鍋殼鍋爐講義講解

1、GB/T16508.3 鍋殼鍋爐第 3 部分：設計與強度計算目前我們需要掌握的主要內容：5.5 許用應力（ 56頁）5.6 計算溫度（ 57頁）5.7 工作壓力和計算壓力（ 58頁）6.3 鍋殼和集箱筒體（ 59頁）6.6 減弱系數及焊接接頭系數（ 60頁）6.7 附加厚度（ 65頁）6.8 厚度限制（ 66頁）7.3 圓筒形爐膽（ 69頁）8.3 橢球形和半球形元件（ 79頁）85 頁）8.5.2拱形管板（ 83頁）9.3 有拉撐的平板和煙管管束區(qū)以外的平板（9.4 煙管管束區(qū)以內的平板（ 88頁）10.4拉撐件所支撐的面積（ 93 頁）10.5直拉桿和拉撐管（ 94 頁）10.6斜拉桿（

2、96 頁）13.3 筒體上孔的補強（ 103 頁）1、鍋殼式鍋殼的主要結構型式鍋殼式鍋爐最早的名稱是火管鍋爐。 與水管鍋爐結構上的不同之 處在于煙氣在受熱面管子內部流動， 工質在受熱面管子外部流動， 而 水管鍋爐正與之相反。 鍋殼鍋爐除了具有與水管鍋爐相同的元件如集 箱、封頭，類似的元件如鍋殼筒體，還有一些自己獨有的元件，如煙 管、爐膽、管板、拉撐件等。鍋殼筒體、集箱、封頭、開孔補強計算 基本與水管鍋爐相同，有些表述方式、有的符號、有的計算方法有所 不同，爐膽、管板、拉撐的計算是水管鍋爐沒有的內容。為了更好的理解標準的內容， 需要對鍋殼鍋爐的結構有一定的了 解。1.1 水火管鍋爐水火管鍋爐是我

3、國獨有的一種爐型，源自 50 年代上海工業(yè)鍋爐 廠。之所以叫水火管鍋爐是因為兼有了水管和火管兩種鍋爐的結構。 水管部分是指爐膛中的水冷壁管， 火管部分是指鍋殼中的煙管。 鍋爐 本體由水冷壁管、 筒殼、集箱、管板、煙管、 下降管組成。 煙氣行程： 燃料燃燒形成的火焰、 煙氣在爐膛與水冷壁、 鍋殼底部組成的輻射受 熱面進行換熱后，由前向后流動，在后部轉向進入兩側翼型煙道，由 后向前沖刷翼型煙道中的第一對流受熱面， 在前部轉向進入由煙管組 成的第二對流受熱面， 然后流出鍋爐本體。 這種煙氣流動方式叫做煙 氣三回程。水循環(huán)系統(tǒng)：鍋殼、下降管、集箱、水冷壁管組成循環(huán)回 路。水在水冷壁管中被加熱，一部分水

4、變?yōu)檎羝?，管內工質形成汽水 混合物，下降管不受熱，管中工質是水，汽水混合物重度小于水的重 度，因此下降管中的水向下流動， 水冷壁管中的汽水混合物向上流動， 形成了自然循環(huán)。 此外，由于鍋殼底部受熱以及鍋殼中布置了大量的 煙管，鍋殼中的水被加熱蒸發(fā)，在鍋殼中也形成了冷水下降，熱水和 蒸汽上升的自然循環(huán)， 只不過這個循環(huán)過程是在鍋殼這個大水容積中 進行的。水火管鍋爐最早用于小容量產品， 進些年來發(fā)展到較大容量。 該 爐型曾是我公司主導產品， 90 年代之前幾乎是唯一的爐型。目前仍 是我公司主要爐型之一， 是 20t/h以下產品的首選， 在 40t/h 熱水爐也 曾生產過該產品。1.2 臥式內燃鍋爐

5、臥式內燃鍋爐用于燃油、 燃氣鍋爐。鍋爐本體由爐膽 （錐形爐膽、 波形爐膽）、鍋殼、管板、回燃室（管板、筒體） 、煙管、拉撐（直拉 桿、斜拉桿）組成。煙氣行程：燃燒機將油或氣點燃并形成火焰噴入 爐膽，火焰、煙氣與爐膽組成的輻射受熱面進行換熱后，由前向后流 動，在回燃室轉向，由后向前沖刷第一對流管束煙管，在前部轉向， 由前向后沖刷第二對流管束煙管， 然后流出鍋爐本體。 煙氣流動同樣 是三回程方式。水循環(huán)：在鍋殼這個大水容積中形成了冷水下降，熱 水和蒸汽上升的自然循環(huán)。上述的爐型是三回程濕背式臥式內燃鍋爐。 所謂濕背式， 是指回 燃室處于鍋殼中，回燃室后管板（后背）與鍋殼后管板之間存在水夾 層，回燃

6、室后管板（后背）被水冷卻，稱之為濕背式。與之相對應的 是干背式， 如果回燃室不處于鍋殼中， 回燃室后背一般是用耐火材料砌筑的，沒有水冷卻則成為干背。下圖為三回程干背式鍋爐示意圖干背式鍋爐回燃室后背用耐火磚砌筑， 在高溫煙氣沖刷下， 很容 易損壞，不得不經常停爐修理，因此只用于較小容量的產品。我公司 生產的臥式內燃鍋爐目前全部采用三回程濕背式結構。2、鍋殼和集箱筒體計算厚度與水管鍋爐鍋筒和集箱筒體厚度計算公式相同鍋殼筒體計算厚度 c ：PDi2 min P集箱筒體計算厚度 c ：cPD0c 2 min P minc ：計算厚度P ：計算壓力Di ：筒體內徑D0：筒體外徑min ：最小減弱系數：許

7、用應力2.1 計算壓力P P0 PaP ：計算壓力P0 ：工作壓力Pa ：設計附加壓力2.2 工作壓力P0 Pr Pf PhP0 ：工作壓力Pr ：額定壓力Pf ：工質流動阻力，取最大流量時鍋殼或集箱至鍋爐出口之間 的壓力降Ph ：元件所受液柱靜壓力，不大于 0.03 Pr Pa Pf 時，取 Ph 等于零。2.3 設計附加壓力標準第 4 條“符號和單位”中，給出“ Pa 設計附加壓力（安 全閥整定壓力）”，標準的第 1 號勘誤表改為 Pa 設計附加壓力（考 慮安全閥整定壓力） ”。除此之外標準中再未給出 Pa 的確定方法，經 向標準編寫人咨詢， Pa 取為安全閥較低整定壓力與額定壓力之差，與

8、 GB/T16507.4 的規(guī)定不一致。2.4 最小減弱系數min 取縱向焊接接頭系數、 縱向孔橋減弱系數 、兩倍橫向孔橋減 弱系數 2 （當 2 1 時，取 2 1.00）及斜向孔橋當量減弱系數 d（當 d 1 時，取 d =1.00）中的最小值。這些規(guī)定與 GB/T16507.4 無本質 上的區(qū)別，在 GB/T16507.4 中，橫向孔橋減弱系數已經包括了 2倍， 斜向孔橋減弱系數就是本標準的斜向孔橋當量減弱系數。2.5 縱向焊接接頭系數w根據焊縫形式及無損檢測比例，按 GB/T16508.1中的 6.4.7選 取。該條與 GB/T16507.4表 5略有區(qū)別，比 GB/T16507.4表

9、 5敘述的 更明確具體，此外有 1 個系數值不同。2.6 孔橋減弱系數2.6.1 可不考慮孔間影響的相鄰兩孔的最小節(jié)距 在什么情況下需要計算孔橋減弱系數，本標準也有與 GB/T16507.4 相同的規(guī)定，相鄰兩孔的節(jié)距小于可不考慮孔間影響的 相鄰兩孔的最小節(jié)距，且兩孔直徑均不大于未補強孔最大允許直徑 時，應計算孔橋減弱系數?？刹豢紤]孔間影響的相鄰兩孔的最小節(jié)距 s0，就是 GB/T16507.4 中的臨界節(jié)距 sc 。s0 dm 2 Diddd m：相鄰兩孔直徑的平均值， dm d1 d2：名義厚度2.6.2 未補強孔最大允許直徑未補強孔最大允許直徑 d ，按圖 50查取。與 GB/T1650

10、7.4 有所 不同， GB/T16507.4 給出兩種方法，計算和按圖查取，我們一般用計 算確定。本標準只按圖 50 確定。在查圖前需計算筒體的實際減弱系 數 s， s就是 GB/T16507.4 中的筒體結構特性系數 k ，計算公式是相 同的。對于鍋殼筒體：PDis 2 P e對于集箱筒體：P D0 2 es 2 P ee ：有效厚度當 s0.4 時，需要補強的孔已得到自身補強，無需另行補強。當 s 0.4時，未補強孔的直徑 d 不應大于按圖 50 確定的未補強 孔的最大允許直徑 d ，且最大為 200mm。如為橢圓孔， d 取筒體縱 截面上的尺寸。當未補強孔的直徑 d大于按圖 50 確定的

11、未補強孔的 最大允許直徑 d 時，應采取規(guī)定的補強結構予以補強。這些規(guī)定與 GB/T16507.4 基本相同，只是 GB/T16507.4 無“如為橢圓孔， d 取筒 體縱截面上的尺寸”的規(guī)定， GB/T16507.4 取的是長軸尺寸。2.6.3 縱向孔橋減弱系數s dmss：縱向相鄰兩孔的節(jié)距2.6.4 橫向孔橋減弱系數sds ：橫向相鄰兩孔的節(jié)距，取筒體平均直徑圓周上的弧長2.6.5 斜向孔橋當量減弱系數K1bnas dmK ：斜向孔橋換算系數10.751 n2 2b：斜向孔橋兩孔間在筒體軸線方向上的距離a：斜向孔橋兩孔間在筒體平均直徑圓周上的弧長：斜向孔橋減弱系數s ：斜向相鄰兩孔的節(jié)距

12、，取筒體平均直徑圓周上的弧長。對于凹座開孔、非徑向開孔，公式中的 dm 以當量直徑 de代入， 其計算方法與 GB/T16507.4 相同，此處不再詳述。2.7 許用應力JJ ： 為 GB/T16508.2 表 2常用鋼板的許用應力和表 4常用 鋼管的許用應力相應材料的選取值。這兩個表與 GB/T16507.2表 2 和表 4 不完全相同，尤其是表 4，由于水管鍋爐覆蓋的產品更多，選 用的材料更廣， GB/T16507.2表 4鋼管品種更多。：修正系數，按表 3 選取。對鍋殼和集箱筒體來說，表 3 與 GB/T16507.4的表 1是相同的。確定 J時，需首先確定計算溫度 tc，按表 4選取，

13、表中 t mave為介 質額定平均溫度。表 4 與 GB/T16507.4對應的表 2、表 3、表 4 有所 不同。上述的 J 、 、 tc查取步驟、方法與水管鍋爐相同。3、鍋殼和集箱筒體厚度附加量C C1 C2 C3C1 ：腐蝕裕量，一般取 C1 =0.5， 20mm時，取 C1=0C2 ：制造減薄量，鍋殼筒體：冷卷冷校時， C2 =0；冷卷熱校時，C2 =1mm；熱卷熱校時， C2 =2mm。鋼管制成的直集箱筒體： C2=0 C3：鋼材厚度負偏差，鍋殼筒體：取鋼板標準規(guī)定的厚度負偏差。按 GB/T709 熱軋鋼板和鋼帶的尺寸、外形、重量及允許偏差 ，規(guī) 定為 0.3 mm。鋼管制成的直集箱

14、筒體： C3 m ，m： 鋼管厚度負3 100 偏差的百分比值， %，可查 GB3087低中壓鍋爐用無縫鋼管標準。 從我公司進料情況看，一般外徑2.5MPa時，不絕熱集箱最大允許厚度 30mm，與 GB/T16507.4 表 17 有所不同，表 17 按溫度分成 2 檔，本標準只有 1 個規(guī)定值。Pr 2.5MPa 時，不絕熱集箱最大允許厚度按表6 查取，與GB/T16507.4表 18相同。5、臥式平直爐膽厚度計算爐膽是臥式內燃鍋爐主要受壓元件， 鍋爐燃燒和輻射換熱過程在 爐膽完成。爐膽有平直、錐形、波形 3 種。平直爐膽形狀簡單，易于 制造，但爐膽承受高溫，有較大的熱膨脹量，而平直爐膽柔性

15、較差， 不能吸收較大的熱變形，因此對其長度有限制，應用范圍很小。波形 爐膽在軸向能吸收較大熱變形， 而且徑向剛性也比平直爐膽大， 因此 應用較廣。 錐形爐膽實質上與平直爐膽沒有區(qū)別， 因結構設計上的需 要而采用。（爐膽與管板連接處收縮， 為的是管板上布置煙管的需要） 與鍋筒、鍋殼等圓筒形元件不同，爐膽承受的是外壓，而不是內壓。 因此平直爐膽的計算除了強度外還有穩(wěn)定， 用強度和穩(wěn)定公式同時計 算。取以下 2 式計算的 s和 中的較大值。強度公式：sB21 1 0.12DDmmu0.3LB1PDmn12ReLt1 Dm15L穩(wěn)定公式：10 Dm 0.6PLn21.73Et0.41s ：設計厚度Dm

16、：爐膽平均直徑u：爐膽圓度百分率200D0m a x D0m i nD0m a x D0m i n般取 u 1.2D0 ：爐膽外徑L ：爐膽計算長度，有如下規(guī)定：（1）爐膽與平管板或凸形封頭連接處，若是扳邊對接焊時，以 扳邊起點作為 L 的計算支點即 L 的起算點。；若是坡口型角焊時， 以角 焊根部作為計算支點。（2） L不應大于 2000，如爐膽兩端均為扳邊連接， L可放大至 3000。n1 ：爐膽強度安全系數，按表 8 選取。11Rt eL ：計算溫度時的屈服強度，按 GB/T16508.2 附錄 B 表 B.1n2 ：爐膽穩(wěn)定安全系數，按表 8。E t ：材料的彈性模量，按表 9。6、錐

17、形爐膽厚度計算錐形爐膽實質上與平直爐膽沒有區(qū)別， 因此厚度計算方法與平直 爐膽完全相同。見圖 13，圖 13 畫的是立式鍋爐，標準用此圖表示錐 形爐膽。從圖中可以看出，爐膽大端連接下腳圈，小端連接爐膽頂。 厚度計算公式采用平直爐膽公式， Di 按以下計算：Di DiDi2Di ：小端內徑Di ：大端內徑7、波形爐膽厚度計算波形爐膽在軸向能吸收較大熱變形， 而且徑向剛性也比平直爐膽 大，故其穩(wěn)定性比平直爐膽大，在一定的波紋高度條件下，采用只考 慮強度的簡化計算公式。PD02我公司臥式內燃鍋爐采用波形與錐形組合爐膽， 波形部分的設計 厚度按上式計算， 錐形部分的厚度按平直爐膽厚度公式計算， 其計算

18、 長度 L 取最邊緣一節(jié)波紋的中心線至計算支點之間的距離。 （圖 16） 同時，由于與錐形爐膽相鄰一節(jié)的波紋受載荷較大， 故要求最邊緣一 節(jié)波紋的慣性矩 I 1滿足下式：12I1 IPL2D3m1.33 106常用波紋如圖 14 所示，其慣性矩 I1可查表 10I ：所需要的慣性矩L2 ：見圖 16，L2Ls2s：波紋節(jié)距Dm：波形爐膽平直部分的平均直徑8、爐膽結構要求爐膽除了要求名義厚度不小于設計厚度， 波形與平直組合爐膽最 邊緣一節(jié)波紋慣性矩不小于需要慣性矩外，結構上還有一些限制要 求，例如：平直爐膽計算長度不應超過 2000，如果兩端均為扳邊連接，則 計算長度可放大至 3000。超過上述

19、規(guī)定時，應采用膨脹環(huán)或波形爐 膽來提高柔性，此時，波紋部分的長度應不小于爐膽全長的1/3。爐膽名義厚度不應小于 8，且不應大于 22。其它要求可見標準 7.3.5 條。例題：校核我公司生產的 WNS10.7Y(Q) 爐膽強度。一、波形爐膽計算：Pr =0.7Pf 0Ph 0P0 0.7+0+0=0.7安 全 閥 較 低 整 定 壓 力 ， 按 GB/T16508.5 表 3 ，13P0 +0.03=0.7+0.03=0.73Pa 0.73 Pr =0.73-0.7=0.03P P0 Pa 0.7 0.03 0.730.83 查表，飽和溫度為工作壓力下的飽和溫度，按絕對壓力 171.90查表 4

20、，取 tmave 171.90tc tmave 90 171.90+90=261.90按 波 形 爐 膽 圖 ， 爐 膽 材 料 Q345R10 ， 按 tc 261.90 查GB/T16508.2 表 2， J 163.67查表 3， 0.6J 0.6 163.67=98.20按波形爐膽圖， D0 620PD01=0.73 6202 98.20+1=3.30二、波紋與錐形組合爐膽計算1、錐形爐膽厚度計算按錐形爐膽圖， 10Di =550 Di =600Di Di Di2550 600= 5752DmDi575 10 585查表 8， n1=2.5按錐形爐膽圖，材料 Q345R 10 ，按tc

21、 261.90查 GB/T16508.2附錄 B 表 B.1， RteL =245.24確定 L 附圖14爐膽與鍋殼前管板連接處PDmn12ReLt 1 1D5mL0.73 585 2.52 245.24 158515 6452.05B1 1 0.12Dmu2.051=11 0.12 585 1.22Dm2585B1m2.0510.3L0.3 645取 u 1.2s=4.46查表 8， n2 =3.0按tc 261.90查表 9（GB/T16508.2附錄 B 表 B.11）E t 186.81103 Dm 0.6m0.41P.7L3nE2t1=5850.60.40.73 645 3.0 0.

22、4 1 6.211.73 186.81 103取 s =4.46 和6.21中較大者， s =6.21152、慣性矩計算按波紋爐膽圖， s 150 W 41 Dm 610L s 645 150L2397.5L2 s = 645 2 150按 s 150 W 41 查表 10，I 1 =37.61044.9510433 PL2D3m =0.73 397.5 6103 1.33 1061.33 106三、結論：波紋爐膽 10 s 2.05，且 8；錐形爐膽10 s 6.21，且 8；最邊緣一節(jié)波紋I1=37.6104 I =4.95104滿足要求9、平管板厚度計算平管板在介質壓力作用下將要彎曲，

23、產生彎曲應力。 為防止產生 明顯彎曲和過大的彎曲應力， 平管板均用拉撐件予以加固， 拉撐件有 角撐板、拉桿等，煙管也起拉撐作用。如上圖所示，管板上部有拉撐件（角撐板） ，中部有煙管。管板 在介質壓力作用下將產生彎曲變形， 斜線所示為向外彎曲變形較大區(qū) 域。其變形特點是具有幾個不變形點（支撐點） ，斜線區(qū)域中心凸起16相對最高上圖 a 表示的是管板一區(qū)域的變形狀況，斜線所示為凸起部分， de為通過拉撐件中心和虛線（支點線）三點畫出的假想圓（當量圓） 直徑。上圖 b 同樣表示的是管板一區(qū)域的變形狀況， 斜線所示為凸起 部分， de為通過拉撐件中心和虛線（支點線）兩點畫出的假想圓（當 量圓）直徑?？?/p>

24、以看出，假想圓（當量圓）能近似表征管板變形的特 點。水火管鍋爐在 90 年代之前采用平管板， 90 年代之后，水火管鍋 爐采用橢球形管板、拱形管板取代了平管板。橢球形管板見圖 27，就是開有成排煙管管孔的橢球形封頭，其 計算與橢球形封頭相同。 管束區(qū)域開有成排管孔， 但其受力情況與鍋 殼、鍋筒上開有成排管孔不同，由于管束區(qū)域被煙管拉撐著，節(jié)距越 小拉撐作用越大；而鍋殼、 鍋筒上的成排管孔使承載面積減小，節(jié)距 越小孔橋處的應力越大。因此管束區(qū)的強度裕度較大而無需進行計 算。這種管板由于存在非徑向開孔問題已經很少采用了。目前水火管鍋爐都采用拱形管板，見圖 28，拱形管板由管板區(qū) 和拱形區(qū)兩部分組成

25、，管板區(qū)是平板形，拱形區(qū)是橢球形。管板區(qū)按 平管板計算方法，拱形區(qū)按橢球形封頭計算方法。17臥式內燃鍋爐采用平管板。 平管板計算包括煙管管束區(qū)以外和煙 管管束區(qū)以內兩部分管板的計算9.1 煙管管束區(qū)以外的管板厚度計算計算公式： Kde1P ：取相連元件的計算壓力：計算方法同前de ：當量圓直徑，當量圓是通過支撐點畫出的假想圓K ：系數，通過 3 個支撐點畫當量圓時， K 值按表 14 確定；通 過 4 個或 4 個以上支撐點畫當量圓時， K 值降低 10%；通過 2 個支撐 點畫當量圓時， K 值增加 10%；支撐點型式不同時， K 取各支撐點相 應值的算數平均值。9.1.1 支撐點的確定可以

26、作為支撐點的有： 拉撐桿或拉撐管中心； 管束區(qū)邊緣煙管中 心；角撐板的中線；支點線上的各點。9.1.2 支點線的確定見圖 29，圖 29a 表示的是平管板與鍋殼筒體或爐膽筒體扳邊對 接焊時，支點線的確定。 圖 29b 表示的是平管板與鍋殼筒體或爐膽筒 體角焊連接時，支點線的確定。9.1.3 當量圓的畫法見圖 31，通過 3 個支撐點畫圓時，支撐點不應都位于同一半圓 周上；通過 2 個支撐點畫圓時，支撐點應位于當量圓直徑的兩端。189.2 煙管管束區(qū)以內的管板厚度計算9.2.1 計算公式： KdeP 、 ：與煙管管束區(qū)以外的管板厚度計算相同K =0.47de ：煙管最大節(jié)距9.2.2 結構要求（

27、 1）管板名義厚度不應小于 8mm；如管板內徑大于 1000mm， 管板名義厚度不應小于 10mm。（ 2）扳邊管板的扳邊內半徑不應小于 2 倍板厚，且至少應為 38mm；扳邊回燃室的扳邊內半徑不應小于板厚，且至少應為 25mm。（ 3）管孔相鄰焊縫邊緣距離不小于 6 mm。（ 4）管孔焊縫邊緣至扳邊起點的距離不小于 6 mm。（ 5）與 600以上煙氣接觸的管板，煙管與管孔應采取消除間 隙的措施，管端超出焊縫的長度不應大于 1.5 mm。這條要求是為了消除鍋殼式鍋爐安全運行的隱患。 鍋殼式鍋爐在 運行中出現較多的問題是管板裂紋， 這個問題一度使鍋殼式鍋爐的使 用受到了限制。 產生管板裂紋的主

28、要原因是在高溫煙氣作用下， 煙管 與管孔的間隙中的水， 周而復始地進行著受熱汽化汽化后逸出低 溫水進入受熱汽化汽化后逸出這樣一個過程， 在這個過程中， 管 孔處不斷地被加熱冷卻加熱冷卻， 在熱應力的作用下， 產生低 周疲勞，進而產生裂紋。此外如果管端超出焊縫的長度過大，管端不19 能被冷卻，長期在高溫煙氣作用下管端產生裂紋， 并由此發(fā)展到管板， 管板也產生裂紋。采取消除間隙的措施， 一般是在焊接煙管前進行預脹， 通過預脹 使管端膨脹貼緊管孔，消除間隙?？刂乒芏顺龊缚p長度，一般是在 焊完煙管后，采用機械切削的方式，切去多余的長度，該工序稱之為 平頭。例題：校核我公司生產的 WNS151.25Q

29、 鍋爐前管板強度。Pr =1.25Pf 0Ph 0P0 1.25+0+0=1.25安全閥較低整定壓力，按 GB/T16508.5 表 3，1.04P0 =1.041.25=1.3Pa 1.3 Pr =1.3-1.25=0.05P P0 Pa 1.25 0.05 1.3計算壓力下的飽和溫度， 按絕對壓力 1.4 查表，飽和溫度為 195.04查表 4，取 tmave 195.04tc tmave 50 195.04+50=245.04按 前 管 板 圖 ， 管 板 材 料 Q245R18 ， 按 tc 245.04 查GB/T16508.2 表 2， J 112.29查表 3， 0.85J 0.

30、85 112.29=95.4520確定管板與筒殼扳邊連接支點線，見下圖：煙管管束區(qū)以外的管板厚度計算： （見計算附圖）de =287.60.43 0.43 0.45 0.4540.9 0.40Kde 0.40 287.6 115.04de =275.30.35 0.45 0.4330.41Kd e 0.41 275.3 112.87de =342.80.35 0.45 0.4330.41Kde 0.41 342.8 140.55de =341.80.43 0.43 0.40K30.42Kde 0.42 341.8 143.56取 Kd e中較大者計算 Kde =143.56 Kde1=143.

31、561=17.7521煙管管束區(qū)以內的管板厚度計算：de 89K 0.471= 0.47 891.395.451 5.8818 17.75 滿足強度要求10、拉撐件本部分的內容包括拉撐件（直拉桿、斜拉桿、拉撐管）結構要求拉撐件結構及與管板、鍋殼連接結構） ，拉撐件強度計算。10.1 呼吸空位 鍋殼鍋爐的結構特點是將主要受熱面爐膽、煙管置于鍋殼以 內，鍋殼的端部采用管板將鍋殼、爐膽、煙管連接在一起。鍋爐運行 時，爐膽的壁溫高于鍋殼，若無管板約束時，二者軸向熱膨脹量相差 較大。以 WNS151.25 Q 鍋爐為例，額定工況時，在自由膨脹狀 態(tài)下，鍋殼膨脹量約為 11mm，爐膽膨脹量約為 17 mm

32、。由于管板連 接的約束使爐膽不能得到充分伸長而產生壓縮熱應力， 與此同時鍋殼 被拉伸長而產生拉伸熱應力，管板必然因彎曲變形而產生彎曲熱應 力，熱應力最大點為下圖所示連接點 B、 A。降低上述熱應力的有效 措施是將平管板上溫度不同的相鄰元件之間的最小距離呼吸空位 加大，下圖中的 l 即為呼吸空位， l越大則熱應力越小。22標準對各種元件之間的呼吸空位做出了規(guī)定，可見 10.3 條及圖 36。10.2 拉撐件所支撐的面積 拉撐件所承擔的力是介質壓力作用于管板上并傳遞給它的， 所以 拉撐件應盡量均勻布置， 使每個拉撐件承擔的作用力大致相同。 拉撐 件所分擔的支撐面積應該是距離各支撐點等距離線中位線所

33、包圍 的面積。如下圖所示，角撐板與支點線之間的中位線為abcde 曲線，因為這條線上各點距角撐板與距支點線是相同的： a1 a1 ，b2 b2 ， c3 c3，d3 d3 ，e3 e3 ，為了簡化，可用 ae直線代替 abcde曲線， 二者偏差不大。 基于以上簡化， 中位線可以近似地取為 3 個相鄰支撐 點切圓中心和 2 個相鄰支撐點切圓中心之間的最近連線。 因此拉撐件 所分擔的支撐面積就是 3 個相鄰支撐點切圓中心和 2 個相鄰支撐點切 圓中心之間的最近連線所包圍的面積。對于直拉桿、 拉撐管、 煙管應將上述所畫面積減去這些元件所占 面積作為支撐面積，對于斜拉桿、角撐板則不減去它們所占的面積。

34、2310.3直拉桿和拉撐管10.3.1 直拉桿和拉撐管的最小需要截面積F PAFminFmin ：直拉桿和拉撐管的最小需要截面積p ：計算壓力，取相連元件的計算壓力A ：直拉桿和拉撐管所支撐的面積 ：許用應力，確定方法同前。計算溫度按表 4 選取，直拉桿 按不受熱考慮。10.3.2 直拉桿與平管板的連接結構 直拉桿與平管板的連接結構見圖 38、39，常用結構是圖 39。該 結構可用于煙溫大于 600的部位，用于煙溫不大于于 600的部位 時，拉桿端頭超出焊縫的長度可放大至 5mm。直拉桿與平管板的連接采用圖 39c 結構時，焊腳尺寸 Kw 應滿足24下式要求：minKwdd ：直拉桿直徑直拉桿

35、直徑不宜小于 25mm。長度大于 4000 mm 的直拉桿中間應 加支撐，以防止產生過大的撓度。10.3.2 拉撐管與平管板的連接結構拉撐管與平管板的連接結構見圖 40。用于煙溫大于 600的部位時，管端超出焊縫的長度不應大于1.5mm，用于煙溫不大于 600的部位時，管端超出焊縫的長度可放 大至 5mm。上述規(guī)定也適用于煙管。10.4 斜拉桿10.4.1 斜拉桿的最小需要截面積F PAFminsinFmin ：斜拉桿的最小需要截面積p ：計算壓力，取相連元件的計算壓力A：斜拉桿所支撐的面積：許用應力，確定方法同前。計算溫度按表 4 不受熱選取。：斜拉桿與平管板的夾角10.4.2 斜拉桿與平管板、鍋殼筒體的連接結構斜拉桿與平管板、鍋殼筒體的連接結構見圖41。與管板的焊接按圖 39（標準 10.6.4 條是按圖 38），該結構可用于煙溫大于 600的25部位，用于煙溫不大于于 600的部位時，拉桿端頭超出焊縫的長度 可放大至 5mm。斜拉桿與鍋殼筒體連接部位的煙溫應不大于 600。 斜拉桿與管板連接處應開 5警報