水管锅炉讲义

就目前而言，强度计算标准掌握到以下程度即可：锅筒筒体、集箱筒体、封头厚度计算，单孔补强计算。进行这些计算需要掌握的知识主要有：

1、厚度（84页）：名义厚度、设计厚度、计算厚度、有效厚度

2、厚度附加量(98页)：腐蚀裕量、制造减薄量、钢材厚度负偏差

3、压力（79页）：额定压力、工作压力、计算压力、工质流动阻力、液柱静压力、设计附加压力

4、钢材许用应力的修正系数（76页）

5、计算壁温（77页）

6、开孔补强条件（93页）

7、孔的补强结构（92页）

8、相邻两孔的临界节距（81页）

9、未补强孔最大允许直径（91页）

10减弱系数（80页）：对接焊缝减弱系数、纵向、横向、斜向孔桥减弱系数、最小减弱系数

11、筒体厚度计算公式适用范围（85页） 12、不绝热筒体最大允许厚度（103页）

一、锅筒筒体厚度计算

1、名义厚度δ：即图样标注厚度，由设计厚度向上圆整至钢材标准规

格的厚度。即名义厚度≥设计厚度，例如：设计厚度为，名义厚度取为18。

可采购到的锅炉钢板厚度一般为偶数，个别有奇数，如25mm 。

2、设计厚度：C t

dc +=δδ

t δ：计算厚度，mm

C ：厚度附加量，mm ，C = C 1+ C 2+ C 3

C 1：腐蚀裕量，一般情况取为。δ＞20mm 时，取C 1=0

C 2：制造减薄量，按附录C 中的表选取。按卷筒时的热卷和冷卷不同工艺选取，我厂目前产品采用冷卷冷校，制造减薄量取为0。

C 3：钢材厚度负偏差，取钢板标准规定的厚度负偏差。按GB/T709《热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》，规定为 mm 。

一般情况下，C = +0+ = 0. 8mm

3、计算厚度：[]p

PD i t -=

σϕδmin 2

P ：计算压力，MPa

D i ：筒体内径，mm

min ϕ：最小减弱系数

[]σ：许用应力，MPa

计算压力：P =P 0 +△P a P 0：工作压力，MPa △P a ：设计附加压力，MPa

3.1.1工作压力：P 0 = P r +△P f +△P h

3.1.1.1锅炉额定压力P r ，MPa ，锅炉铭牌上标注的额定工作压力。 3.1.1.2工质流动阻力△P f ，MPa ，锅筒与锅炉出口之间的压力降。

饱和蒸汽锅炉由于锅炉出口也在锅筒，因此对饱和蒸汽锅炉来说，工质流动阻力为0。过热蒸汽锅炉，铭牌上标注的额定工作压力是指过热器出口集箱压力，在确定锅筒工作压力时，应加上锅筒与过热器出口集箱之间的压差，一般取10%的额定压力。热水锅炉铭牌上标注的额定工作压力是指出水压力。在确定锅筒工作压力时，对于从锅筒进水的强制循环热水锅炉而言，应加上

锅筒与出水集箱之间压力差，其值按水阻力计算确定。

3.1.1.3液柱静压力△P h，MPa，锅筒底部液柱静压。小于等于3%（P r+△P f+△P a）时，液柱静压力不计。

除了双锅筒锅炉的下锅筒外，锅筒一般位于锅炉最高位置，因此液柱静压都不计。

例题1：额定压力的饱和蒸汽锅炉，计算锅筒工作压力。

P0 = P r+△P f+△P h= +0+0=

例题2：额定压力的过热蒸汽锅炉，计算锅筒工作压力。

P0 = P r+△P f+△P h= +×+0=

3.1.2设计附加压力，MPa，是考虑安全阀整定压力即开启压力，在工作压力之上附加的压力。安全阀的整定压力不能是工作压力，必须比工作压力高一些，才能保证锅炉在工作压力下运行，否则安全阀在工作压力下就开启了。因此锅筒的计算压力应考虑在安全阀开启时，压力超出工作压力的部分。

安全阀数量一般为2个，符合规定条件可装1个。

安全阀整定压力，规定值见GB/表2和表3，表2适用蒸汽锅炉，按额定压力分3档，给出整定值。表3适用热水锅炉，只1种整定值。注意表中的工作压力是安全阀装置地点的工作压力。

例题1：额定压力的饱和蒸汽锅炉，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 =

查GB/表2，整定压力最低值为× =，最高值为× =

例题2：额定压力的过热蒸汽锅炉，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 =

查GB/表2，整定压力为：×=

过热器上的安全阀按较低整定压力调整，P0 = P r+△P f+

△P h=+0+0=

查GB/表2整定压力为：× =

例题3：额定压力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= +0+0=

查GB/表3，整定压力最低值为× =＞+=；最高值为× =＞+=

设计附加压力△P a确定方法有2种：第1种方法：安全阀整定压力（较低值）与工作压力之差。

第2种方法：按附录B的表选取。表中，蒸汽锅炉按额定压力分3档给出△P a，热水锅炉统一为。

例题：额定压力的饱和蒸汽锅炉，确定锅筒计算压力。

前例已计算 P0 =

前例已计算安全阀整定压力较低值为：

△P a= =

P =P0 +△P a=+=

许用应力[]σ：为GB/表2《锅炉常用钢板的许用应力》相应材料的选取值与表1修正系数η的乘积。

GB/表2《锅炉常用钢板的许用应力》，按钢板牌号、厚度、温度列出许用应力值。

表1按锅筒工作条件和烟气温度，给出修正系数η值。

当查GB/表2时，需首先确定锅筒的计算壁温。锅筒除了不受热外，一般