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