火筒式加热炉受压元件强度计算方法
导热油炉受压元件强度计算(GBT16507)
六进口集管强度计算1集管外径Do mm2192纵向焊缝减弱系数ψ13集管取用壁厚δmm 84集管内径Dimm 2035孔桥减弱系数计算孔1与孔2的孔桥减弱系数直径1d1c mm 52直径2d2c mm 52相邻两孔平均直径dae mm52相邻两孔临界节距Sc mm 134.2相邻两孔的节距S mm 104孔桥减弱系数ψ0.56计算壁温td ℃3007许用应力[σ]MPa 998最小减弱系数ψmin 0.59计算壁厚δt mm 2.1910考虑腐蚀减薄的附加壁厚C1mm 0.511考虑工艺减薄的附加厚度C2mm 012负偏差与取用壁厚的百分比值m 12.513考虑负偏差的附加厚度C3mm 0.38414弯管附加厚度C mm 0.88415集管设计壁厚δdc mm 3.07416集管取用厚度δmm 817集管有效厚度δe mm 7.11618圆筒体开孔结构特性系数K 0.14619系数ββe 1.0720材料在20℃的屈服点Re MPa 24521水压试验最高允许压力[P]h MPa 6.932编号序号名称符号单数值七进口集管椭圆封头计算1封头外径Do mm 2192封头壁厚δmm8无纵焊缝先假设，后校核按中径展开的集管开孔示意图Sc=dae+2((Di+δ)x δ)^0.5根据设计S＜Sc ，需计算孔桥减弱系数ψ=（s-dae ）/S 表4，Td=tm 查 GB/T16507.2表5δt=PxDo/(2ψmin ［σ］+P)按13.3条附录C.2.3,按13.5.2条C3=(δt+C1+C2)m/(100-C=C1+C2+C3δdc=δt+C δe=δ-C P(Do-2δe )/((2[σ]-P)δe)K≤0.4,开孔不必补强β=Do/（Do-2δe ）查 GB/T16507.2表50.45ψminRe(βe 2-1)/βe 2常州能源设备总厂有限公司受压元件强度计算书计算公式及数字来源设计水压试验压力取1.05MPa采用φ219x8(20 GB3087)的钢管作为进口集管3封头内径Di mm 2034计算壁温td ℃3005封头内高度hi mm 576最小减弱系数ψmin 17许用应力[σ]MPa 1088封头结构形状系数ks 0.8629计算壁厚δt mm 0.81410考虑腐蚀减薄的附加壁厚C1mm 0.511考虑工艺减薄的附加厚度C2mm 0.13113考虑负偏差的附加厚度C3mm 0.314弯管附加厚度C mm 0.93115集管设计壁厚δdc mm 1.74516炉管取用厚度δmm817集管有效厚度δe mm 7.0618系数ββe 1.06919材料在20℃的屈服点Re MPa 24520水压试验最高允许压力[P]h MPa 10.49八出口集管强度计算1集管外径Do mm 2732纵向焊缝减弱系数ψ13集管取用壁厚δmm 104集管内径Di mm 2535孔桥减弱系数计算编号序号名称符号单数值孔1与孔2的孔桥减弱系数直径1d1c mm 110直径2d2c mm 110相邻两孔平均直径dae1mm110相邻两孔临界节距Sc mm 212.6相邻两孔的节距S1mm 300直径2d3c mm 34相邻两孔平均直径dae2mm72Di=Do-2δTd=tmJB/T 4746-2002，P41无拼缝、开孔查 GB/T16507.2表2Ks=[2+(Di/2hi)2]/6δt=ksPxDi/(2ψmin[σ]-P)按13.3条附录C.2.7,0.1(δt+C1)按13.5.1条C=C1+C2+C3δdc=δt+C δe=δ-Cβ=Do/（Do-2δe ）查 GB/T16507.2表50.9ψminRe(βe 2-1)/[(2+βe 3设计水压试验压力取1.05MPa进口集管封头采用EHB219x8(6) JB/T4746 （材质为Q245R GB713）无纵焊缝先假设，后校核按中径展开的集管开孔示意图常州能源设备总厂有限公司受压元件强度计算书计算公式及数字来源Sc=dae1+2((Di+δ)x δ)^0.5根据设计Sc＜S1不需计算孔桥减弱系数。
(完整版)加热炉计算.doc
4.加热炉的计算管式加热炉是一种火力加热设备，它利用燃料在炉膛内燃烧时产生的高温火焰和烟气作为热源，加热在管道中高速流动的介质，使其达到工艺规定的温度，保证生产的进行。
在预加氢中需要对原料进行加热，以达到反应温度。
预加氢的量较小，因此采用圆筒炉。
主要的参数如下：原料：高辛烷值石脑油；20相对密度： d40.7351进料量： 62500 kg / h入炉温度：I =350o C；出炉温度： o =490o C；出炉压强： 15kg / cm2气化率：e=100%；过剩空气系：：辐射： 1.35对流段： 1.40燃料油组成：C 87%, H 11.5%, O 0.5%,W 1%加热炉基本参数的确定4.1 加热炉的总热负荷查《石油炼制工程（上）》图Ⅰ -2-34 可知，在入炉温度t1=350℃,进炉压力约 15.0 ㎏/㎝ 2 条件下，油料已完全汽化，混合油气完全汽化温度是167℃。
原料在入炉温度 350o C ，查热焓图得Ii232kJ / kcal原料的出炉温度为490oC，查热焓图得Iv 377 kcal / kg 。
将上述的数值代入得到加热炉的总热负荷Q = m[eIV+(1-e)IL-Ii]=[1 377 232] 62500 4.18437917500kJ / h4.2 燃料燃烧的计算燃料完全燃烧所生成的水为气态时计算出的热值称为低热值，以Ql 表示。
在加热炉正常操作中，水都是以气相存在，所以多用低热值计算。
(1)燃料的低发热值Q1=[81C+246H+26(S-O)-6W] 4.184=[81 87 + 246 11.5+ 26 (0-0.5) -6 1] 4.18441241.7 kJ / (kg 燃料)(2)燃烧所需的理论空气量2.67C 8H S OL023.22.67 87 8 11.5 0 0.523.213.96kg空气 /kg 燃料(3)热效率设离开对流室的烟气温度Ts比原料的入炉温度高100oC，则T s350 100450o C由下面的式子可以得到100 q,L q，I, q Lq L 0.05和Ts 查相关表，得烟气出对流室时取炉墙散热损失Q1 并根据q L 23%带走的热量Q1 ，所以 1 (5 23)% 72%(4)燃料的用量Q 379175001277kg / h B0.72 41241.7Q1 ;(5)火嘴数量假定火嘴的额定喷油能力比实际燃料大30%，选择标准火嘴的流量200kg/h，则需要火嘴的数量为1.3B 1.3 1277n8.3200200进行取整取n9(6)烟道气流量W g B(1.5L0 ) 1277 (1.5 1.413.96)26873kg / h4.3 加热炉相关参数计算(1)圆筒炉辐射室的热负荷根据工艺要求和经验，参照表4-1，选取四反加热炉为圆筒炉。
0.5MW热水锅炉强度计算书
17
上部形状系数
Y
《标准》公式（57）
0.702
18
下部形状系数
Y1
《标准》公式（57）
1.375
19
腐蚀减薄的附加厚度
c1
mm
《标准》6.2.10条
0.5
20
材料厚度下偏差的附加厚度
c2
mm
《标准》6.2.10条
0.8
21
工艺减薄的附加厚度
c3
mm
《标准》6.2.10条
1
22
η
《标准》表（3）
0.85
7
基本许用应力
[σ]
MPa
《标准》公式（1）
106.25
8
结构型式
无孔无拼接焊缝
9
管板上部减弱系数
ψ
《标准》表（14）
1
10
管板下部减弱系数
ψ
《标准》表（14定
1000
12
管板内高度
hn
mm
设计取定
200
13
上部当量内径
Dnd
mm
设计取定2a，，b
按《标准》12.7.1条t1=20＞7/8t=10.5满足要求
（十）：前管板
1
计算压力
p
MPa
设计取定
0.72
2
计算介质温度
tj
℃
《查表》
95
3
计算壁温
tbi
℃
《标准》3.4条
250
4
拱形管板材料
设计取定
20g(GB713-97)
5
基本许用应力
[σ]j
MPa
《标准》表（1）
火筒式加热炉规范_SY5262-2000
火筒式加热炉规范Specification for fire tube heater目次前言²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²Ⅳ1范围²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²1 2引用标准²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²1 3定义²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²2 4基础数据和炉型选择²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²3 5工艺设计²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²3 6材料²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²4 7强度设计²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²7 8结构设计²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²11 9附件和仪表²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²12 10加工成形与组装²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²13 11焊接²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²20 12压力试验²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²24 13出厂文件、标志、油漆、包装和运输²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²25 1范围本规范规定了火筒式加热炉设计、制造、检验与验收的基本要求。
各种受压元件的强度计算
§15-3 各种受压元件的强度计算一. 强度计算的基本公式在锅炉受压元件强度计算中，将壳体内的应力简化为两向应力状态，并且假定应力沿壁厚均匀分布，这种应力称为薄膜应力。
对于锅炉范围内的受压元件，只要其壁厚相对于直径很小，或外径与内径之比β不是很大（β=1～2），薄膜应力模型是足够精确的。
当量应力采用第三强度理论进行计算，元件强度计算的基本公式或强度条件为][31d σ≤σ-σ=σ（15-13） 式中 σd 为当量应力，σ1和σ3分别为最大和最小主应力，[σ]为许用应力。
σ1和σ3取决于受压元件的几何形状。
如图15.7所示，对于圆筒形元件，在忽略径向应力σr 后，周向应力σh 和轴向应力σz分别为S2pDh =σ （15-14）S4pD z =σ（15-15）式中，P 为计算压力，D 为筒体的平均直径（内径与外径的平均值），S 为壁厚。
比较式（15-14）和（15-15）可以看出，周向应力σh 是轴向应力σz 的2倍。
因此，σ1=σh ，σ3=σr =0。
将式（15-14）代入式（15-13）即可得到圆筒形元件的强度计算基本公式][S2pDh 31d σ≤=σ=σ-σ=σ （15-16）二. 管子和管道强度计算1. 理论计算壁厚锅炉范围内的无缝钢管属于圆筒形受压元件，由式（15-16）可以导出其理论壁厚计算式[]p2pD S wL +=σ（15-17）式中，P 为计算压力，MPa ；D w 为管子的外径，mm ；S L 称为理论计算壁厚；[σ]为许用应力，MPa2. 附加壁厚由式（15-17）确定的壁厚称为理论壁厚，该壁厚还不能作为管子的实际取用壁厚，因为锅炉在使用过程中管壁会不断腐蚀而减薄，另外实际钢管的壁厚都存在一定的负偏差。
因此钢管的最小需要壁厚应在理论壁厚的基础上再加上一定的附加壁厚C S S L m in +=（15-18）其中，S min 为最小需要壁厚，mm ；C 为附加壁厚，mm ；按下式确定21C C C +=（15-19）式中，C 1为腐蚀余量，mm ，一般取0.5mm ，腐蚀严重时按实际情况取值；C 2为壁厚负偏差图15.7 圆筒形元件的应力状态（或下偏差），mm ，根据钢管的负偏差率m 按下式确定L L 2S A S m100mC ⋅=-=（15-20）3. 最高允许计算压力[P]由式（15-16）也可以导出校核计算时管子的最高允许计算压力计算式[]y w y2[]S P D S σ=- （15-21）式中，[P]为最高允许计算压力，MPa ；S y 为管子的有效壁厚，mm ，等于名义壁厚S 减去附加壁厚y S S C =-（15-22）校核计算时附加壁厚按下式计算A S 0.5C 1A⋅+=+ （15-23）其中系数A 同式（15-20），S 为钢管的名义壁厚。
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
火筒式加热炉资料
火筒式加热炉规Specification for fire tube heater目次前言 (Ⅳ)1围 (1)2引用标准 (1)3定义 (2)4基础数据和炉型选择 (3)5工艺设计 (3)6材料 (4)7强度设计 (7)8结构设计 (11)9附件和仪表 (12)10加工成形与组装 (13)11焊接 (20)12压力试验 (24)13出厂文件、标志、油漆、包装和运输 (25)1围本规规定了火筒式加热炉设计、制造、检验与验收的基本要求。
本规适用于陆上油、气田生产中使用的火筒式加热炉的设计、制造、检验与验收。
2引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。
本标准出版时，所示版本均为有效。
所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
GB 150－1998钢制压力容器GB／T 699－1999优质碳素结构钢GB／T 700－1988碳素结构钢GB 713－1997锅炉用钢板GB／T 912－1989碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带GB／T 983－1995不锈钢焊条GB／T 985－1988气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸GB／T 986－1988埋弧焊焊缝坡口的基本形式和尺寸GB／T 3077－1999合金结构钢GB 3087－1999低中压锅炉用无缝钢管GB／T 3274－1988碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带GB／T 5117－1995碳钢焊条GB／T 5118－1995低合金钢焊条GB／T 5293－1999埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂GB 5310－1995高压锅炉用无缝钢管GB 6479－1986化肥设备用高压无缝钢管GB 6654－1996压力容器用钢板GB／T 8163－1999输送流体用无缝钢管GB／T 12459－1990钢制对焊无缝管件GB／T 13401－1992钢板制对焊管件GB／T 14957－1994熔化焊用钢丝GB／T 14958－1994气体保护焊用钢丝GB／T 14982－1994粘土质耐火泥浆GB 50205－95钢结构工程施工及验收规GB／T 50235－1997工业金属管道工程施工及验收规JB／T 1611－93锅炉管子技术条件JB／T 1613－93锅炉受压元件焊接技术条件JB／T 1615－91锅炉油漆和包装技术条件JB／T 1619－93锅壳锅炉本体总装技术条件JB／T 1623－92锅炉管孔中心距尺寸偏差JB／T 1625－93 中低压锅炉焊接管孔尺寸JB 2536－80压力容器油漆、包装和运输JB 3375－91锅炉原材料入厂检验JB 4708－92钢制压力容器焊接工艺评定JB／T 4709－92钢制压力容器焊接规程JB／T 4712－92鞍式支座JB 4726－94压力容器用碳素钢和低合金钢锻件JB 4730－94压力容器无损检测JB／T 4735－1997钢制焊接常压容器JB／T 4736－95补强圈JB／T 4737－95椭圆形封头SY 0031－95石油工业用加热炉安全规程SY／T 0510－1998钢制对焊管件SY／T 0535－94火筒式加热炉热力与阻力计算方法SY／T 0540－94石油工业加热炉型式与基本参数SY／T 0599－1997天然气地面设施抗硫化物应力开裂金属材料要求SY／T 5261－91火筒式加热炉受压元件强度计算方法SY／T 5106－93粘土质耐火砖DL／T 5048－95电力建设施工及验收技术规一管道焊接接头超声波检验篇3 定义本标准采用下列定义。
水管锅炉受压元件强度计算
• 《蒸汽锅炉安全技术监察规程》劳部发 ﹝1996﹞276号
• 《热水锅炉安全技术监察规程》劳部发 (1997)74号
总则
• 按本标准计算的锅炉受压元件，应符 合《蒸汽锅炉安全技术监察规程》、 《热水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)。
计算压力：p P=PR+ ΔPa PR =Pe+ ΔPz+ ΔPsz 其中： PR ―工作压力 MPa ΔPa―设计附加压力 MPa Pe―锅炉额定压力 MPa ΔPz ―介质流动阻力附加压力 MPa ΔPsz―计算元件所受液柱静压力 MPa
计算中的取值规定：
• • • • • • 1.设计附加压力Δ Pa 按以下规定计算： ⑴ Pe≤0.8MPa时，ΔPa＝0.03MPa ⑵ 0.8MPa ＜Pe≤ 5.9MPa时， ΔPa＝0.04Pe ⑶ Pe＞5.9MPa时，ΔPa＝0.05Pe 2. ΔPZ取最大流量时计算元件至锅炉出口 之 间的压力降。 • 3. ΔPsz ：当锅筒筒体所受液柱静压力不大于 （ Pe+ ΔPa+ ΔPz ）的3％时，ΔPsz＝0
美国
国际标准 化组织 德国
ISO831 TRD300
1.0(2×105h平 均值)
日本基本参照美国
关于基本许用应力的几点说明：
1.常用锅炉钢材基本许用应力见表1、表2、表B1 2.表中未列的材料如符合符合规程规定，基本许用应力按 公式计算，并取最小值。 3. 计算时σ b、σ t s和σ t D应取相应钢号的最低保证值。 4.只有在没有保证值时，才可用钢材抽样试验。并将试验 结果乘以0.9作为计算取用值。 5. 低碳钢、低碳锰钢及低碳锰钒钢使用温度在350℃以下， 其他低合金热强钢使用温度在400℃以下，其基本许用应 力一般只需按式[σ]j≤ σ b/ n b 和式[σ]j≤ σ t s / n s计算，不必 考虑式[σ]j≤ σ t D / n D。 6.基本许用应力表中相邻计算壁温数值之间的[σ]j可用算术 内插法确定，但需舍弃小数点后的数字。
SY 5262-2000 火筒式加热炉规范
火筒式加热炉规范Specification for fire tube heater目次前言 (Ⅳ)1范围 (1)2引用标准 (1)3定义 (2)4基础数据和炉型选择 (3)5工艺设计 (3)6材料 (4)7强度设计 (7)8结构设计 (11)9附件和仪表 (12)10加工成形与组装 (13)11焊接 (20)12压力试验 (24)13出厂文件、标志、油漆、包装和运输 (25)1范围本规范规定了火筒式加热炉设计、制造、检验与验收的基本要求。
本规范适用于陆上油、气田生产中使用的火筒式加热炉的设计、制造、检验与验收。
2引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。
本标准出版时，所示版本均为有效。
所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
GB 150－1998钢制压力容器GB／T 699－1999优质碳素结构钢GB／T 700－1988碳素结构钢GB 713－1997锅炉用钢板GB／T 912－1989碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带GB／T 983－1995不锈钢焊条GB／T 985－1988气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸 GB／T 986－1988埋弧焊焊缝坡口的基本形式和尺寸GB／T 3077－1999合金结构钢GB 3087－1999低中压锅炉用无缝钢管GB／T 3274－1988碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带GB／T 5117－1995碳钢焊条GB／T 5118－1995低合金钢焊条GB／T 5293－1999埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂GB 5310－1995高压锅炉用无缝钢管GB 6479－1986化肥设备用高压无缝钢管GB 6654－1996压力容器用钢板GB／T 8163－1999输送流体用无缝钢管GB／T 12459－1990钢制对焊无缝管件GB／T 13401－1992钢板制对焊管件GB／T 14957－1994熔化焊用钢丝GB／T 14958－1994气体保护焊用钢丝GB／T 14982－1994粘土质耐火泥浆GB 50205－95钢结构工程施工及验收规范GB／T 50235－1997工业金属管道工程施工及验收规范JB／T 1611－93锅炉管子技术条件JB／T 1613－93锅炉受压元件焊接技术条件JB／T 1615－91锅炉油漆和包装技术条件JB／T 1619－93锅壳锅炉本体总装技术条件JB／T 1623－92锅炉管孔中心距尺寸偏差JB／T 1625－93 中低压锅炉焊接管孔尺寸JB 2536－80压力容器油漆、包装和运输JB 3375－91锅炉原材料入厂检验JB 4708－92钢制压力容器焊接工艺评定JB／T 4709－92钢制压力容器焊接规程JB／T 4712－92鞍式支座JB 4726－94压力容器用碳素钢和低合金钢锻件JB 4730－94压力容器无损检测JB／T 4735－1997钢制焊接常压容器JB／T 4736－95补强圈JB／T 4737－95椭圆形封头SY 0031－95石油工业用加热炉安全规程SY／T 0510－1998钢制对焊管件SY／T 0535－94火筒式加热炉热力与阻力计算方法SY／T 0540－94石油工业加热炉型式与基本参数SY／T 0599－1997天然气地面设施抗硫化物应力开裂金属材料要求SY／T 5261－91火筒式加热炉受压元件强度计算方法SY／T 5106－93粘土质耐火砖DL／T 5048－95电力建设施工及验收技术规范一管道焊接接头超声波检验篇3 定义本标准采用下列定义。
2194水管锅炉受压元件强度计算
2194水管锅炉受压元件强度计算在燃煤锅炉受压元件中，2194水管是一个非常关键的部件。
它承受着锅炉内高温高压水蒸气的作用，因此其强度计算显得尤为重要。
本文将从深度和广度两个方面，探讨2194水管锅炉受压元件强度计算的相关内容，并共享一些个人观点和理解。
1. 强度计算的基本原理水管锅炉受压元件的强度计算基于材料力学原理和受力分析。
在进行强度计算时，需考虑到水管在高温高压下的受力情况，以及其所承受的压力、温度等外部因素。
还需要考虑到水管在运行中可能出现的疲劳、腐蚀等因素，从而确保其安全可靠地运行。
2. 强度计算的相关公式在进行水管锅炉受压元件强度计算时，需要采用一系列与受力、材料力学相关的公式进行计算。
其中包括受力分析中的张力、剪切力、压力等的计算公式，以及考虑到高温高压环境下材料的变形、蠕变等影响的计算公式。
3. 2194水管的特殊性2194水管在水管锅炉中具有其特殊的位置和作用。
由于承受着高温高压水蒸气的作用，因此在进行强度计算时需要考虑到其特殊的受力情况和材料变形情况。
另外，由于长期运行可能出现的磨损、腐蚀等问题，也需要在强度计算中加以考虑。
4. 个人观点和理解在进行水管锅炉受压元件强度计算时，我认为应该十分重视对2194水管的特殊性的理解和考虑。
只有深入了解其受力情况、材料特性等相关因素，才能够做出准确、可靠的强度计算。
另外，随着科技的不断发展，也需要不断更新强度计算的方法和标准，以确保水管锅炉的安全运行。
结语通过对2194水管锅炉受压元件强度计算的全面探讨，相信大家对这一有价值的主题有了更深入的了解。
在实际应用中，我们应该注重理论和实践相结合，不断提升自身的专业知识和技能，以确保水管锅炉的安全稳定运行。
以上就是对2194水管锅炉受压元件强度计算的相关内容的探讨和个人观点的共享。
希望能对您有所帮助和启发。
感谢阅读！水管锅炉是一种常见的燃煤锅炉，其受压元件中的2194水管扮演着非常关键的角色。
工业锅炉第6章受压元件强度计算解读
抗拉强度σb
试件能承受的最大应力
虎克定律σ＝Es
E：材料弹性模数
最终拉断时的应力 （出现缩颈现象）
s：应变
6
6－2 金属机械性能（3）－冷态（2）
延伸率δ
拉伸试验中试件断裂时的相对伸长量与原始长度之比
（产生塑性变形的能力）
断面收缩率ψ
拉伸试验中试件断裂时断面缩小值与原有截面之比
（产生塑性变形的能力）
温度升高 （低温区） 抗拉强度升高 塑性下降
时效硬化 （蓝脆性）
温度升高，σs降低 9
高温没有屈服平台
6－2 金属机械性能（6）－热态（2）
蠕变
高温 应力
室温下也会有蠕变 不同材料蠕变曲线不同 同材料不同温度和应力蠕变曲线不同
塑性变形随时间延长而不断加大
弹性变形期oa 蠕变减速期ab 蠕变等速期bc 蠕变加速期cd
材料强度
承受一定形式的外力作用而不被破坏的能力
金属机械性能
承受某种形式的外力作用时所表现出的力学特性
弹性变形
载荷除去后即行消失的变形
塑性变形
载荷除去后并不消失而残留的变形
5
6－2 金属机械性能（2）－冷态（1）
弹性极限σd
弹性变形的极限点
屈服极限σs或σ0.2
试件丧失抵抗变形的能力 开始发生塑性变形
结构特点
➢锅筒等开设孔排（密集）或孤立孔 ➢有效承载截面积减小 ➢筒体强度降低
20
6－5 锅筒、集箱及管子的强度计算（2）
壁厚计算（设计计算）
➢最小减弱系数φmin ➢焊缝减弱系数φh ➢焊缝处开孔φmin×φh
Sl
PDn
2min[ ] P
Sl
PDw
2.5MW火筒式加热炉制造要点
目录第一章产品概述 (1)1.1 油田用加热炉现状 (1)1.2 火筒式加热炉的结构 (1)1.3 火筒式加热炉的适用场合 (2)1.4 设计参数 (2)第二章制造工艺流程 (4)2.1 制造工艺流程图 (4)2.2 选材及下料 (5)2.2.1 选材 (5)2.2.2 下料 (5)2.3 成型 (6)2.3.1筒体制造 (6)2.3.2 封头制造 (9)2.3.3 主要受压元件制造 (11)2.4 组对装配 (12)2.5 焊接及热处理 (14)2.5.1 焊接 (14)2.5.2 热处理 (14)第三章耐压试验 (17)3.1 压力试验 (17)3.1.1 液压试验 (17)3.1.2 气压试验 (18)3.2 气密性试验 (18)第四章标志、油漆、包装、运输 (21)4.1 标志 (21)4.2 油漆 (21)4.3 运输包装 (21)参考文献 (24)第一章产品概述1.1 油田用加热炉现状油田用加热炉是油田勘探开发中的重要设备之一，尤其是在我国东部油田大面积进入高含水期及稠油和天然气的开发，加热炉显得更为重要。
随着油气田勘探开发面积的增大、开发难度增大，油田用加热炉的数量越来越多。
截至2005年，中石油油田用加热炉在用数量18460台。
加热炉是油田的主要能耗设备，中石油油田用加热炉每年能耗总量折合成原油约170多万吨，耗能十分惊人。
目前，油田用加热炉主要存在设备老化(平均新度系数0.41)、小型加热炉较多、效率偏低、燃烧不充分、炉内腐蚀结垢等问题。
关注油田用加热炉技术和发展对安全生产、节能和提高生产效率有着重要的意义。
加热炉是将燃料燃烧产生的热量传给被加热介质而使其温度升高的一种加热设备。
被广泛应用于油气集输系统中，将原油、天然气及其井产物加热至工艺所要求的温度，以便进行输送、沉降、分离、脱水和初加工火筒式加热炉是为满足油田特殊需要而设计的一种专用加热设备。
它可分为直接加热（即一般讲的“火筒炉”）和间接加热（即“水套炉”）两种。
石油工业用加热炉安全规定.doc
石油工业用加热炉安全规定第一章总则第1．0．1条加热炉是油、气生产和输送中广泛使用的专用设备。
根据国务院以国发［1982］22号文发布的《锅炉压力容器安全监察暂行条例》的有关规定，为了确保安全经济运行，促进油、气生产和输送工艺发展，保护人身和国家财产安全，便于有关部门监督检查，特制订本规定。
第1．0．2条加热炉的设计、制造、安装、使用、管理、检验、修理、改造等有关单位必须遵守本规定。
各级主管部门负责本规定的贯彻执行。
第l．0．3条本规定适用于油、气田和长输管道所用的火筒式加热炉，对于不属于锅炉压力容器安全监察范围的油、气田及长输管道用管式加热炉也应执行本规定。
第1．0．4条加热炉由于采用新技术（如新结构、新工艺等）而与本规定不符时，应进行必要的科学试验，经石油工业部主管部门审查同意后，可在指定单位经一年以上的试用并证明安全可靠，方可推广使用。
注：石油工业用加热炉系指油、气田和管道上加热油、气、水等介质的专用设备。
加热炉一般分为火筒式加热炉和管式加热炉（简称管式炉）两大类。
火筒式加热炉包括直接加热炉（简称火筒炉）和间接加热炉（简称水套炉）。
第二章一般规定第一节设计第2．1．1条加热炉的设计必须符合安全可靠、工艺先进、结构合理、经济效益好等要求。
在石油工业用加热炉设计标准颁发前，火筒式加热炉壳体的设计，包括开孔补强，可参照中国石油化工总公司、中华人民共和国化学工业部、中华人民共和国机械工业部的以中石化（85）规字第2 号文颁发《钢制石油化工压力容器设计规定》执行；火筒及加强圈的设计可参照JB3622－84《锅壳式锅炉受压元件强度计算标准》中的规定执行；管式炉的设计可参照SHJ1035－84 《炼油厂管式加热炉设计技术规定》及SHJ1036－84《炼油厂管式加热炉钢结构设计技术规定》执行。
第2．1．2条加热炉的设计文件必须具备下列资料：1．设计任务书；2．燃烧、热力及流体动力等工艺计算书；3．强度计算书；4．总图及零部件图；5．制造安装技术条件；。
锅炉受压元件的强度计1
σ3 = −
P 2
ΜΡa
（9-7）
式中的负号表示 σ 3 为压应力。将 σ 1 ， σ 2 和 σ 3 作比较，可见 σ 1 > σ 2 > σ 3 ; σ 1 = 2σ 2 。 二、第三强度理论简介 锅炉受压元件都由塑性较好的碳钢或合金钢制造。 大量实验及实践经验证实， 这些元 件在承受过大的内压力作用时，将会产生很大的塑性变形，直至剪断而破坏。 目前，几乎所有国家强度计算标准都采用第三强度理论（又称最大剪应力理论）来建 立强度条件。 第三强度理论认为元件处在某种应力状态时， 只要其中任意一点的最大剪应 就会引起元件发生破坏。 强度条件为 力 τ max 达到单向拉伸时材料的最大剪应力极限值时，
20 σ b ——材料在 20℃时的抗拉强度， ΜΡa ；
σ st ——材料在计算壁温时的屈服限或条件屈服限（残余变形为 0.2% ） ΜΡa ； ，
t σ D ——材料在计算壁温时105 小时的持久强度， ΜΡa ；
nb 、ns 、nD ——分别为对应不同强度特性的安全系数， nb = 2.7 ，ns = 1.5 ，nD = 1.5 。 取
一、圆筒形元件的应力分析 圆筒形元件在受内压力 P 的作用下主要产生两种变形，即轴向伸长和径向胀大。壁 上的任意一点将产生三个方向的主应力：沿圆筒切线方向的切向应力 σ 1 ，沿圆筒轴线方 向的轴向应力 σ 2 及沿圆筒直径方向的径向应力 σ 3 ，如图 9-1 所示。
图 9-1 圆筒形元件的三向应力状态
表 9-2
η
η
1.00 1.00 见表 9-14 1.00
注： 1.对于被密集管束所遮挡的锅筒， η 值按烟温不超过 600℃处理。 2.对于额定压力不小于 13.7 ΜΡa 的锅炉锅筒， η 值取为 0.90 。
石油工业用加热炉安全规定
石油工业用加热炉安全规定（最新版）编制人：__________________审核人：__________________审批人：__________________编制单位：__________________编制时间：____年____月____日序言下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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第7章(完) 锅炉受压元件强度计算
工 艺 加 大
受 压 元 件 构 架 钢 耗 增 加 不利因素
有利因素
一般情况下安全性上升，有时会下降
S S min S L C
2016/9/6
§7-2 承受内压力的圆筒形元件的强度计算
减弱系数：在无减弱情况下将许用应力打个折扣
焊缝减弱h 孔桥减弱：
：对焊接工艺的不信任程度，与焊接方法、
工艺、坡口形式、残余应力有关
无减弱判定
取值
横向 ' 、纵向
min
、斜向 d min , 2 ',d ,h
F F1 F2 d d S y S0
安全系数提高
壁厚增大 温 度 应 力 增 加 热 疲 劳 寿 命 缩 短
介 质 压 力 引 起 的 应 力 下 降
疲 劳 寿 命 增 长
高 温 蠕 变 寿 命 增 长
均 匀 磨 损 寿 命 增 长
磨 损 寿 命 延 长
§7-1 锅炉受压元件强度计算参数的确定
7.1.2计算壁温
确定 j 依据，取最高温处内外壁平均温度 tbi≮250℃
7.1.3计算压力：表压MPa
P Pg Pa；Pa 0.02 （Pe 1.27MPa）orPa 0.04P （ e P e 1.27~3.82MPa） Pg Pe Pz Psz
2016/9/6
§7-2 承受内压力的圆筒形元件的强度计算
强度计算公式
max
;
2
受力分析：σ1、σ2
、σ 3
第三强度理论：对于像低碳钢这一类的塑性材料,在单向拉伸试验
时材料就是沿斜截面发生滑移而出现明显的屈服现象的。这时试件 在横截面上的正应力就是材料的屈服极限，而在试件斜截面上的最 大剪应力(即45°斜截面上的剪应力)等于横截面上正应力的一半
20蒸汽锅炉强度计算-带公式可计算
公司名称
序号 名 假想圆直径 人孔计算直径 平板系数 最小需要厚度 15 最小需要厚度 16 取用厚度 五、后管板强度计算 1 2 3 4 5 6 7 8 9 锅炉额定压力 计算压力 计算介质温度 计算壁温 材料 基本许用应力 基本许用应力修正系数 许用应力 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 包含人孔区的最小需要厚度计算 常温抗拉强度 假想圆直径 人孔计算直径 平板系数 最小需要厚度 14 最小需要厚度 15 取用厚度 σ
2
mm2 mm2 mm
2
四、前管板强度计算 1 2 3 4 5 6 7 8 9 锅炉额定压力 计算压力 计算介质温度 计算壁温 材料 基本许用应力 基本许用应力修正系数 许用应力 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 σ
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
公司名称
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
2
Dnty 103mm2 [d] mm 图55
d/Dn=400/3400=0.12<0.8 d=400<600,满足12.2.1的要求 同锅壳筒体 据3.4条 给定 据表1 据表3 η [σ ]j 给定 η [σ ]j 给定 给定 pDn/(2[σ ]-p) pd/(2[σ ]1-p) 据4.4.1条 按材料标准取定 据4.4.2.1条 c1+c2+c3 t1-c 据12.2.6条 据12.2.6条 据12.2.6条 [d+2ty1(1-[σ ]1/[σ ])]t0 给定 2Kh2 d=400
锅炉设备与原理chapter8 锅炉受压元件强度计算
强度计算分为设计计算和校核计算两种 方法： 设计计算是根据给定的工作压力、受压 元件的材料和结构尺寸等以确定受压元件的 壁厚; 校核计算是根据受压元件的壁厚、结构 尺寸、材料和工作状况等以确定受压元件的 承压能力,即允许工作压力。
8.1锅炉受压元件强度计算参数的确定
8.1.1 许用应力的确定 锅炉受压元件的强度计算是根据许用应力计算 的。 许用应力是指用以确定受压元件在工作条件下 所允许的最小壁厚及最大承受压力时的应力,用符 号[σ]表示, 按式(8-1)计算 [σ]=η[σ]J(8-1)
8.4.2 孔桥的加强计算
若圆筒形元件的壁厚只按照圆筒形元件的最 小减弱系数部位确定,就会造成在最小减弱系数 的开孔占开孔比重较小的情况下,增加整个圆筒 形元件的壁厚,势必浪费大量金属。 利用管接头对减弱系数较低的孔桥进行加 强的结果,可以提高这一部位的减弱系数,从而 使筒体的壁厚减薄。然而,这种加强作用有一定 的限度。
8.2.3 附加厚度的确定
附加厚度C的确定见表8-9。
8.2.4
对壁厚的限制
为了避免在制造、运输、安装等过程中,由于 某些意外原因使锅筒、锅壳、集箱等锅炉元件 发生凹陷或产生过大的变形,标准中规定了圆筒 形元件的最小允许壁厚,见表8-13。Leabharlann 8.3承受内压力的封头强度计算
8.3.1 凸形封头的强度计算 常用的凸形封头为椭球形封头,如图8-6所示。
(2)单孔的加强结构 当锅筒筒体或凸形封头上的开孔直径大于未加 强的最大允许直径时,这些开孔必需采取加强措施。 一般的加强措施有两类:一类是在开孔处牢固地焊 上短管接头;另一类是焊上环形垫板,如表8-18中 的插图所示
① 当开孔直径d与管接头内径不同时,dn用d代替。