

σt,b+σM,b

60.07

23.65

32.46

35.81

47.67

68.94

K[σ]

183.7

以上应力满足σt,s≤[σ],σt,b≤[σ],以及σt,b+σM,b≤K[σ],所以各集箱水冷壁吊杆强度合格

三、吊杆相关强度计算

3.1吊杆吊板

3.1.1吊板设计参数

吊板类型

吊杆上为双吊板

吊板宽度

bc

吊板厚度

δc

孔径

dh

销轴直径

dp

计算载荷

取对应吊杆的计算载荷

吊板计算温度

ti,e

位于保温层表面,ti,e=（ta+tf）/2

吊板许用拉应力

3.1.2吊板强度校核

吊板计算载荷

Fc,c

吊板个数为2,Fc,c=Fc/2

吊板的拉应力

σt,c

σt,c=Fc,c/（δc（bc-dh））

销轴对孔的支撑应力

σe,h

σe,h=Fc,c/（δcdp）

判断吊杆吊板的应力是否满足σt,c≤0.75[σ],以及σe,h≤1.20[σ]

3.1.3各吊杆吊板计算汇总

20（GB711）

160

51

55

37982.4

189.425

73717.56

18991.22

27634.82

27202.64

56368.62

81595.58

35.44

8.79

12.79

12.59

27.10

39.23

67.02

18.99

27.63

27.20

51.24

74.18

0.75[σ]

82.5

1.20[σ]

132

吊杆吊板的应力满足σt,c≤0.75[σ],以及σe,h≤1.20[σ],所以各吊杆吊板强度合格

3.2吊杆端部连接吊耳

3.2.1吊耳设计参数

吊耳类型

集箱上为单个方角环向吊耳

吊耳宽度

b1

结构参数,取同吊杆吊板宽度

吊耳厚度

δ1

介质温度

取强度计算数值,该集箱或水冷壁的工作温度278.85℃

吊耳计算温度

根据6.5.6条确定

吊耳许用拉应力

3.2.2吊耳强度校核

吊耳计算载荷

Fc,1

Fc,1=Fc

吊耳的理论计算宽度

b1,r

b1,r=Fc,1/（0.75δ1[σ]）+dh

σb,h

σb,h=Fc,1/（δ1dp）

判断集箱吊耳的宽度是否满足b1≥b1,r,以及应力是否满足σb,h≤1.20[σ]

3.2.3各吊杆端部连接吊耳计算汇总

前墙水冷壁工字钢吊耳

上集箱

后墙水冷壁工字钢吊耳

240

99

115.57

68.05

75.81

72.98

106.61

129.26

89.35

25.32

36.85

36.27

68.33

98.90

118.8

集箱吊耳的宽度满足b1≥b1,r,以及应力满足σb,h≤1.20[σ],所以各集箱吊板强度合格

3.3吊耳焊缝

3.3.1吊耳焊缝设计参数

方角环向吊耳

ti

3.3.2吊耳焊缝强度校核

焊缝许用剪切应力

[σ]u

[σ]u=0.6[σ]

实际焊缝尺寸

H

焊缝实际剪切应力

σu

σu=Fc,1/（2b1H）,前墙水冷壁连接吊耳为伸入3个吊板各100mm的焊接形式,b1取为3×

100=300mm

判断吊耳焊缝剪切应力是否满足σu<

3.3.3各吊耳焊缝计算汇总

前墙水冷壁连接吊耳

吊