某锅炉包墙过热器开孔区域的强度计算
锅炉强度计算
算式来源或说明 pdw/70+1.5
计算结果 51 2.10 3
锅炉强度计算书 序号 参数名称 4 结论 八、 斜、长直拉杆的强度计算 序号 参数名称 1 计算压力 2 计算壁温 3 基本许用应力 4 基本应力修正系数 5 许用应力 6 7 8 9 10 直拉杆拉撑截面积 直拉杆最小需要截面积 直拉杆取用截面积 斜拉杆拉撑截面积 斜拉杆最小需要截面积 符号 算式来源或说明 t>tmin,满足要求。 算式来源或说明 取筒体 GB/T16508-1996,3.4.1， 表1，材质20 表3 η *[σ ]J 计算图 PA1/[σ ] 圆钢（直径30mm） 计算圆 PA2/[σ ] 圆钢（直径30mm） F>Fmin,满足要求。 算式来源或说明 按设计 GB/T16508-1996,3.4.1， 表1，材质20
计算结果 0.72 260 123 400 600 620 610 1998 0.39 156 2.5 3 194120 1.5 3.45 8.1 8.2 8.2 10
B tmin1 tmin2 tmin t
20 结论 六、 炉胆封头的强度计算 序号 参数名称 1 计算压力 2 计算壁温 3 基本许用应力 4 基本应力修正系数 5 许用应力 6 7 8 9 10 假想圆直径 系数 最小需要厚度 取最大值 取用厚度 考核
共7页 第 5页 计算结果
符号 P tbi [σ ]J η [σ ] A1 Fmin F A2 Fmin F
计算结果 0.72 250 125 0.55 68.75 305.7 3.20 7.065 369.7 3.80 7.065
11 斜拉杆取用截面积 12 结论 九、 短直拉杆的强度计算 序号 参数名称 1 计算压力 2 计算壁温 3 基本许用应力
锅炉受压元件强度计算书
1.04
23
斜向孔桥当量减弱系 数
φC
/
kφ″=1.04×0.71
0.74
24
焊缝减弱系数
φh
∕
表5
1.0
25
最小减弱系数
φmin
/
φ、φH、φhφC中的最小值
0.74
26
筒壳理论厚度
tL
mm
5.3
27
腐蚀减薄附厚度
C1
mm
按4.4.1条
0.5
28
钢板下偏差的附加厚 度
C2
mm
按GB713—1997中3.1条和3.2条
受压元件强度计算书
编号：
编制：
审核：
xx
xx
根据
GB/T16508-1996
强度计算书
共7页第1页
计算依据
1、安全阀计算按《蒸汽锅炉安全技术监察规程》
2、强度计算按GB/T16508-1996《锅壳锅炉受压元件强度计算》
计算书目录
1、锅炉规范
2、筒壳强度计算
3、管板强度计算
4、集箱强度计算
5、安全阀排放能力计算
kg
/
按规表7—1
1.0
6
入口蒸汽比容修正系数
k
/
k= kpkg
1
7
安全阀理论
排放量
E
kg/h
E=0.235A(10.2P+1)k
2570.5
=0.235×1295.1×(10.2×0.73+1)×1
8
锅炉最大连续
蒸发量
Dmax
kg/h
1.1D=1.1×2000
2200
9
锅炉强度计算书
㎜
16
腐蚀减薄的附加壁厚
C1
㎜
6.5.2条
0.5
工艺减薄附加厚度
C2
㎜
表160.1(δL+C1)
0.1(8.07+0.5)
0.86
钢板负偏差
C3
mm
查GB709-2006
0.3
附加壁厚
C
㎜
C1+ C2+C3
0.5+0.86+0.3
1.66
校核计算工艺减薄附加厚度
C’2
表160.09(δ-C3)
0.09(16-0.3)
0.00874
系数
β
1+2δy /Dn
1+2*13.79/1000
1.028
材料屈服限
σs
MPa
225
允许最高水压试验压力
[Psw]
MPa
3.307
水压试验压力
Psw
MPa
JB/T1612
1.55
最高允许计算压力
[p]
MPa
2.04
结论: hn/Dn=0.25＞0.2 d/Dn=0.4＜0.6
δL/Dn=0.0089＜0.1δ=16＞δs=9.7
1、上锅筒封头强度计算
封头内径
Dn
㎜
结构
1000
封头内高度
hn
㎜
结构
250
封头材料
选用
(GB713-2008)
Q245R
锅炉额定压力
Pe
Mpa
1.25
设计附加压力
△Pa
Mpa
按6.3条取0.04Pe
0.04*1.15
水管锅炉受压元件强度计算2013版
《锅规》关于结构的有关规定
• 第3.5条
• 对于水管锅炉，在任何情况下锅筒筒体的取 用壁厚不得小于6mm;当受热面管与锅筒采 用胀接连接时，锅筒筒体的取用壁厚不得小 于12mm。
• 第3.7条
• 锅炉主要受压元件的主焊缝（锅筒、集箱 的纵向和环向焊缝、封头、管板拼接焊缝等 ）应采用全焊透的对接焊接。
• 8.锻钢件：型钢锻造取表中数值。
钢锭锻造取表中数值0.9倍。
常用钢材的最高使用温度
序号 1 钢 20、20g 号 用于蒸汽管道 425 ℃ 用于受热面管道 450 ℃ 备 注
2
3 4 5 6 7 8
15MoG、16Mo
12CrMoG、 15CrMoG 10CrMo910 12Cr2MoWVTiB X20CrMoV121 1Cr18Ni9Ti T91、P91
规范性引用文件（标准）
• 文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的
条款。
• 凡是注明日期的引用文件，其随后所有的修改单(
不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准。
• 凡是不注明日期的引用文件，其最新版本适用于
本标准。
• 鼓励根据本标准达成协议的各方使用这些文件的
最新版本。
总则
• 按本标准计算的锅炉受压元件，应符 合《锅炉安全技术监察规程》及有关 锅炉制造技术条件及标准。 • 对于调峰负荷机组等参数波动较大的 锅炉，还应进行疲劳强度校核(锅筒疲 劳强度校核按附录A计算)。
2.与强度计算有关的参数
• 理论计算壁厚基本公式：
PDn L 2 min [ ] P
2.与强度计算有关的参数 许用应力：[σ] 计算公式：[σ]=η [σ]j 其中：[σ]―许用应力 η ―修正系数 MPa
新版锅炉强度计算 WNS Q
[σ] A1 A2 A
Fmin dmin
MPa 按式（1）：[σ]Jη cm2 取最大拉撑面积 cm2 ∏d2/4 cm2 A1-A2 cm2 按式(88):PA/([σ] mm Fmin=∏d2/4
16 直拉杆实际直径
d
mm 设计给定
17 校核
d≥25mm
18 后管板斜拉杆强度计算因接管与前管板相同，计算拉撑面积比前管板小，无需计算，满足要求
序号
名称
符合
单位
计算公式
十一 回燃室前管板计算
1 计算压力
P
同锅壳
2 管板内径
Di
mm 设计给定
3 管板名义厚度
δ
mm 设计给定
4 饱和温度
ts
℃ 设计给定
5 附加温度
Δt
℃ 表4
6 介质额定平均温度 7 计算壁温 8 材料
tmave
tc
℃ 表4 ℃ 表4:tmave+Δt
设计给定：GB713
9 基本许用应力
数值 422 15.9 406.1 8.70 33.28
45 合格
1.3 1800
194 25
194 219 20.00 110.04 0.6 66.02 422 12.6 409.4 8.06 32.04
40 合格
℃ 表4
5 介质额定平均温度 6 计算壁温 7 材料
tmave
tc
℃ 表4 ℃ 表4:tmave+Δt
设计给定：GB/T699
8 基本许用应力
[σ]J
MPa 材料部分表15
9 修正系数
η
表3
10 许用应力
[σ]
MPa 按式（1）：[σ]Jη
强度计算(锅炉)
万顺锅炉造有限公司
WSBW
项目名称及图号
万顺锅炉制造有限公司
WSBW
项目名称及图号
水管锅炉受压元件强度计算(GB9222-1988)
计算程序内容清单 1、减弱系数（纵向孔桥） 2、减弱系数（横向孔桥） 3、减弱系数（斜向孔桥） 4、锅筒筒体 5、无孔封头 6、有孔封头 7、集箱（过热汽以外） 8、集箱（过热汽） 9、管子 10、基本许用应力 11、基本许用应力修正系数 12、锅筒筒体计算壁温 13、集箱和防焦箱计算壁温 14、管子和管道计算壁温 15、表6 焊缝减弱系数 16、卷制工艺减薄值 17、不绝热锅筒的最大允许壁厚 18、不绝热集箱和防焦箱筒体最大允许壁厚p>2.45MPa 19、不绝热集箱和防焦箱筒体最大允许壁厚p≤2.45MPa 20、系数A（表10） 21、系数A1（表14） 22、封头减弱系数 23、冲压工艺减弱系数
新版锅炉强度计算(DZL2-1.25)
mm
按式（13）：K1δ c 按式（43）：25d0/R
C2 C3 符合
mm mm 单位
按式（42）：α 1(δ bc+C1)/(100-α 1) 按式（44）：m(δ bc+C1+C2)/(100-m) 计算公式
名
称
22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 八 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
0.42 1.92 0.5 0 10 0.27 0.769 2.69 6 合格 5.23 3.61 合格 121 147 0.145
腐蚀减薄附加厚度
制造减薄量的附加厚度
比值 工艺附加厚度 附加厚度 最小需要厚度 取用厚度 校核 有效壁厚 最高允许计算压力 校核 最大开孔直径 集箱内径 实际减弱系数 校核
三通加强计算
1 2 3 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 计算压力 计算壁温 集箱材料 基本许用应力 修正系数 许用应力 主管外径 主管壁厚 主管内径 主管平均直径 支管外径 支管壁厚 支管内径 支管平均直径 腐蚀裕量
附加厚度
P
Mpa ℃
取集箱计算压力 取集箱计算壁温 设计给定：GB3087-2008 Φ 159×6
[σ ]J η [σ ] d0 ψw δ c C1 R n1 m K1 δ bc α
1
MPa
材料部分：表4 表3
MPa mm
按式（1）：[σ ]Jη 设计给定
mm mm mm
按式（12）：Pd0/(2[σ ]+P) 按6.7.1条 设计给定 R/d0 GB3087-2008表3 按式（14）：(4R+d0)/(4R+2d0)
SZL20-1.25-AⅡ强度计算书
技术文件号: 共 23 页 第 10 页
名
称
符号
计
算
依
据
数
值
(三): 孔桥2 1 孔桥类型 2 孔类型 3 孔直径 4 圆周上的节距 5 横向孔桥减弱系数 (四): 孔桥3 1 孔桥类型 2 第一只孔类型尺寸 3 孔类型 4 孔直径 5 第二只孔类型尺寸 6 孔类型 7 孔直径 8 相邻两孔的平均直径 9 圆周上的节距 10 轴线上的节距 11 斜向孔桥换算系数 12 斜向孔桥减弱系数 13 斜向孔桥当量减弱系数 (五): 孔桥4 1 孔桥类型 2 第一只孔类型尺寸 3 孔类型 4 孔直径 5 第二只孔类型尺寸 6 孔类型 7 孔直径 8 相邻两孔的平均直径 9 圆周上的节距 d dp a mm mm mm 设计取定 设计取定 设计取定 圆孔 90 71 116.16 d mm 设计取定 设计取定 圆孔 52 斜向孔桥 d dp a b k
计
算
依
据
数
值 0.498 0.648
7 斜向孔桥减弱系数 8 斜向孔桥当量减弱系数 (六): 孔桥5 1 孔桥类型 2 孔类型 3 孔直径 4 圆周上的节距 5 轴线上的节距 6 斜向孔桥换算系数 7 斜向孔桥减弱系数 8 斜向孔桥当量减弱系数 (七): 孔桥6 1 孔桥类型 2 孔类型 3 孔直径 4 圆周上的节距 5 横向孔桥减弱系数 (八): 单孔1(加强) 1 孔类型 2 孔直径 (九): 孔加强1 1 加强类型 2 加强圈(管接头)壁厚 3 加强圈(管接头)焊脚高度 4 伸入筒体内长度 5 加强圈(管接头)附加壁厚 6 加强圈(管接头)有效壁厚 7 筒体理论壁厚 8 管接头内径
S01 mm h F F1 F2 F4 mm mm^2 mm^2 mm^2 mm^2 mm^2 mm^2
锅炉强度计算书
校核计算工艺减薄附加厚度
C’2
表160.09(δ-C3)
0.09(14-0.3)
1.233
校核计算附加厚度
C’
C1+C’2+C3
0.5+1.233+0.3
2.03
设计计算厚度
δS
㎜
δL+C
7.73+1.62
9.35
有效壁厚
δy
㎜
δ-C'
14-2.03
11.97
直段部分计算厚度
δzL
㎜
3.85
5、上集箱强度计算………………………………………………06
6、左右下集箱强度计算…………………………………………08
7、前(后）拱上(下)集箱强度计算………………………………10
8、安全阀排放量计算……………………………………………12
说明:
本强度计算书按GB/T9222－2008《水管锅炉受压元件强度计算》标准计算
114.13
换算系数
K
1.102
斜向减弱系数
"
0.537
斜向当量减弱系数
d
K "
1.102*0.537
0.59
焊缝减弱系数
h
查表7
1.0
最小减弱系数
min
取以上最小值
纵向孔桥减弱系数
0.356
理论计算壁厚
δL
㎜
15.15
腐蚀减薄的附加壁厚
C1
㎜
6.5.2
0.5
工艺减薄附加厚度
C2
㎜
表8
冷卷冷校
0
钢板厚度负偏差
两倍横向减弱系数
换热器的强度计算
换热器的强度计算确定了换热器的结构及尺寸以后，必须对换热器的所有受压元件进行强度计算。
因为管壳式换热器一般用于压力介质的工况，所以换热器的壳体大多为压力容器，必须按照压力容器的标准进行计算和设计，对于钢制的换热器，我国一般按照GB150<<钢制压力容器>>标准进行设计，或者美国ASME标准进行设计。
对于其它一些受压元件，例如管板、折流板等，可以按照我国的GB151<<管壳式换热器>>或者美国TEMA标准进行设计。
对于其它材料的换热器，例如钛材、铜材等应按照相应的标准进行设计。
下面提供一氮气冷却器的受压元件强度计算，以供参考。
该换热器为U形管式换热器，壳体直径500mm，管程设计压力3.8MPa，壳程设计压力0.6MPa。
详细强度计算如下：1.壳程筒体强度计算2. 前端管箱筒体强度计算3. 前端管箱封头强度计算4. 后端壳程封头强度计算5.管板强度计算6. 管程设备法兰强度计算7. 接管开孔补强计算氮气冷却器(U形管式换热器)筒体计算计算条件筒体简图计算压力P c0.60 MPa设计温度 t100.00 ︒ C内径D i500.00 mm材料16MnR(热轧) ( 板材 )试验温度许用应力[σ]170.00 MPa设计温度许用应力[σ]t170.00 MPa试验温度下屈服点σs345.00 MPa钢板负偏差C10.00 mm腐蚀裕量C2 1.00 mm焊接接头系数φ0.85厚度及重量计算计算厚度δ = = 1.04mm有效厚度δe =δn- C1- C2= 7.00 mm名义厚度δn= 8.00 mm 重量481.06 Kg压力试验时应力校核压力试验类型液压试验试验压力值PT = 1.25P = 0.7500MPa压力试验允许通过的应力水平[σ]T[σ]T≤0.90 σs = 310.50 MPa 试验压力下圆筒的应力σT = = 31.95MPa校核条件σT≤[σ]T校核结果合格压力及应力计算最大允许工作压力[P w]= = 3.99014MPa 设计温度下计算应力σt = = 21.73MPa[σ]tφ144.50 MPa 校核条件[σ]tφ≥σt结论合格氮气冷却器前端管箱筒体计算计算条件筒体简图计算压力P c 3.80 MPa设计温度 t100.00 ︒ C内径D i500.00 mm材料0Cr18Ni9 ( 板材 )试验温度许用应力[σ]137.00 MPa设计温度许用应力[σ]t137.00 MPa试验温度下屈服点σs205.00 MPa钢板负偏差C10.80 mm腐蚀裕量C20.00 mm焊接接头系数φ0.85厚度及重量计算计算厚度δ = = 8.29mm有效厚度δe =δn- C1- C2= 11.20 mm名义厚度δn= 12.00 mm 重量75.76 Kg压力试验时应力校核压力试验类型液压试验试验压力值PT = 1.25P = 4.7500MPa压力试验允许通过的应力水平[σ]T[σ]T≤0.90 σs = 184.50 MPa 试验压力下圆筒的应力σT = = 127.53MPa校核条件σT≤[σ]T校核结果合格压力及应力计算最大允许工作压力[P w]= = 5.10266MPa 设计温度下计算应力σt = = 86.72MPa[σ]tφ116.45 MPa 校核条件[σ]tφ≥σt结论合格氮气冷却器前端管箱封头计算计算条件椭圆封头简图计算压力P c 3.80 MPa设计温度 t100.00 ︒ C内径D i500.00 mm曲面高度h i125.00 mm材料0Cr18Ni9 (板材)试验温度许用应力[σ]137.00 MPa设计温度许用应力[σ]t137.00 MPa钢板负偏差C10.80 mm腐蚀裕量C20.00 mm焊接接头系数φ 1.00厚度及重量计算形状系数K = = 1.0000计算厚度δ = = 6.98mm有效厚度δe =δn- C1- C2= 11.20 mm最小厚度δmin= 0.75 mm名义厚度δn= 12.00 mm 结论满足最小厚度要求重量32.23 Kg压力计算最大允许工作压力[P w]= = 6.06962MPa 结论合格氮气冷却器后端壳程封头计算计算条件椭圆封头简图计算压力P c0.60 MPa设计温度 t100.00 ︒ C内径D i500.00 mm曲面高度h i125.00 mm材料16MnR(热轧) (板材)试验温度许用应力[σ]170.00 MPa设计温度许用应力[σ]t170.00 MPa钢板负偏差C10.00 mm腐蚀裕量C2 2.00 mm焊接接头系数φ 1.00厚度及重量计算形状系数K = = 1.0000计算厚度δ = = 0.88mm有效厚度δe =δn- C1- C2= 6.00 mm最小厚度δmin= 0.75 mm名义厚度δn= 8.00 mm 结论满足最小厚度要求重量19.61 Kg压力计算最大允许工作压力MPa[P w]= = 4.05567结论合格氮气冷却器管板计算设计条件0.60 MPa壳程设计压力3.80 MPa管程设计压力100.00 ︒ C壳程设计温度100.00 ︒ C管程设计温度8.00 mm壳程筒体壁厚12.00 mm管程筒体壁厚壳程筒体腐蚀裕量C 1.00 mm管程筒体腐蚀裕量 C0.00 mm500.00 mm换热器公称直径换热管使用场合一般场合管板与法兰或圆筒连接方式 ( a b c d 型 ) a型换热管与管板连接方式 ( 胀接或焊接 ) 焊接材料(名称及类型) 0Cr18Ni970.00 mm名义厚度管强度削弱系数0.40刚度削弱系数0.40材料泊松比0.30210.00 mm2隔板槽面积换热管与管板胀接长度或焊脚高度l 3.50 mm191000.00 MPa 设计温度下管板材料弹性模量137.00 MPa 设计温度下管板材料许用应力68.50 MPa许用拉脱力壳程侧结构槽深h10.00 mm 板管程侧隔板槽深h2 4.00 mm0.00 mm壳程腐蚀裕量0.00 mm管程腐蚀裕量材料名称0Cr18Ni9换管子外径d19.00 mm2.00 mm热管子壁厚管U型管根数n138 根换热管中心距 S25.00 mm137.00 MPa 设计温度下换热管材料许用应力垫片材料软垫片压紧面形式1a或1b垫垫片外径D o565.00 mm 片垫片内径D i515.00 mm a型垫片厚度δg mm垫片接触面宽度 mm垫片压紧力作用中心园直径D G547.11 mm ( c 型 )管板材料弹性模量0.00 MPa ( d 型 )管板材料弹性模量0.00 MPa ( b d 型 )管箱圆筒材料弹性模量0.00 MPa ( b c 型 )壳程圆筒材料弹性模量0.00 MPa ( c d 型 )管板延长部分形成的凸缘宽度0.00 mm ( c 型）壳体法兰或凸缘厚度0.00 mm ( d 型 )管箱法兰或凸缘厚度0.00 mm参数计算管板布管区面积三角形排列正方形排列一根换热管管壁金属横截面积= 106.81mm2管板开孔前抗弯刚度b c d 型0.00N·mm 管板布管区当量直径436.43mma 型其他系数0.80系数按和查图得 : = 0.000000系数按和查图得 : = 0.000000a d 型= 0b c型0.00a ,c 型= 0b ,d 型0.00a 型= 0其他0.00旋转刚度无量刚系数0.00系数0.2696按和0.07130.0000管板厚度或管板应力计算a 管板计算厚度取、大值61.345 mm型管板名义厚度66.000 mm管板中心处径向应力= 0MPa = 0MPab c d 布管区周边处径向应力= 0MPa型= 0MPa 边缘处径向应力= 0MPa = 0MPa管板应力校核单位：MPa|σr|r=0=b工况|σr |r=Rt=c|σr|r=R=d|σr|r=0=型工况|σr|r=Rt=|σr|r=R=换热管轴向应力计算及校核: MPa (单位)计算工况计算公式计算结果校核只有壳程设计压力, 管程设计压力=0 : |-1.59|≤合格只有管程设计压力,壳程设计压力=0 : =|6.29|≤合格壳程设计压力,管程设计压力同时作用: |4.69|≤合格换热管与管板连接拉脱力校核拉脱力q3.21 ≤ [q]MPa校核合格重量64.89 Kg氮气冷却器管箱法兰强度计算设计条件简图设计压力 p 3.800 MPa计算压力 pc 3.800 MPa设计温度 t 100.0 ° C轴向外载荷 F 0.0 N外力矩 M 0.0 N.mm壳材料名称0Cr18Ni9体许用应力137.0 MPa法材料名称#许用[s ]f 137.0 MPa兰应力[s ]tf 137.0 MPa材料名称40Cr螺许用[s ]b 212.0 MPa应力[s ]tb 189.0 MPa栓公称直径 d B 24.0 mm螺栓根径 d 1 20.8 mm数量 n 24 个Di 500.0 Do 660.0垫结构尺寸Db 615.0 D外565.0 D内515.0 δ0 16.0 mm Le 22.5 LA 31.5 h 35.0 δ1 26.0 材料类型软垫片N 25.0 m 2.00 y 11.0 压紧面形状1a,1b b 8.94 DG 547.1 片b0≤6.4mm b= b0 b0≤6.4mm DG= ( D外+D内 )/2b0 > 6.4mm b=2.53b0 > 6.4mm DG= D外 - 2b螺栓受力计算预紧状态下需要的最小螺栓载荷Wa Wa= πbDG y = 169119.0 N操作状态下需要的最小螺栓载荷WpWp = Fp + F = 1127044.1N所需螺栓总截面积 Am Am = max (Ap ,Aa ) = 5963.2 mm2 实际使用螺栓总截面积 AbAb = = 8117.5mm2力矩计算操FD = 0.785pc= 745750.0 N LD= L A+ 0.5δ1= 44.5mm MD= FD LD= 33185876.0N.mm作FG = Fp= 233573.5 N LG= 0.5 ( Db - DG )= 33.9mm MG= FG LG= 7928625.5N.mmMp FT = F-FD= 147150.2 N LT=0.5(LA + d 1 + LG )= 45.7mm MT= FT LT= 6728066.0N.mm外压: Mp = FD (LD - LG )+FT(LT-LG ); 内压: Mp = MD+MG+MT Mp = 47842568.0 N.mm 预紧MaW = 1492550.6 N LG = 33.9 mm Ma=W LG = 50664460.0 N.mm 计算力矩 Mo= Mp 与中大者 Mo=50664460.0N.mm螺栓间距校核实际间距= 80.5mm最小间距56.0 (查GB150-98表9-3)mm最大间距158.4mm形状常数确定89.44 h/ho = 0.4 K = Do/DI = 1.3201.6由K查表9-5得T=1.789 Z =3.694 Y =7.145 U=7.851整体法兰查图9-3和图9-4 FI=0.85944 VI=0.31415 0.00961 松式法兰查图9-5和图9-6 FL=0.00000 VL=0.00000 0.00000查图9-7 由得f = 1.06578整体法兰 =572246.8松式法兰 =0.00.2ψ=δf e+1 =1.44 g = y /T = =0.811.59= 0.98 剪应力校核计算值许用值结论预紧状态0.00MPa操作状态0.00MPa输入法兰厚度δf = 46.0 mm时, 法兰应力校核应力性质计算值许用值结论轴向应力158.57MPa=205.5 或=342.5( 按整体法兰设计的任意式法兰, 取 )校核合格径向应力77.96MPa= 137.0校核合格切向应力54.14MPa= 137.0校核合格综合应力= 118.27MPa= 137.0校核合格法兰校核结果校核合格氮气冷却器开孔补强计算接管: a, φ219×16 计算方法 : GB150-1998 等面积补强法, 单孔设计条件简图计算压力p c 3.8 MPa设计温度100 ℃壳体型式圆形筒体壳体材料名称及类型0Cr18Ni9 板材壳体开孔处焊接接头系数φ0.85壳体内直径D i500 mm壳体开孔处名义厚度δn12 mm壳体厚度负偏差 C10.8 mm壳体腐蚀裕量C20 mm壳体材料许用应力[σ]t137 MPa接管实际外伸长度100 mm接管实际内伸长度0 mm 接管材料0Cr18Ni9接管焊接接头系数 1 名称及类型管材接管腐蚀裕量0 mm 补强圈材料名称补强圈外径mm补强圈厚度mm接管厚度负偏差C1t 2 mm 补强圈厚度负偏差C1r mm 接管材料许用应力[σ]t137 MPa 补强圈许用应力[σ]t MPa开孔补强计算壳体计算厚度δ8.293 mm 接管计算厚度δt 2.63 mm补强圈强度削弱系数f rr0 接管材料强度削弱系数f r 1开孔直径d191 mm 补强区有效宽度B382 mm接管有效外伸长度h155.28 mm 接管有效内伸长度h20 mm开孔削弱所需的补强面积A1584 mm2壳体多余金属面积A1555.2 mm2接管多余金属面积A21257 mm2补强区内的焊缝面积A364 mm2A1+A2+A3=1876 mm2 ，大于A，不需另加补强。
锅炉强度计算
锅炉强度计算书 一、 序号 1 2 3 4 二、 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 锅炉设计参数 参数名称 额定蒸发量 额定工作压力 给水温度 额定蒸汽温度 校核呼吸空位 参数名称 炉胆外壁与烟管外壁之间的最小距离 校核 炉胆外壁与锅壳筒体内壁之间的最小距离 校核 直拉杆边缘与烟管外壁之间的最小距离 校核 锅壳筒体内壁与烟管外壁之间的最小距离 校核 直拉杆边缘与炉胆外壁之间的最小距离 校核 L6 L7 L8 L9 L5 L4 L3 L2 符号 L1 算式来源或说明 设计 满足8.2.2不小于0.05Dn=0.05*1300=65和50mm的较大值 设计 满足8.2.2不小于0.05Dn=0.05*1300=65和50mm的较大值 设计 满足8.2.3不小于100mm 设计 满足8.2.4不小于40mm 设计 满足8.2.5DW=1312<1400mm, 炉胆长度2100<3000,不小于150 设计 满足8.2.6不小于0.03Dn=0.03*1300=39和50mm的较大值 设计 满足8.2.7不小于0.7*100=70mm 设计 满足7.3.5不小于6mm的要求 设计 满足7.3.6不小于6mm的要求 符号 D Pe ts te 算式来源或说明 按设计 按设计 给定 给定
符号 P tbi [σ ]J η [σ ] dj K tmin
算式来源或说明 按3.5.1Pe+△P+△PZ+△PSZ=1.0+0.02 GB/T16508-1996,3.4.2，tj+90 表1，材质Q245R 表3 η *[σ ]J 计算圆 三拉杆 Kdj(P/[σ ])0.5+1
计算结果 1.02 275 118 0.8 94.4 250 0.43 11.70 11.70 12.00
DZW6-1.6强度计算书
0.69 0.87 0.71 18.5 0.75 19.25 20
满足要求
tl C tmin t
19.25 0.68 30.8x103 166
除椭圆人孔 280X380 外，其它孔不需做加强计算。 椭圆人孔 280X380 加强计算（图 2） 有效加强高度 人孔圈附加壁 厚 人孔圈有效壁 厚 人孔圈计算壁 温 人孔圈基本许 用应力 修正系数 人孔圈理论壁 厚 未减弱筒体理 论计算壁厚 筒体需加强面 积 焊缝面积 人孔圈多余面 积 h C ty1 tbi [σ ]J η t01 t0 A A1 A2 取 2.5t、2.5t1 最小值 同筒体 S1-C=20-0.75 据 1.4.1 条 表 1 20（GB 3087） 表3
PDn/(2 [σ ]-P) =1.664×380/(2×125-1.664) PDn/(2 [σ ]-P) =1.664×1600/(2×125-1.664)
mm mm mm
50 0.75 19.25 250 125 1.00
mm mm mm2 mm2 mm2
第 2 页
2.55 10.7. 2996 288 2440
’ ”
mm mm
208.1 135 0.7 0.59
min
SL C1 m A C Smin
mm mm %
3.4 0.5 15 0.18 1.64 5.04 满 足 要 求
（AS+ C1 ）/（1+A）=（0.18×8+0.5） mm /（1+0.18） SL+C=3.4+1.64 S＞Smin
共7 页
表 14 无孔有拼接焊缝 2.5 条 P DnY/(2φ [σ ]-0.5P)+C=1.664×1200 ×1.188／（2×1.00×105.1-0.5× 1.664）+0.75 hn/Dn=265/2X530=0.25≥0.2 (tmin –C)/Dn=11.33/2X530=0.01≤0.1 条件满足
20蒸汽锅炉强度计算-带公式可计算.doc
序号名称一、锅壳筒体强度计算1锅炉额定压力2计算压力3计算介质温度4计算壁温5材料6基本许用应力7基本许用应力修正系数8许用应力9筒体内径10取用厚度11最小减弱系数12开孔减弱系数人孔与主蒸汽管孔(1)开孔直径(2)开孔直径(3)平均直径(4)纵向节距(5)横向节距不必按孔桥计算的最小节距人孔与安全阀管孔(1)开孔直径(2)开孔直径(3)平均直径(4)纵向节距(5)横向节距不必按孔桥计算的最小节距安全阀管孔(1)开孔直径(2)纵向节距(3)横向节距不必按孔桥计算的最小节距13理论计算厚度14腐蚀减薄附加厚度受压元件强度计算书共17页符号单位计算公式及来源P e MPa 给定P MPa Pe+△ Pt j ℃查表t bi ℃据 3.4条给定[σ ] j MPa 据表 1η据表 3[ σ ] MPa η [σ] jD n mm 给定t mm 假定ψ min 据 4.3.1 条d1 mm 给定d2 mm 给定d p mm 0.5(d1+d 2)S mm 给定S' mm 给定S0 mm d p+2[(D n+t)t] 0.5d1 mm 给定d2 mm 给定d p mm 0.5(d1+d 2)S mm 给定S'mm 给定S0mm0.5d p+2[(D n+t)t]d p mm 0.5(d1+d 2)S mm 给定S' mm 给定S0 mm d p+2[(D n+t)t] 0.5t l mm pD n/(2 ψmin [ σ]-p)c1 mm 据4.4.1 条序号名称15材料负偏差附加厚度16工艺减薄附加厚度17附加厚度18最小需要厚度19校核20有效厚度21实际减弱系数22系数23未加强孔的最大允许直径受压元件强度计算书共 17 页符号单位计算公式及来源c2 mm 按材料标准取定c3 mm 据4.4.2.1 条c mm c1+c 2+c3t min mm t l+ct>t min ,强度足够t y mm t-cψs pDn/[(2[ σ ]-p)t y ]D n t y3 210 mm[d] mm 图 55校核筒体上未加强孔的直径d除人孔、主蒸汽管孔外均不大于按图55确定的未加强孔的最大允许直径[d],无需另行加强二、人孔加强强度计算1校核人孔加强计算的适用范围d/D n=400/3400=0.12<0.82人孔圈的计算压力3人孔圈的计算温度4人孔圈材料5基本许用应力6人孔圈基本许用应力修正系数7人孔圈许用应力8人孔圈厚度9加强垫板许用应力10加强垫板厚度11计算孔径12未减弱锅壳筒体的理论计算厚度13人孔圈理论计算厚度14人孔圈腐蚀减薄附加厚度15人孔圈材料负偏差附加厚度16人孔圈工艺减薄附加厚度17人孔圈的附加厚度18人孔圈有效厚度19人孔圈有效加强高度20人孔圈有效加强宽度21需要加强的面积22人孔圈焊脚高度23起加强作用的焊缝面积Pt bi[ σ ]j1η[σ ] 1t1[σ ] 2t2dt0t01c1c2c3ct y1h1h2BAK hA 1d=400<600, 满足 12.2.1的要求MPa 同锅壳筒体℃据 3.4条给定MPa 据表1据表 3MPa η [ σ ] jmm给定MPa η [ σ ] jmm给定mm给定mm pD n/(2[ σ ]-p)mm pd/(2[ σ ]1-p) d=400mm 据4.4.1 条mm按材料标准取定mm 据4.4.2.1 条mm c1+c 2+c3mm t1-cmm 据 12.2.6条mm 据 12.2.6条mm 据 12.2.6条mm 2 [d+2t y1(1-[ σ ]1/[ σ ])]t 0mm给定22mm2K h序号名称24人孔圈多余面积25垫板加强面积26锅壳筒体自身多余面积27校核28校核人孔圈的高度和厚度人孔圈的高度人孔圈的厚度三、主蒸汽管接头加强强度计算1校核管接头加强计算的适用范围2管接头的计算压力3管接头的计算温度4管接头材料5基本许用应力6管接头基本许用应力修正系数7管接头许用应力8管接头厚度9加强垫板许用应力10加强垫板厚度11计算孔径12未减弱锅壳筒体的理论计算厚度13管接头理论计算厚度14管接头腐蚀减薄附加厚度15管接头材料负偏差附加厚度16管接头工艺减薄附加厚度17管接头的附加厚度18管接头有效厚度19管接头有效加强高度20管接头有效加强宽度受压元件强度计算书共 17 页符号单位计算公式及来源A 2 mm 2 [2h 1(t y1-t01)+2h 2t y1]([ σ ]1/[ σ ])A 3 mm 2 0.8(B-d-2t 1))t2([σ ]2/[ σ ])A 4 mm 2 [d+2t y1(1-[ σ ]1/[ σ ])](t y-t0)A 1+A 2+A 3+A 4A 1+A 2+A 3+A 4>A=A 1+A 2+0.5(A 3+A 4)A 1+A 2+0.5(A 3+A 4)>2A/3=h mm给定h=90>(td) 0.5=(25 ×300) 0.5=88.6t1mm给定t1=25>7t/8=25×7/8=21.86且t1=25>19人孔圈的高度均满足12.7.1的要求d/D n=199/3400=0.06<0.8d=199<600, 满足 12.2.1的要求P MPa 同锅壳筒体t bi ℃据 3.4条给定[ σ ]j1 MPa 据表1η据表 3[σ ] 1 MPa η [ σ ] jt1 mm 给定[σ ] 2 MPa η [ σ ] jt2 mm 给定d mm 给定t0 mm pD n/(2[ σ ]-p)t01 mm pd/(2[ σ ]1-p)c1 mm 据4.4.1 条c2 mm 式 (26)c3 mm 据4.4.2.1 条c mm c1+c 2+c3t y1 mm t1-ch1 mm 据 12.2.6条h2 mm 据 12.2.6条B mm 据 12.2.6条序号名称21需要加强的面积22管接头焊脚高度23起加强作用的焊缝面积24孔圈多余面积25垫板加强面积26锅壳筒体自身多余面积27校核四、前管板强度计算1锅炉额定压力2计算压力3计算介质温度4计算壁温5材料6基本许用应力7基本许用应力修正系数8许用应力9假想圆直径系数最小需要厚度10假想圆直径系数最小需要厚度11假想圆直径系数最小需要厚度12假想圆直径系数最小需要厚度13假想圆直径系数最小需要厚度14包含人孔区的最小需要厚度计算常温抗拉强度受压元件强度计算书共 17 页符号单位计算公式及来源A mm 2 [d+2t y1(1-[ σ ]1/[ σ ])]t 0K h mm 给定A 1 mm 2 2K h2A 2 mm 2 [2h 1(t y1-t01)+2h 2t y1]([ σ ]1/[ σ ])A 3 mm 2 0.8(B-d-2t 1))t2([σ ]2/[ σ ])A 4 mm 2 [d+2t y1(1-[ σ ]1/[ σ ])](t y-t0)A 1+A 2+A 3+A 4A 1+A 2+A 3+A 4>A=A 1+A 2+0.5(A 3+A 4)A 1+A 2+0.5(A 3+A 4)>2A/3=P e MPa 给定P MPa Pe+△ Pt j ℃查表t bi ℃据 3.4条给定[σ ] j MPa 据表 1η据表 3[σ ] MPa η [ σ ] jd J mm 附图一k 据 7.2.4条tmin1 mm Kd J(p/[ σ ]) 0.5+1d J mm 附图一k 据 7.2.4条t min2 mm Kd J(p/[ σ ]) 0.5+1d J mm 附图一k 据 7.2.4条t min3 mm0.5Kd J(p/[ σ ]) +1d J mm 附图一k 据 7.2.4条t min4 mm Kd J(p/[ σ ]) 0.5+1d J mm 附图一k 据 7.2.4条t min5 mm Kd J(p/[ σ ]) 0.5+1σ b MPa 给定序号名称假想直径人孔算直径平板系数最小需要厚度15最小需要厚度16取用厚度五、后管板度算1炉定力2算力3算介温度4算壁温5材料6基本用力7基本用力修正系数8用力9假想直径系数最小需要厚度10假想直径系数最小需要厚度11假想直径系数最小需要厚度12假想直径系数最小需要厚度13包含人孔区的最小需要厚度算常温抗拉度假想直径人孔算直径平板系数最小需要厚度14最小需要厚度15取用厚度受压元件强度计算书共 17 符号位算公式及来源d J mm 附一d h mm 定C 表 16(两有拉撑但 l<d j /10)t min6 mm 0.62 ×[p(Cd 2-d 2)/σ]1/2j hbt min mm max{t min1 ,t min2, ⋯t}min6t mm 取定t>t min ,度足P e MPa 定P MPa Pe+△ Pt j ℃表t bi ℃据 3.4条定[σ ] j MPa 据表 1η据表 3[σ ] MPa η [ σ ] jd J mm 附二k 据 7.2.4条t min1 mm Kd J(p/[ σ ])0.5+1d J mm 附二k 据 7.2.4条t min2 mm Kd J(p/[ σ ]) 0.5+1d J mm 附二k 据 7.2.4条t min3 mm Kd J(p/[ σ ]) 0.5+1d J mm 附二k 据 7.2.4条t min4 mm Kd J(p/[ σ ])0.5+1σ b MPa 定d J mm 附二d h mm 定C 表 16(两有拉撑但 l<d j /10)t min5 mm 0.62*[p(Cd j 2-d h2)/σb]1/2t min mm max{t min1 ,t min2, ⋯t}min5t mm 取定t>t min ,度足公司名称序号名称六、内前管板强度计算1锅炉额定压力2计算压力3计算介质温度4计算壁温5材料6基本许用应力7基本许用应力修正系数8许用应力9假想圆直径系数最小需要厚度10取用厚度11校核七、内后管板强度计算1锅炉额定压力2计算压力3计算介质温度4计算壁温5材料6基本许用应力7基本许用应力修正系数8许用应力9假想圆直径系数最小需要厚度10假想圆直径系数最小需要厚度11假想圆直径系数最小需要厚度12假想圆直径系数最小需要厚度WNS20-1.25-Y(Q)编号xxx受压元件强度计算书共17页符号单位计算公式及来源P e MPa 给定P MPa Pe+△ Pt j ℃查表t bi ℃据 3.4条给定[σ ] j MPa 据表 1η据表 3[σ ] MPa η [ σ ] jd J mm 附图k 据 7.2.4条t min mm Kd J(p/[ σ ]) 0.5+1t mm 取定t>t min ,强度足够P e MPa 给定P MPa Pe+△ Ptj ℃查表t bi ℃据 3.4条给定[σ ] j MPa 据表 1η据表 3[σ ] MPa η [ σ ] jd J mm 附图四k据 7.2.4条t min1 mm Kd J(p/[ σ ]) 0.5+1d J mm 附图四k据 7.2.4条t min2 mm Kd J(p/[ σ0.5]) +1d J mm 附图四k据 7.2.4条t min3 mm Kd J(p/[ σ ]) 0.5+1d J mm 附图四k据 7.2.4条t min4 mm Kd J(p/[ σ ]) 0.5+1公司名称序号名称13最小需要厚度14取用厚度15校核八、形炉胆度算1炉定力2算力3算介温度4算壁温5材料6常温抗拉度7算壁温的屈服点8材料的性模量9胆小径10胆大径11炉胆厚度12炉胆平均直径13算度14安全系数15安全系数16度百分率17系数18最小需要厚度19最小需要厚度20最小需要厚度21校核九、波形炉胆度算1炉定力2算力3算介温度4算壁温5材料6基本用力7基本用力修正系数8用力9炉胆外径10最小需要厚度WNS20-1.25-Y(Q) 号 xxx 受压元件强度计算书共 17符号位算公式及来源t min mmmax{tmin1,tmin2, ⋯t }min4t mm 取定t>t min ,度足P e MPa 定P MPa Pe+△ Pt j ℃表t bi ℃据 3.4条定σ b MPa 据表 1σ t s MPa 据表 2E t MPa 据表 11D ' mm 定D" mm 定t mm 假定D p mm (D'+D")/2+tL mm 定n1 据表 10n2 据表 10u 据 5.2.1.7条B pD p n1/{2 σt s[1+D p/(15L)]}t min1 mmB{1+[1+0.12D p u/(B(1+D p/(0.3L)))]} 0.5/2+1t min2 mm D p 0.6[pLn 2/(1.73E t)] 0.4+1t min mm t min=max{t min1,t min2 }t>t min ,度足P e MPa 定P MPa Pe+△ Pt j ℃表t bi ℃据 3.4条定[σ ] j MPa 据表 1η据表 3[σ ] MPa η [σ] jD w mm 定t min mm pD w/(2[ σ ])+1公司名称序号名称11炉胆厚度12校核校核加强圈及惯性矩13计算长度 L14计算长度 L 215最边缘一节波纹的需要惯性矩16波纹截面对自身中性轴的惯性矩17校核十、回燃室筒体强度计算1锅炉额定压力2计算压力3计算介质温度4计算壁温5材料6常温抗拉强度圆弧段7计算壁温时的屈服点8材料的弹性模量9回燃室平均直径10回燃室厚度11计算长度12安全系数13安全系数14圆度百分率15系数16最小需要厚度17最小需要厚度平直段18基本许用应力19基本许用应力修正系数20许用应力21系数22假想圆直径23最小需要厚度校核横向孔桥抗压强度24回燃室管板的内壁间距WNS20-1.25-Y(Q)编号xxx受压元件强度计算书共17页符号单位计算公式及来源t mm取定t>tmin, 强度足够L mm 给定L 2 mm 给定I' mm 4 pL 2D p3/(1.33 10×6)I b mm 4 查表 12'I b>I ,满足要求P e MPa 给定P MPa Pe+△ Pt j ℃查表t bi ℃据 3.4条给定σ b MPa 据表 1σ t s MPa 据表 2E t MPa 据表 11D p mm 给定t mm 取定L mm 给定n1 据表 10n2 据表 10u 据 5.2.1.7条B pD p n1/{2 σt s[1+D p/(15L)]}t min1 mmB{1+[1+0.12D p u/(B(1+0.5D p/(0.3L)))]} /2+1t min2 mm0.6 t 0.4D p [pLn 2/(1.73E )] +1[σ ] j MPa 据表 1η据表 3[σ ] MPa η [ σ ] jK 据 7.4.3d J mm 附图五t min3 mm Kd J(p/[ σ ]) 0.5+1s mm 给定公司名称序号名称25管孔横向节距26烟管内径27最小需要厚度28最小需要厚度29校核十一、烟管强度计算1锅炉额定压力2计算压力3计算介质温度4计算壁温5材料6管子外径7管子壁厚8最小需要厚度9校核WNS20-1.25-Y(Q) 编号 xxx 受压元件强度计算书共 17 页符号单位计算公式及来源s1 mm 给定d n mm 给定t min4 mm pss1(400/ σb)/[186(s 1-d n)]t min mm t min=max{t min1,t min2, t min3,t min4}t>t min ,强度足够P e MPa 给定P MPa Pe+△Pt j ℃查表t bj ℃据 3.4条给定D w mm 给定t mm 给定t min mm pD w/70+1.5t>t min ,强度足够10基本许用应力11基本许用应力修正系数12许用应力13支撑面积14管子的最小需要截面积15管子的取用截面积16校核十二、拉撑管强度计算[σ ] j MPaη[σ ] MPaA2cmF min2cmF cm2据表 1据表 3η[σ] j附图一pA/[ σ ]π(d w2-d n2)/4F>F min ,强度足够1锅炉额定压力2计算压力3计算介质温度4计算壁温5材料6基本许用应力7基本许用应力修正系数8许用应力9支撑面积10拉撑管的最小需要截面积11拉撑管外径12拉撑管壁厚13拉撑管的取用截面积14校核Pe MPa 给定p MPa Pe+△Pt j ℃查表t bj ℃据 3.4条给定[σ ] j MPa 据表 1η据表 3[σ ] MPa η [σ] jA cm2附图二F min cm2pA/[ σ ]d w mmt mm 给定F cm2 π (d2-(d w-t) 2)/4F>Fmin, 强度足够公司名称序号名称十三、直拉杆强度计算1锅炉额定压力2计算压力3计算介质温度4计算壁温5材料6基本许用应力7基本许用应力修正系数8许用应力9支撑面积10直拉杆的最小需要截面积11直拉杆直径12直拉杆的取用截面积13校核十四、斜拉杆强度计算1锅炉额定压力2计算压力3计算介质温度4计算壁温5材料6基本许用应力7基本许用应力修正系数8许用应力9斜拉杆与管板的夹角10支撑面积11斜拉杆的最小需要截面积12斜拉杆直径13斜拉杆的取用截面积14校核15焊缝长度16校核WNS20-1.25-Y(Q)编号xxx 受压元件强度计算书共17页符号单位计算公式及来源Pe MPa 给定p MPa Pe+△Pt j ℃查表t bj ℃据 3.4条给定[σ ] j MPa 据表 1η据表 3[σ ] MPa η [σ] jA cm2附图二F min cm2 pA/[ σ ]d mmF cm2 π d2/4F>Fmin, 强度足够Pe MPa 给定P MPa Pe+△Pt j ℃查表t bj ℃据 3.4条给定[σ ] j MPa 据表 1η据表 3[σ ] MPa η [ σ ] jα°给定A cm2附图一F min cm2 pA/([ σ]sin α )d mm 假定F2 2cm π d /4F>F min ,强度足够L h mm 给定250F min/dL h> 55.35序号名称十五、加固横梁强度计算1锅炉额定压力2计算压力3计算介质温度4计算壁温5材料6基本许用应力7基本许用应力修正系数8许用应力10系数11回燃室管板的内壁间距12横梁计算节距13横梁计算高度14最小需要厚度15取用厚度十六、检查孔圈强度计算1锅炉额定压力2计算压力3计算介质温度4计算壁温5材料6常温抗拉强度7计算壁温时的屈服点8材料的弹性模量9检查孔圈平均直径10检查孔圈厚度11计算长度12安全系数13安全系数14圆度百分率15系数16最小需要厚度17最小需要厚度18最小需要厚度19校核受压元件强度计算书共17页符号单位计算公式及来源Pe MPa 给定P MPa Pe+△Pt j ℃查表t bj ℃据 3.4条给定[σ ] j MPa 据表 1η据表 3[σ ] MPa η [ σ ] jK H 取定s mm 给定s H mm 给定h H mm 给定t Hmin mm ps2s H/(K H h H 2[σ ])t mm 取定P e MPa 给定P MPa Pe+△Pt j ℃查表t bj ℃据 3.4条给定σ b MPa 据表 1σ t s MPa 据表1E t MPa 据表 11D p mm 给定t mm 假定L mm 给定n1 据表 10n2 据表 10u 据 5.2.1.7条B pD p n1/{2 σt s[1+D p/(15L)]}t min1 mmB{1+[1+0.12D p u/(B(1+D p/(0.3L)))]} 0.5/2+1t min2 mm D p 0.6[pLn 2/(1.73E t)] 0.4+1t min mm t min=max{t min1,t min2 }t>t min ,强度足够序号名称十七、安全阀排放量计算1锅炉额定蒸发量2锅炉额定压力3安全阀入口处的蒸汽压力4安全阀入口处的蒸汽压力修正系数5安全阀入口处的蒸汽过热修正系数6安全阀入口处的蒸汽比容修正系数7安全阀型号8安全阀数量9安全阀流道直径10安全阀流道面积11安全阀理论排放量12校核受压元件强度计算书共17页符号单位计算公式及来源D Kg/h 给定P e MPa 给定P MPa 据《蒸规》 ,同锅炉计算压力K p 《蒸规》表 7-1K g 《蒸规》表 7-1K K p K gA48Y-40 DN100 PN1.6 nd mmA mm 2 nπ d2/4E Kg/h 0.235A(10.2p+1)kE>D, 满足《蒸规》的要求。
锅炉远程培训习题答案水管锅炉、锅壳锅炉标准
下载文档后，选择整篇文档，将字体颜色改为黑色或红色，部分答案就会显示！！切记！！一、单选题【本题型共92道题】1.燃烧器点火火焰点燃的安全时间，即（），允许点火燃料控制阀处于开启状态的最长时间。
rA.无点火火焰形成时rB.着火后rC稳燃后rD.点火器打开后正确答案：[A]2.机械损伤深度大于管壁厚度负偏差时，应进行焊补和修磨。
不应采用机械损伤深度大于管壁厚度（）的管子。
rA.1/2rB.1/3rC.1/4rD.1/5正确答案：[B]3.某型号为XG-75/3.82-M锅炉锅筒，其选材较为合理的为（）。
B.20rA.Q235BC．Q245RD.15CrMoR正确答案：[C]4.下列哪种情况不能只装设一个安全阀。
（）rA.额定蒸发量小于或等于0.5t/h的蒸汽锅炉；rB.额定蒸发量小于4t/h且装设有可靠的超压联锁保护装置的蒸汽锅炉；rC.额定热功率小于或等于2.8MW的热水锅炉；rD.额定热功率小于或等于2.8MW的有机热载体锅炉。
正确答案：[D]5.直流蒸汽锅炉过热器系统安全阀最高整定压力不高于（）倍安装位置过热器工作压力。
rA.1.0rB.1.04rC.1.06rD.1.1正确答案：[D]6.烟管与管板装配时，对于与600℃以上的烟气接触的管板，焊接连接的烟管和拉撑管应采取消除管板与管孔壁的间隙，且管子超出其与管板连接焊缝的长度应符合下列规定：当烟温大于600℃时，不应大于（）mm；rA.1.0rB.1.5rC.3D.5正确答案：[]7.请查表，采用Q235B材料制作锅壳筒体，其最高运行工作压力为（）MPa。
rA.0.8rB. 1.0rC. 1.6rD. 3.8正确答案：[C]8.进行强度计算时，确定一个承压部件的计算压力主要包括（）。
rA.工作压力rB.流动阻力rC.水柱静压力rD.以上都是正确答案：[D]9.锅炉某部件管子，采用①51x4管子进行弯管后，经测量其弯头最大外径为55,最小外径为45,请计算其椭圆度（）。
锅炉简单强度计算
计算题：一、某卧式水火管锅炉，锅壳由Q345R钢板焊制，冷卷热校，双面手工焊，内径Dn=1600mm，直接受辐射热。
试计算该锅壳厚度。
已知：1、额定蒸汽压力Pe=1.0MPa。
锅壳孔桥的最小减弱系数Φ=0.72J3、表3 基本许用应力修正系数η4、表4 计算壁温t5、表5 对接焊缝减弱系数φh6、水蒸汽性质表解：1、计算压力P=Pe+ΔP+ΔPsz+ΔPzPe=1.0MPa,∵Pe=1.0MPa<1.25∴ΔP=0.02对于卧式水火管锅炉锅壳，ΔPz=0 ，ΔPsz=0计算压力P=1.0+0.02=1.02MPa2、计算壁温t b i查水蒸汽性质表，绝对压力1.12MPa下t j=184℃查表4，对于不受热锅壳计算壁温t b i=t j+90=274℃3、许用应力[σ]=η[σ]J=142 Mpa查表1，Q345R基本许用应力[σ]J查表3，直接受辐射热锅壳基本许用应力修正系数η=0.9∴[σ]= 0.90*142=128Mpa4、减弱系数查表5，双面手工焊Φh=0.95，锅壳孔桥最小减弱系数Φ=0.7Φmin=0.75、理论计算壁厚t l=PDn/(2Φmin[σ]-P)t l=1.02*1600/(2*0.7*128-1.02)=9.2 mm5、附加壁厚C=C1+C2+C3腐蚀减薄的附加厚度，C1=0.5 mm查GB709，钢板下偏差的附加厚度C2=0.3 mm工艺减薄的的附加厚度，冷卷热校C3=1.0 mm∴C=0.5+0.3+1.0=1.8 mm6、最小需要厚度t min=t l+ C=9.2+1.8=11.0 mm7、取用厚度t=12mm8、校核满足锅壳筒体内径大于1000mm时取用厚度不宜小于6mm的要求，同时满足不绝热锅壳置于炉膛内的厚度不大于26mm的要求。
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一
（０ １）
￡ ））＋ ｏ（ 一＋ ｛ ） ＿ 翮 ｛ ６ ）
有限元模型 ， 采用六面体八节点单元网格 ， 其类似模型见图３ 。 其中， 叨为雅可 ￣（ｅｂ矩 阵， Ｊ ｏｉ ａ ） 可记为
ａ
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上式 即为稳态热传导的有限元方程 。
图４管 屏 温 度 分 布
Ｆｇ４ Ｔ ｍ ｐ ａ ｕｅ ｄｓｒ ｕｉｎｏ ｕ ｅｐ ｎ ｌ ｉ． ｅ ｅｒｔ ｒ ｉｔｉ ｔ ｆ ｂ ａ ｅ ｂ ｏ ｔ 力 出版 社 ． ０ ． ２ ０１
３ 边 界 条 件
孔对称面为对称边界条件（ 图１ 包墙过热器内表面及管 女 ） 口 ，
道 内表 面为 对 流换 热 ，对 流换 热 系数 分 别 为４ ． ｍ． 和 ｏ Ｗ／ｍ２ Ｋ翻
４ 热传导模型控制方程和热边界条件［ ４ 删
图３ 三 维 有 限 元 模 型 及 其 一 般 单 元体
ａ ７ ａ ｒ ａ ’
肌 ２ Ｇ
Ｅ ａＴ
＋
＋
０
．
（） １
其 中 哟 温度 。
对 流换 热和热辐 射边 界上满足
ｋ＇ ＯＴ
㈩ …
２ Ｇ
．
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） ：
，
矗 一＋ （） （ 『一。 ） ］
ｄｉ ０３ ６￣ｉ ｎ１０ — ５４２ １．６０ １ ｏ： ． ９ ．ｓ ． ６ ８ ５ ．０ １ ．１ １ ９ ｓ ０ ０
０ 前 言
２ 材料参数圈
在锅 炉低温过热器 区域 ， 为了便于检修和吹扫灰尘 ， 在其 包墙过热器上会设计 吹灰孔和人孔 。 包墙上开孔 区域的局部结 构 不连续 ， 在温度和外力的共 同作用下会引起该区域的应力集
记及温度效应 的应力表达式为 ：
ｏ＝ Ｅ ￡） Ｄ ａ 一 Ｄ（一 ０ ＝ Ｂ Ｄ
（２ １）
其 ， ｉ 中ｈ＝
６ 结 果 及分 析
０ ｏ ０ 。
图６ 子 的 最 大 主应 力 管
Ｆｇ６ Ｔ ｅ ｍａ ． ｒ ｃｐ ｌ ｔ ｓ ｆ ｉｅ ｉ． ｈ ｘ ｐ ｉ ｉａ ｒ ｓｏ ｐ ｎ ｓｅ ｐ
２ Ｇ的材 料参数 ： 量密度 为７８ ０ｋ ｍ ， 松 比 １－ ．， ０ 质 ５ Ｃ 泊 Ｊ０３ 杨 氏模量 、 热膨胀 系数 和热传导系数与温度的关 系如 图２ 。
¨¨¨。
矗善 一 蜡 薄难 ×
¨
中 ， 的应 力会大大 降低 过热器的使用寿命 ， 响锅 炉的 过大 并影
热 器 强 度是 满足 规 范要 求 的 。
关 键 词 ： 力耦 合 分 析 ； 热 包墙 过 热 器 ； 强度 计 算 ； 力 集 中 应
Ｓ ｒ ｎｇ ｈ ｌｕ ａ ｉ ｎ ｆ Ｈｏ ｅ ｎ ｎ Ｅｎｃｏ ｕ ｅ Ｓ ｔ ｅ ｔ Ｃａ ｃ ｌ ｔｏ ｏ ｌｓ ｉ ａ ｌ ｓ ｒ ｕｐｅ ｈｅ ｔ ｒ ｒ ａｅ
图４ 为包墙过热器管屏 的问题分布云 图，图５ 和图６ 分别为 管屏和管子的最 大主应力分布云 图。
＂ ｔ ａ ｒ Ｃ＇ ｋ ３
根据Ｇ ５ ｌ 表可知 ， Ｂ ３喳 当计算壁温在３０ ０ ℃范围内时 ， ５ 至４ ０ 管子材料２ Ｇ ０ 的基本许用应力变化范围为８ ～７ ａ ７ ９ ＭＰ 。从 图３ 图３ ～
技 术 研 发
Ｖ０． ８ Ｎｏ６ ２ １ １ ， ． ， ０１ １
某锅炉包墙过热器开孑 区域 的强度计算 Ｌ
李小龙， 周家勇， 刘训志， 吴岳胜
（ 西能 源工业 股份 有 限公 司 ， 川 自贡 华 四
摘
６３０ ） ４ ０ １
要 ： 章 基 于 热 力耦 合 有 限元 理 论 ， 某锅 炉 包墙 过 热 器进 行 了稳 态 热 力耦 合 分析 。 分析 结 果 可 以看 出 ， 包墙 过 文 对 从 该
Ｆｇ ３３ ｉｉ ｌｍｅ ｔｍｏ ｅ ｎ ｅ ｅ ａ ｌｍ ｅ ｔ ｉ． －Ｄ ｆ ｔ ｅｅ ｎ ｄ ｌ ｄ ａｇ ｎ ｒ ｌ ｅ ｎｅ ａ ｅ ｎ
锅炉稳 定运行 的过 程 中包墙过 热器的传热过 程可认为是
三维稳态传热 ， 包墙过热器 的内表 面和管 内表 面为对流换热 。 三维稳态热传导控制方程为
起 的等效节点载荷为 ：
＝
Ｌ Ｄ０ Ｂ ￡
（ ９ ）
曰 为应变矩 阵 ， ＝ Ｎ， 是微分算子 ， 是形 函数矩 阵 ， ＢＬ 工 ｌ ｖ Ｄ为弹性 矩阵 。
ｌ ７ ｄ 椐一一 一ｌ ） ）一 一 ４ ｒ
其 中微分算子 ： ｉ ｊ ｋ。 ＋ ＋
Ｏ Ｘ ｏ ｙ
５２ 热 力耦 合 有 限元 方 程 ．
六面体八节点单元的位 移插值 函数表达式为 ：
，
１ ｗ ＝ Ｎ ａ ， ，
（） ８
￡
】
一 砷
（ 其中， ３ ） 椭
匕 标表 ｌ ｎ 单元》 ｅ 《 ｍｅ ， 故
玩 节点 自由度（ 即位移 ） 。
．
＋ ￣ｍ ＝ ｂｃ ０
‘
．＿ ．． Ｌ盟 ．
＝
］
＋
‘
＋
Ｍ Ⅵ ｆ
…
Ｊ
格林公式 ：
由温度 引起 的应变 一般作为初应变项 ， 以温度应变 引 所
（） ４
．
￡ ＝ ｖ ｄ ＋ Ｆ ｖ Ｖ 一 Ｖ ￣ ４３ｄ Ｔ Ｔ
其中。 － Ｆ Ｅｌ。 ，
将式（） ４代入式（） ３ 得其弱形式为
４ ＝ ５ 局部 （自然 ） 。（ ） 坐标系与总体（ 笛卡儿 ） 直角坐标 系的变换法则 ， 由
式 （彳到节点ｉ ９目 ） 的等效节点载荷 为 ：
对于一般形状单元体 中的节点ｉ 来说 ，利用等参变换 中的
由于权函数 的任 意性 ， 可取 ， 于任意节点处 的温度 ＝ 对 Ｔ Ｎ ＇７ － Ｔ，『 函数 ， Ｊ ＼ 是形 为单元 节点温度 。可 取权函数口 Ｎ， ＝ 因此
劝 环境温度 ，为对流换热 系数 ，为发射率 ， ｘ 本文不考虑热辐
射 ，－ ， Ｘ ０ Ａ是Ｓｅ ｎ Ｂ ｌｍ ｎ 常数 ， ５６ ９Ｘ１ ｛ （ ２ ， ｔａ — ｏ ｚ ａ ｎ ｆ ｔ Ａ＝ ． ０ Ⅳ，ｎ． ６ １ 是辐射源温度 。 采用伽 辽金 （ ａｅｋ ）加权余 量法 （ ｉ ｔ ｅｉ ａ Ｇｌ ｉ ｒｎ Ｗｅｇ ｅ Ｒ ｓ ｕ ｌ ｈｄ ｄ Ｍｅ ｏ ， Ｍ） 以形 函数序列作为权函数 。由式（） （可写 ｔ ｄ ＷＲ ， ｈ １ 和式 ２ ） 出式（） １的等效积分形式 ： 其中， Ｅ ｖ ， Ｇ Ｅ ，Ａ， （ Ｇ为拉梅 常数 ） 是 泊松 ， 比， 为线 膨胀 系数 ， ＝ ＋ ＋ 。
Ｆｇ ｔ ｉ ａａ ｔ ｓ （ ｏｎ ’ ｍ ｕ ｓ Ｃ）Ｔ ｅ ｌ ｉ２ Ｍａ ｒ ｐ ｒ ｅ ： ａ ． ｅａ ｌ ｍｅ ｒ ）Ｙ ｕｇ Ｓ ｏ ｌ ； ｏ ｈ ｒ ｄ ｕ ｍａ
， ８
技术 与 市 场
第 １卷第６ ０ １ ８ 期２ ｌ年
技 术 研 发
ｅｐ ｎｉ ｅ ｃ ｎ；ｃＣ ｎｕ ｔｉ ． ｘａ ｓ ｎｃ ｆ ｉ ｔ（ ｏ ｄ ｃｖｔ ｏ ｏｉ ｅ ） ｉｙ
其中 ，
形 函数矩阵 ，
算 导 导＋ 子 ＋ ＝
法 向导数 ： Ｖｚ：
‘
Ｉ ００ ０ ０… ０ ０ ｌ Ｎ ｌ ０ ０ ＝０ ０… ０ ０ ｌ ｌ ０＾ ０ ０ ｆ ０』 、 ０ ｌ… ０＾ｌ ６
节点 自由度矩阵 ，
可以看出， 管子的最大主应力小于其对应温度下的许用应力 。
参考文献 ：
【 叶 科 等 ． 式 水冷 壁 换 热 系数 的 有 限 元 分 析 【 ． 华 大 学 １ 】 膜 Ｊ 清 】
学报 ， ０ ６ １ ４ ） ８ ８ １９ ． ２０ ， ｌ（ ： ８ — ８ １ ６１
［ 手 册 编 委 会 ． 力 发 电 厂 金 属 材 料 手 册【 】 北 京 ： 国 电 ２ 】 火 Ｍ． 中
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Ｌ ａ ｌｎ ｈ ｕＪａ ｏ ｇ ＬｕＸｕ ｚ ｉＷ ｕＹｕ ｓ ｅ ｇ ｉ ｏｏ ｇ Ｚ ｏ ｉｙｎ ｉ ｎ ｈ ｅ ｈ ｎ Ｘｉ
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ｅ ｃｏ ｕ ｅ ｓ ｐ ｒ ｅ ｔｒ ｉ ｓｍｕ ａｅ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｃ ｕ ｌ ｄ ｓ ａ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍｏ ｃ ａ ｉａ ｎｔ ｌ ｍｅ ｔ ｍｅ ｏ ．Ｔ ｅ ｃ ｍｐ ｔｄ ｎ ｌｓ ｒ ｕ ｅ ｈ ａｅ ｓ ｉ ｌ ｔｄ ｂ ｓ ｄ ｏ ｏ ｐ ｅ ｔ ｄ － ｔ ｅ ｔ ｒ ｍｅ ｈ ｎｃ ｌ ｆ ｉ ｅｅ ｎ ｔ ｄ ｈ ｏ ｕ ｅ ｈ ｅ ａ ｈ ｉ ｅ ｈ ｒ ｓ ｌ ｈ ｗ ａ ｅｓｒ ｎ ｔ ｆ ｈ ｎ ｌｓ ｒ ｕ ｅ ｈ ａ ｅ ｔ ｆ ｓ ｅｃ ｄ ． ｅ ｕｔ ｓ ｏ ｔ ｔ ｅ ｇｈ ｏ ｅｅ ｃｏ ｕ ｅｓ ｐ ｒ ｅ ｔｒｓ ｉ ｉ ｏ ｅ ｓ ｈ ｔ ｔ ｈ ｔ ａ ｓｅ ｔ ｈ Ｋｅ ｗｏ ｄ ： ｕ ｌ ｄＴ ｅ ｍｏ ｃ ａ ｉａ ａｙ ｉ Ｅ ｃｏ ｕ ｅ Ｓ ｐ ｒ ｅ ｔｒ Ｓｒ ｎ ｔ ａｃ ｌ ｔ ｎ Ｓ ｒ ｓ ｏ ｃ ｎ ｒ ｔ ｎ ｙ ｒ ｓ Ｃｏ ｐ ｅ ｈ ｒ ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｌ Ａｎ ｌｓｓ ｎ ｌ ｓ ｒ ｕ ｈ ａｅ ， ｔ ｇｈ Ｃ ｌ ｕ ａ ｏ ， ｔ ｓＣ ｎ ｅ ｔ ｉ ， ｅ ｅ ｉ ｅ ａｏ