锅炉强度计算
工业锅炉强度计算说明书
工业锅炉强度计算软件用户手册西安富凯能源科技有限责任公司前言本手册是“工业锅炉强度计算软件”的使用说明书，随软件同时提供给客户。
为了使您对该产品有一个总体的认识，方便您的使用，我们专门为您配置了用户手册，主要对“工业锅炉强度计算软件”的主要功能、使用方法、注意事项、用户界面等进行介绍，使您能够掌握本软件的使用方法，是您使用本软件的必不可少的指南。
本手册使用用户要求具备一定的锅炉设计与工程计算的基本知识，在数据输入过程中必须要注意数值的常规范围，并符合实际情况。
使用前，请您仔细阅读本手册，对本产品有一定的了解。
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目录一、概述 (1)(一)计算标准方法及参考文献 (1)(二)基本使用过程描述 (1)二、软件界面介绍 (1)(一)菜单栏区域 (2)(二)任务栏区域 (3)(三)操作区域 (4)三、强度计算过程 (4)(一)新建项目 (4)(二)锅炉基本信息 (4)(三)输入部件列表 (5)(四)输入部件参数 (8)(五)计算 (10)(六)输出计算书 (11)(七)输出Excel计算书 (12)四、典型算例说明 (13)(一)某型号水管锅炉的强度校核计算 (13)一、概述(一)计算标准方法及参考文献计算标准：锅壳式锅炉强度计算标准GB/T16508-1996水管式锅炉强度计算标准GB/T9222-2008本程序设计主要依据及参考手册⏹《锅炉强度计算标准应用手册》（增订版）李之光编著中国标准出版社(二)基本使用过程描述✧新建项目文件✧输入锅炉的基本信息参数✧输入部件列表✧输入部件参数✧计算项目✧输出计算书二、软件界面介绍在桌面上双击“工业锅炉强度计算软件”图标，此时显示系统主界面如图2-1所示。
菜单及工具栏区域任务栏区域操作视图区域图2-1工业锅炉热力计算软件总界面(一)菜单栏区域在界面的菜单栏区域中，有“文件”，“编辑”，“帮助”等下拉菜单。
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）
水管锅炉强度计算例题
P0 = P r+△P f+△P h=1.25+0+0=1.25例题2：额定压力1.25MPa的过热蒸汽锅炉，计算锅筒工作压力。
P0 = P r+△P f+△P h=1.25+0.1×1.25+0=1.375例题3：额定压力1.25MPa的饱和蒸汽锅炉，确定安全阀整定压力。
2只安全阀都装在锅筒上，前例已计算P0 = 1.25查GB/T16507.7表2，整定压力最低值为1.04×1.25 =1.3，最高值为1.06×1.25 =1.325例题4：额定压力1.25MPa的过热蒸汽锅炉，确定安全阀整定压力。
2只安全阀1只装在锅筒上，1只装在过热器出口集箱上。
锅筒上的安全阀按较高整定压力调整，前例已计算P0 =1.375查GB/T16507.7表2，整定压力为：1.06×1.375=1.46过热器上的安全阀按较低整定压力调整，P0 = P r+△P f+△P h=1.25+0+0=1.25查GB/T16507.7表2整定压力为：1.04×1.25 =1.3例题5：额定压力1.25MPa的自然循环热水锅炉，确定安全阀整定压力。
2只安全阀都装在锅筒上，P0 = P r+△P f+△P h=1.25+0+0=1.25查GB/T16507.7表3，整定压力最低值为1.10×1.25 =1.375＞1.25+0.07=1.32；最高值为1.12×1.25 =1.4＞1.25+0.1=1.35前例已计算P0 = 1.25前例已计算安全阀整定压力较低值为：1.3△P a=1.3-1.25=0.05P =P0 +△P a=1.25+0.05=1.3例题7：额定压力1.25MPa的饱和蒸汽锅炉，锅筒不绝热，在600～900℃的对流烟道内，名义厚度18 mm，材料Q245R，确定许用应力[]σ。
计算压力p，前例已计算，p=1.3MPa查《干饱和蒸汽以及饱和线上的水的比容和焓》表，该表按压力列出了饱和温度、饱和水的比容、饱和蒸汽比容、饱和水焓、饱和蒸汽焓、汽化潜热。
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
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 DZL
序号
名称
-6 校核
20 最小减弱系数
21 理论计算壁厚
22 腐蚀减薄附加厚度
23 制造减薄量的附加厚度
24 比值
25 工艺附加厚度
26 附加厚度
27 最小需要厚度
28 取用厚度
29 校核
30 有效壁厚
31 最高允许计算压力
32 校核
33 最大开孔直径
34 集箱内径
δ>δmin mm 按式（18）：δ-C MPa 按式（17）：2ψw[σ]δe/(d0-δe) mm 按式（18）：δ-C MPa 按式（17）：2ψw[σ]δbe/(K1d0-δbe)
[P]>P
MPa 取左右集箱计算压力 ℃ 设计给定 ℃ 表4 ℃
℃ 按3.4.1条tc=ts+tmave
设计给定：GB3087-2008 Φ133×6 MPa 材料部分：表4
b
mm 设计给定
a
mm 设计给定
s″
mm
(a2+b2)0.5
数值
1.25 0
0.05 2669
0 1.25 1.30 194.00 0.00 194.00 194.00
20# 159.00
6 126.32
1 126.32
52 114.93
90
0.42
52 121 86.5 149.43 190
52 114.93
集箱厚度还需按三通计算。
P
tc
[σ]J η
[σ] D0 δ Di Dm d0 δ1 di dm C1 C δe
δ1e
Mpa 取集箱计算压力 ℃ 取集箱计算壁温
设计给定：GB3087-2008 Φ159×6 MPa 材料部分：表4
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)
项目名称及图号
水管锅炉受压元件强度计算 图号：XXXX锅筒筒体计算 名称：XXXX
序号 一 1 2 3 4 5 6 二 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 三 1 2 3 4 5 6 四 1 2 3 4 5 6 名称 计算压力的确定 锅炉额定压力 计算点至锅炉出口压降 计算元件所受液柱静压 始 启压力与额定压力之 工作压力 计算压力 其它基本条件 锅筒内径 取用壁厚 介质温度 附加壁温 计算壁温 材料 基本许用应力 修正系数 许用应力 最小减弱系数 强度计算 理论计算壁厚 考虑腐蚀的附加壁厚 值 和工艺减薄的附加壁 附加壁厚 最小需要壁厚 有效壁厚 开孔补强计算 系数 积 未加强最大允许开孔 实际最大开孔直径 开孔补强必要性的判断 判别式 符号 公式 Pe 设计值 ΔPz 设计值 ΔPsz 设计值 ΔPa 1.04Pe-Pe Pg P Dn S tj Δt tbi Pe+ΔPz+ΔPsz Pg+Δpa 设计值 设计值 设计值 查表3 tj+Δt 结果 单位 2.45 Mpa 0 MPa 0 MPa 0.098 MPa 2.45 MPa 2.548 MPa 1200 28 232 10 250 mm mm ℃ ℃ ℃
[σ]J 查表1 η 查表2 [σ] η[σ]J ψmin 减弱系数计算 SL C1 PDn/(2*ψmin*[σ]-P)
125 MPa 1 125 MPa 0.605385 20.54863 mm 0.5 mm 0.5 1 21.54863 27 0.457642 32400 mm2 200 mm 90 mm mm mm mm mm
WSBW
项目名称及图号
水管锅炉受压元件强度计算 图号：XXXX锅筒筒体计算名称：XXXX
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)
新版锅炉强度计算(WNS2-1.25-Q)
十三 回燃室后管板直拉撑杆计算
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 计算压力 管板内径 饱和温度 附加温度 介质额定平均温度 计算壁温 材料 基本许用应力 修正系数 许用应力 [σ ]J η [σ ] MPa MPa P Di ts Δt mm ℃ ℃ ℃ ℃ 同锅壳 设计给定 设计给定 表4 表4 表4:tmave+Δ t 设计给定：GB/T699 材料部分表15 表3 按式（1）：[σ ]Jη 1.3 1200 194 70 194 264 20.00 101.16 0.6 60.70
tmave
tc
管束区以外最大假想圆直径（两根烟管与二支点线构成的假想圆） de1 K δ
min1
1） 当量圆直径 2） 系数 3） 最小管板厚度 13 1) 2) 3) 14 15 16 17
mm
取相同类型中最大值 按9.3.4条及表14：（0.35*2+0.45*2）/3
163 0.400 8.60
tmave
tc
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
min
1） 当量圆直径 2） 系数 3） 最小管板厚度 13 14 15 16 最小需要厚度 管板名义厚度 最高允许计算压力 校核
mm
取相同类型中最大值 按9.3.4条及表14：（0.43*2+0.35）/3
250 0.403 12.75 13.72 14 1.357 合格
mm mm mm MPa
按式（76）：Kde1(P/[σ ])0.5+1 取最大值 设计给定 按式（77）：[（δ -1)/(Kde)]2[σ ] [P]＞P
MPa
材料部分表2 表3
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。
燃气锅炉 节能器 强度计算 标准
燃气锅炉节能器强度计算标准题目：燃气锅炉节能器在强度计算标准中的应用在现代社会中，节能已成为一个不可忽视的重要议题。
随着环保意识的增强和资源的有限性，人们对于能源的利用也变得越来越重视。
燃气锅炉作为一种常见的采暖设备，其节能效果直接关系到能源的有效利用和环境的保护。
而节能器作为增强燃气锅炉节能性能的重要设备，其强度计算标准更是至关重要。
1. 燃气锅炉节能器的作用燃气锅炉节能器是一种能够利用燃烧排放废气中的余热，将其再利用于燃气锅炉烟气的换热设备。
通过有效地提高锅炉的热效率，减少燃料的消耗，从而达到节能环保的目的。
在工业生产和民用采暖中使用燃气锅炉节能器，不仅可以降低能源消耗，还能减少二氧化碳等温室气体的排放，对于环境保护具有重要意义。
2. 燃气锅炉节能器的强度计算燃气锅炉节能器的强度计算是指在设计和制造过程中，对其结构和材料的承受能力进行计算和评估，以确保其在正常运行和异常情况下都能够安全可靠地工作。
强度计算需要考虑到节能器在高温、高压状态下的受力情况，以及可能面对的外部环境影响等因素。
只有通过科学的强度计算，节能器的设计和制造才能符合标准要求，保障其在使用过程中不会出现安全隐患。
3. 强度计算标准的重要性强度计算标准是保证燃气锅炉节能器质量和安全的重要依据，其制定和执行对于推动行业发展和保障用户利益具有重要意义。
强度计算标准的严格执行，可以防止一些低质量、不安全的产品进入市场，保障用户的人身和财产安全。
强度计算标准也是技术创新和产品质量提升的动力，促进企业进行科学研究和技术创新，推动产品质量和节能性能的提升。
4. 个人观点和理解在我看来，燃气锅炉节能器的强度计算标准是确保节能器质量和安全的重要保障，也是推动行业发展和产品升级的重要手段。
通过严格执行强度计算标准，能够有效避免一些低质量产品的流入市场，提高行业整体质量水平。
强度计算标准的不断完善也将对技术创新和市场竞争起到推动作用，促进更多高效节能产品的推出和应用，为节能环保事业做出更大贡献。
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
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 。
强度计算
第三节：例题
取下个检验期的腐蚀余量为1.0mm，减弱 系数取1.0。试问该锅炉在设计参数下能否 再运行一个检验期？ 答： 1.计算压力P的确定： 由式 （ 4 ）：P= Pe +△ P+△ Pz+△ Psz 其中Pe = 1.27MPa； △ P =0.04 Pe ；
△ Pz =0； △ Psz =0。 故： P= 1.27 +1.27×0.04 = 1.32MPa
时，加强面积应乘以许用应力之比，当大时可不考虑。
第二节：水管锅炉的强度计算
• 4. 用于加强孔桥的管接头应符合下述条件： • F1 ＋ F2≧（F/S0-[d]d）Sy • 对纵向孔桥：[d]d ＝（1－ [φ] ）t； • 对横向孔桥：[d]d ＝（1－ [φ]/2 ）t’； • 对斜向孔桥：[d]d ＝（1－ [φ] /K）t’’；
b 、σ t s / n s两者最小值 其中n b =2.7 、 n s =1.5
第一节：锅壳锅炉的强度计算
常用钢材的基本许用应力[σ]j
单位 MPa
第一节：锅壳锅炉的强度计算
基本许用应力修正系数η根据受压元件工作特点选取，如下表：
第一节：锅壳锅炉的强度计算
B： 计算壁温： 温度最高部位内外壁算术平均值，应取不得低于250℃。
• 3. 孔盖
第一节：锅壳锅炉的强度计算
• （八）立式无冲天管S形下脚圈 的计算来自第二节：水管锅炉的强度计算
• 一：计算依据 • GB/T9222-1988《水管锅炉受压元件强度计算》 • GB/T9222-2008《水管锅炉受压元件强度计算》
• 二：《水管锅炉受压元件强度计算》 （GB/T9222-2008）实施过渡期的安排
第一节：锅壳锅炉的强度计算
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
0621锅炉的结构与强度计算-PPT资料112页
腾而进行燃烧，是目前燃用劣质煤颇为有效的一 种燃烧方式。第一代沸腾炉热效率较低，经过不 断改进以发展成为目前推广使用的循环流化床锅 炉，详见下图。
• （4） 循环流化床锅炉
• 循环流化床锅炉的炉膛运行在一种特殊的流体动 力特性下，细颗粒被以超过平均粒径颗粒终端速 度的气流输送通过炉膛，同时又有足够的颗粒返 混以保证炉膛内的温度分布均匀。离开炉膛的大 部分颗粒，由气固分离装置所捕集并以足够高的 速率从靠近炉膛底部的回送口再循环送入炉膛， 使炉膛内的颗粒返混维持在最低程度，详见循环 流化床锅炉示意图。
6 水管锅炉的结构组成
• 锅炉本体： • 锅炉中的炉膛、汽包、燃烧器、水冷壁、对流管束、过热
器、省煤器、空气预热器、构架和炉墙等主要部件构成生 产蒸汽的核心部分，称为锅炉本体。 • 除锅炉本体外，还有配套的辅助设备： • 燃料配送或制备系统； • 2、送、引风系统； • 3、给水系统； • 4、水处理系统； • 5、灰渣清除系统； • 6、脱硫除尘器系统； • 7、自动控制和监测系统等。
锅炉结构、材料 与强度计算
华南理工大学电力学院 杨泽亮
2019年6月21日广州
第一节 锅炉结构
• 一、锅炉定义 • 锅炉是一种把煤炭、石油或天然气等能源所储藏
的化学能转变为热水、蒸汽或其他介质的热能的 重要热力设备。高温水、蒸汽或高温介质的热能 可以直接应用在生产和生活中，例如轻工、纺织、 化工、造纸、建材、空调等领域，也可以再转换 成其他形式的能，如电能、机械能等。发电用的 锅炉一般称为电站锅炉，在各行业中以供热为主 要任务的锅炉称为工业锅炉。
• 锅炉的工作过程：
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设计
86
4
校核
满足8.2.2不小于0.05Dn=0.05*1300=65和50mm的较大值 合格
5
直拉杆边缘与烟管外壁之间的最小距离
L3
设计
220
6
校核
满足8.2.3不小于100mm
合格
7 锅壳筒体内壁与烟管外壁之间的最小距离 L4
设计
86
8
校核
满足8.2.4不小于40mm
合格
9
直拉杆边缘与炉胆外壁之间的最小距离
0.00 mm
0.80 mm
6.53 mm
6.7 0.62 11.31
mm
103mm
2
134 mm
计算结 果
0.72 250 125
1 113
单位 MPa ℃ MPa
MPa
280X380 mm
4.20 mm
50 3 1.004 158.1
单位 kg/h MPa ℃ ℃
单位 mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
单位 MPa ℃ MPa
MPa mm mm mm mm mm
mm
序号 14 15 16 17
参数名称 斜向减弱系数 斜相当量减弱系数 相邻两孔最小需要节距 纵向焊缝减弱系数
18
最小减弱系数
19
筒体理论计算壁厚
基本许用应力 基本许用应力修正系数
许用应力 筒体内径
符号 P tjb
[σ]J η [σ]
Dn
算式来源或说明 按3.5.1Pe+△P+△PZ+△PSZ=0.7+0.02
GB/T16508-1996,3.4.1 表1，材质Q235B 表3 η*[σ]3
锅炉强 度计算
书
符号 φ'' φd So φh φmin
tl C1 C2 C3 C tmin ty φs Dn*ty [d]
符号 P tbi
[σ]J η [σ]
t0 t ty t01 C tmin t1 ty1 h1 h2 A Kh A1 A2 A4 ∑A
算式来源或说明 （S''-dP）/S''=（158.1-31）/158.1
Kφ''=1.004×0.8 dp+2[(Dn+t')*t']0.5 表5，双面埋弧自动焊
φd
PDn/(2φmin[σ]-P) 4.4.1
按GB709,GB713下偏差附加厚度 4.4.1 ,工艺减薄附加厚度 C1+C2+C3 tl+ C t'-c pDn/[(2[σ]-p)*ty]
查图55 t'>tmin,筒体满足要求。
[d+2ty1(1-[σ]1/[σ])]t0
2Kh2 [2h1(ty1-t01)+2h2ty1][σ]1/[σ]
[d-2ty1(1-[σ]J/[σ])](ty-t0) A1+A2+A4
共7页 第3页 计算结
果 0.80
0.81
270.00
1
单位 mm
0.81
5.13 mm
0.50 mm
0.30 mm
5
许用应力
6
人孔圈尺寸
7
未减弱筒体理论计算壁厚
8
筒体取用壁厚
9
筒体有效壁厚
10
人孔圈理论计算壁厚
11
人孔圈附加厚度
12
人孔圈最小需要厚度
13
人孔圈取用厚度
14
人孔圈有效厚度
15
加强圈有效加强高度
16
加强圈伸入筒体高度
17
加强需要面积
18
焊缝尺寸
19
焊缝面积
20
人孔圈多余面积
21
筒体多余面积
24
起加强作用面积
20
腐蚀减薄附加厚度
21
材料厚度负偏差附加厚度
22
工艺减薄附加厚度
23
附加厚度
24
筒体最小需要厚度
25
筒体有效厚度
26
筒体的实际减弱系数
27
系数
28
未加强孔最大允许直径
29
结论
四、 开孔的加强计算（人孔280X380）
序号 1 2
参数名称 计算压力 计算壁温
3
人孔圈基本许用应力
4
基本许用应力修正系数
目 录一 、二 锅炉设计参数 、三 校核呼吸空位 、四 锅炉筒体的强度计算 、五 开孔的加强计算 、六 炉胆的强度计算 、七 炉胆封头的强度计算 、八 烟管的强度计算 、九 斜长直拉杆的强度计算 、十 短直拉杆的强度计算 、十 后管板的强度计算 一十 前管板的强度计算 二十 安全阀排放量的计算 附三 强度计算汇总表 注
L7
设计
125
14
校核
满足8.2.7不小于0.7*100=70mm
合格
15
烟管与烟管相邻焊缝边缘的净距离
L8
设计
9
16
校核
满足7.3.5不小于6mm的要求
合格
17
烟管焊缝边缘至扳边起点的最小距离
L9
设计
32
18
校核
满足7.3.6不小于6mm的要求
合格
三、 序号
1 2 3 4 5 6
锅炉筒体的强度计算 参数名称 计算压力 计算壁温
1、 本计算依据 GB/T16508-1996 人孔盖、手孔（盖96按版标）准选用，强
2、 度均够，省略计算
3、 排污管强度均够，省略计算
《锅壳锅炉受压元件强度计算》和 《蒸汽锅炉安全技术监察规程》
锅炉强
共7页
一、 序号
锅炉设计参数 参数名称
符号
算式来源或说明
计算结 果
1
额定蒸发量
D
2
额定工作压力
算式来源或说明 按3.5.1Pe+△P+△PZ+△PSZ=0.7+0.02
GB/T16508-1996,3.4.1 表1，材质Q245R 表3 η*[σ]J，按12.2.7 按设计,H=90mm PDn/2[σ]-p 筒体计算 筒体计算 pd/(2[σ]-p) 按4.4.1条 t01+C 按设计 t1-C 按12.2.6条,2.5t 按12.2.6条,2.5t
Pe
3
给水温度
ts
按设计 按设计 给定
1000 0.7 20
4
额定蒸汽温度
te
给定
170
二、 序号
校核呼吸空位 参数名称
符号
算式来源或说明
计算结 果
1
炉胆外壁与烟管外壁之间的最小距离
L1
设计
75
2
校核
满足8.2.2不小于0.05Dn=0.05*1300=65和50mm的较大值 合格
3 炉胆外壁与锅壳筒体内壁之间的最小距离 L2
1300
7
筒体取用壁厚
t'
先假定，后校核
8
8
相邻最近两孔两孔平均直径
dp
按4.1条
31
9
相邻最近两孔纵向节距
b
压力表和水位表上接管管座孔之间
150
10
相邻最近两孔横向节距
a
11
比值
n
12
斜向孔桥换算系数
K
13
斜向节距
S″
压力表和水位表上接管管座孔之间 b/a=150/50
1/(1-0.75/(1+n2)2]0.5 a(1+n2)0.5=50×（1+32）0.5
10 短直拉杆边缘与短直校拉核杆边缘之间的最小距
11
离
L5
设计
满足8.2.5DW=1312<1400mm, 炉胆长度2100<3000,不小于150
L6
设计
307 合格 170
12
校核
满足8.2.6不小于0.03Dn=0.03*1300=39和50mm的较大值 合格
13 斜拉杆边缘与烟管外壁之间的最小距离