毕业设计-锅炉除氧器

1、 四川理工学院毕业设计 锅炉除氧器 姓 名：郑 伟 学 号：07011010319 专 业：过程装备与控制工程 指导教师：付 伶四川理工学院机械工程学院二O一一年六月四 川 理 工 学 院毕业设计论文任务书设计论文题目：锅炉除氧器学院：机械工程学院 专业：过程装备与控制工程 班级：073 学号：07011010334学生：郑伟 指导教师：付伶 接受任务时间 2011年3月1日教研室主任 签名院长 签名1毕业设计论文的主要内容及根本要求设计论文的原始数据：进水压力：0.2MPa 工作压力：0.5MPa 圆筒直径：2000mm进水温度：25C 工作温度：C 长度:4000mm工作介质：水蒸气混合物

2、、水2指定查阅的主要参考文献及说明?化工原理?，天津大学出版社?过程设备设计?，化学工业出版社?化工设计手册?，上海人民出版社?化工压力容器设计?，化学工业出版社 3进度安排设计论文各阶段名称起 止 日 期1资料收集，阅读文献，完成开题报告3月1日至3月25日2完成所有结构设计和设计计算工作3月26日至4月26日3完成所有图纸绘制4月27日至5月27日4完成设计说明书5月28日至6月1日5完成图纸和说明书修改 6月2日至6月5日6辩论的准备和毕业辩论 6月6日至6月18日目录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc293942254 摘要 PAGEREF _Toc29

3、3942254 h I HYPERLINK l _Toc293942255 ABSTRACT PAGEREF _Toc293942255 h II HYPERLINK l _Toc293942256 第1章 锅炉除氧器设计方案的选择 PAGEREF _Toc293942256 h 1 HYPERLINK l _Toc293942257 锅炉除氧器的分类 PAGEREF _Toc293942257 h 1 HYPERLINK l _Toc293942258 热力喷雾填料除氧器 PAGEREF _Toc293942258 h 1 HYPERLINK l _Toc293942259 热力喷雾填料除氧

4、器的工作原理 PAGEREF _Toc293942259 h 1 HYPERLINK l _Toc293942260 第2章 除氧器的主体设计 PAGEREF _Toc293942260 h 3 HYPERLINK l _Toc293942261 压力容器的分类 PAGEREF _Toc293942261 h 3 HYPERLINK l _Toc293942262 2.2 设计计算参数 PAGEREF _Toc293942262 h 4 HYPERLINK l _Toc293942263 箱体厚度的计算 PAGEREF _Toc293942263 h 5 HYPERLINK l _Toc293

5、942264 封头 PAGEREF _Toc293942264 h 6 HYPERLINK l _Toc293942265 封头的分类及应用范围 PAGEREF _Toc293942265 h 6 HYPERLINK l _Toc293942266 封头的计算 PAGEREF _Toc293942266 h 6 HYPERLINK l _Toc293942267 除氧筒节 PAGEREF _Toc293942267 h 7 HYPERLINK l _Toc293942268 除氧筒节的结构 PAGEREF _Toc293942268 h 7 HYPERLINK l _Toc293942269

6、除氧筒节封头计算 PAGEREF _Toc293942269 h 9 HYPERLINK l _Toc293942270 第3章 支座的选择与计算 PAGEREF _Toc293942270 h 10 HYPERLINK l _Toc293942271 支座的分类 PAGEREF _Toc293942271 h 10 HYPERLINK l _Toc293942272 鞍座的选型 PAGEREF _Toc293942272 h 12 HYPERLINK l _Toc293942273 3.3 地角螺栓的选择 PAGEREF _Toc293942273 h 12 HYPERLINK l _Toc

7、293942274 鞍座的计算 PAGEREF _Toc293942274 h 12 HYPERLINK l _Toc293942275 第4章 开孔与补强的计算 PAGEREF _Toc293942275 h 15 HYPERLINK l _Toc293942276 为什么要开孔补强 PAGEREF _Toc293942276 h 15 HYPERLINK l _Toc293942277 几种补强方法 PAGEREF _Toc293942277 h 15 HYPERLINK l _Toc293942278 补强圈(板)补强 PAGEREF _Toc293942278 h 15 HYPERLI

8、NK l _Toc293942279 厚壁管补强 PAGEREF _Toc293942279 h 15 HYPERLINK l _Toc293942280 翻边补强 PAGEREF _Toc293942280 h 16 HYPERLINK l _Toc293942281 整锻件补强及密集补强 PAGEREF _Toc293942281 h 16 HYPERLINK l _Toc293942282 补强计算方法与补强结构的匹配 PAGEREF _Toc293942282 h 17 HYPERLINK l _Toc293942283 等面积法与补强圈补强 PAGEREF _Toc293942283

9、 h 17 HYPERLINK l _Toc293942284 极限分析法 PAGEREF _Toc293942284 h 18 HYPERLINK l _Toc293942285 压力面积法 PAGEREF _Toc293942285 h 18 HYPERLINK l _Toc293942286 允许不另行补强的最大开孔直径 PAGEREF _Toc293942286 h 18 HYPERLINK l _Toc293942287 4.4开孔补强的具体计算 PAGEREF _Toc293942287 h 19 HYPERLINK l _Toc293942288 接管a处的开孔及开孔补强计算 P

10、AGEREF _Toc293942288 h 19 HYPERLINK l _Toc293942289 接管b的开孔及开孔补强计算 PAGEREF _Toc293942289 h 21 HYPERLINK l _Toc293942290 接管c的开孔及开孔补强计算 PAGEREF _Toc293942290 h 23 HYPERLINK l _Toc293942291 接管d的开孔及开孔补强计算 PAGEREF _Toc293942291 h 25 HYPERLINK l _Toc293942292 接管e、f、g、h处的开孔及开孔补强 PAGEREF _Toc293942292 h 27 H

11、YPERLINK l _Toc293942293 接管i处的开孔及开孔补强计算 PAGEREF _Toc293942293 h 29 HYPERLINK l _Toc293942294 人孔j的设计及开孔和开孔补强计算 PAGEREF _Toc293942294 h 31 HYPERLINK l _Toc293942295 除氧头与水箱圆筒之间相连接的大圆孔的大开孔及开孔补强计算 PAGEREF _Toc293942295 h 34 HYPERLINK l _Toc293942296 接管o和筒体连接处开孔及开孔补强计算 PAGEREF _Toc293942296 h 35 HYPERLINK

12、 l _Toc293942297 接管n和筒体连接处开孔及开孔补强计算 PAGEREF _Toc293942297 h 37 HYPERLINK l _Toc293942298 接管q和筒体连接处开孔及开孔补强计算 PAGEREF _Toc293942298 h 39 HYPERLINK l _Toc293942299 除氧头封头上接管l的开孔及开孔补强 PAGEREF _Toc293942299 h 41 HYPERLINK l _Toc293942300 封头上接管m的开孔及开孔补强 PAGEREF _Toc293942300 h 43 HYPERLINK l _Toc293942301

13、第5章 附件的选择 PAGEREF _Toc293942301 h 46 HYPERLINK l _Toc293942302 管法兰的选择 PAGEREF _Toc293942302 h 46 HYPERLINK l _Toc293942303 5.1.1 法兰的通径 PAGEREF _Toc293942303 h 46 HYPERLINK l _Toc293942304 法兰的类型 PAGEREF _Toc293942304 h 46 HYPERLINK l _Toc293942305 法兰材料的选择 PAGEREF _Toc293942305 h 46 HYPERLINK l _Toc29

14、3942306 5.1.4 法兰垫片的选择 PAGEREF _Toc293942306 h 47 HYPERLINK l _Toc293942307 法兰螺栓尺寸的选择 PAGEREF _Toc293942307 h 49 HYPERLINK l _Toc293942308 过滤网 PAGEREF _Toc293942308 h 49 HYPERLINK l _Toc293942309 汽水别离器 PAGEREF _Toc293942309 h 50 HYPERLINK l _Toc293942310 鲍尔环填料的选择 PAGEREF _Toc293942310 h 51 HYPERLINK

15、l _Toc293942311 填料的支承装置的设计 PAGEREF _Toc293942311 h 52 HYPERLINK l _Toc293942312 5.6 填料的压紧装置 PAGEREF _Toc293942312 h 52 HYPERLINK l _Toc293942313 第6章 密封装置设计 PAGEREF _Toc293942313 h 54 HYPERLINK l _Toc293942314 概述 PAGEREF _Toc293942314 h 54 HYPERLINK l _Toc293942315 密封类型与选择 PAGEREF _Toc293942315 h 54

16、HYPERLINK l _Toc293942316 密封类型 PAGEREF _Toc293942316 h 54 HYPERLINK l _Toc293942317 密封材料： PAGEREF _Toc293942317 h 54 HYPERLINK l _Toc293942318 第7章 焊接的具体要求 PAGEREF _Toc293942318 h 57 HYPERLINK l _Toc293942319 焊接接头的种类及接头型式 PAGEREF _Toc293942319 h 57 HYPERLINK l _Toc293942320 焊缝坡口的根本形式与尺寸 PAGEREF _Toc2

17、93942320 h 59 HYPERLINK l _Toc293942321 7.3 压力容器焊接接头分类 PAGEREF _Toc293942321 h 61 HYPERLINK l _Toc293942322 压力容器焊接结构设计的根本原那么 PAGEREF _Toc293942322 h 61 HYPERLINK l _Toc293942323 本压力容器常用焊接结构设计 PAGEREF _Toc293942323 h 61 HYPERLINK l _Toc293942324 总结 PAGEREF _Toc293942324 h 63 HYPERLINK l _Toc293942325

18、 参考文献 PAGEREF _Toc293942325 h 65 HYPERLINK l _Toc293942326 致谢 PAGEREF _Toc293942326 h 66摘要除氧器是锅炉及供热系统关键设备之一，每年因氧腐蚀而对锅炉给水管道、省煤器和其它附属设备的腐蚀造成的严重损失，已引起国家电力部越来越多的注意本设计主要是通过几个除氧器的比拟选择符合听除氧器。由给定的条件,通过常规设计方法对除氧器的水箱壁厚，水箱封头厚度、除氧筒节厚度、除氧筒节封头厚度、接管的开孔补强、支座，进行强度计算并选择出了除氧器的附属设备。关键词：除氧器；常规设计；强度计算ABSTRACT第1章 锅炉除氧器设计方

19、案的选择锅炉除氧器的分类A、按除氧器压力的不同，可分为真空式，大气式和高压式三种除氧器B、按除氧器内部结构的不同，可分为水膜式、淋水盘式、喷雾式、喷雾淋水盘式、喷雾填料式五种除氧器，其中喷雾填料式除氧器效果最正确，得到广泛应用。热力喷雾填料除氧器热力喷雾填料除氧器的工作原理给水的除氧是防止锅炉腐蚀的主要方法，在容器中，溶解于水中的气体量主要由两个方面决定：一方面与水面上该气体的分压力成正比例即压力越高，该气体在水中的溶解度就越大，反之那么越小，另外一方面与水的温度有关即水的温度越高，那么该气体在水中的溶解度就越小，当温度为相应工作压力下的饱和温度时，气体在水中的溶解度为零采用热力除氧的方法，即

20、用蒸汽来加热给水，提高水的温度，且使水面上蒸汽的分压力逐步增大，而溶解气体的分压力那么渐渐降低，溶解于水中的气体就不断逸出，当水被加热至相应压力下的饱和温度时，水面上全部是水蒸汽，溶解气体的分压力为零，水不再具有溶解气体的能力，亦即溶解于水中的气体，包括氧气均可被除去。除氧的效果一方面决定于是否把给水加热至相应压力下的饱和温度，另一方面决定于溶解气体的排除速度，谁是否能加热到相应压力下的饱和温度与水和蒸汽的接触外表积的大小有很大的关系，采用旋膜管、水篦子加填料的方式，水通过旋膜管，形成的水膜群下落，与上升的蒸汽流相遇。形成水的膜群大大地增加了水和蒸汽的热交换面积，强化了汽水热交换的效果，形成水

21、膜群的水经过水篦子换热后继续流经无规那么堆放的填料层时，受到蒸汽的进一步加热。水迅速被加热，溶解于其中的气体的排除速度也更快。最后除氧水流经除氧水箱，经蒸汽再沸腾管加热，充分的保证了除氧水在工作压力下为饱和温度，因此，虽然水在除氧器中停留时间很短，而除氧效果较彻底。出水含氧量0.1mg/l热力喷雾填料除氧器的优点 旋膜式除氧器经数百家电厂在运行使用中证明具有以下优点：1：除氧效率高，给水合格率100%。高压5/L,低压10/L2：。当负荷突变25%，补水突变10%，水温下降时，除氧器仍不震动，也无汽化情况。 3：适应性能好，对水质、水温要求不苛刻等优点外，而且可超出力50左右运行，尤其供热机组

22、和滑压运行的除氧器更显示出其优越性能。 4：排汽量小于入口水量的0.1%，不需另加排气冷却器，比同出力其它类型热力除氧器少耗能1/3,优化了设备，降低了热耗。第2章 除氧器的主体设计压力容器的分类压力容器是内部或外部承受气体或液体压力、并对平安性有较高要求的密封容器。 压力容器主要为圆柱形，少数为球形或其他形状。圆柱形压力容器通常由筒体、封头、接管、法兰等零件和部件组成，压力容器工作压力越高，筒体的壁就应越厚。 压力容器分类 按压力等级分类：压力容器可分为内压容器与外压容器。 内压容器又可按设计压力p大小分为四个压力等级，具体划分如下 ： 低压(代号L)容器 0.1 MPap1.6 MPa;

23、中压(代号M)容器 1.6 MPap10.0 MPa; 高压(代号H)容器 10 MPap100 MPa; 超高压(代号U)容器 p100MPa。 按容器在生产中的作用分类: 反响压力容器(代号R):用于完成介质的物理、化学反响。 换热压力容器(代号E):用于完成介质的热量交换。 分 离压力容器代号S):用于完成介质的流体压力平衡缓冲和气体净化别离。 储存压力容器代号C，其中球罐代号B：用于储存、盛装气体、液体、液化气体等介质。 在一种压力容器中，如同时具备两个以上的工艺作用原理时，应按工艺过程中的主要作用来划分品种。 按安装方式分类 ： 固定式压力容器：有固定安装和使用地点，工艺条件和操作人

24、员也较固定的压力容器。 移动式压力容器：使用时不仅承受内压或外压载荷，搬运过程中还会受到由于内部介质晃动引起的冲击力，以及运输过程带来的外部撞击和振动载荷，因而在结构、使用和平安方面均有其特殊的要求。 上面所述的几种分类方法仅仅考虑了压力容器的某个设计参数或使用状况，还不能综合反映压力容器的危险程度。 压力容器的危险程度还与介质危险性及其设计压力p和全容积V的乘积有关，pV值愈大，那么容器破裂时爆炸能量愈大，危害性也愈大，对容器的设计、制造、检验、使用和管理的要求愈高。 按平安技术管理分类: ?压力容器平安技术监察规程?采用既考虑容器压力与容积乘积大小，又考虑介质危险性以及容器在生产过程中的作

25、用的综合分类方法，以有利于平安技术监督和管理。该方法将压力容器分为三类： 1.第三类压力容器，具有以下情况之一的，为第三类压力容器： 高压容器； 中压容器仅限毒性程度为极度和高度危害介质； 中压储存容器仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且pV乘积大于等于10MPam3 ； 高压、中压管壳式余热锅炉； 中压搪玻璃压力容器； 使用强度级别较高指相应标准中抗拉强度规定值下限大于等于540MPa的材料制造的压力容器； 移动式压力容器，包括铁路罐车介质为液化气体、低温液体、罐式汽车液化气体运输半挂车、低温液体运输半挂车、永久气体运输半挂车和罐式集装箱介质为液化气体、低温液体等； 球形储罐容积大于等于50

26、m3；低温液体储存容器容积大于5m3。 低温液体储存容器容积大于5m3 2.第二类压力容器，具有以下情况之一的，为第二类压力容器： 中压容器； 低压容器仅限毒性程度为极度和高度危害介质； 低压反响容器和低压储存容器仅限易燃介质或毒性程度为中度危害介质； 低压管壳式余热锅炉； 低压搪玻璃压力容器。 3.第一类压力容器 ,除上述规定以外的低压容器为第一类压力容器。由上知设计的容器为低压容器。2.2 设计计算参数工作压力P(MPa)工作温度t(c)进水压力P(MPa)进水温度t(c)圆筒长度L()圆筒直径DN()压力容器等级2540002000低压箱体厚度的计算 由给定的条件，查?过程设备设计?得到

27、厚度计算公式 (2-1) 根据设计设条件为低压容器选择箱体材料为16MnDR,查,?塔设备设计手册?其许用 应力为：170MPa 通过生产条件确定焊接系数 =3.47 设计厚度 查?过程设备设计?取C1=0.3,C2=2 由钢材的标准规格取8 .水压校核 查?塔设备设计手册?所用材料的REL=315MPa = (2-2) 符合要求封头封头的分类及应用范围 封头包括凸形封头、锥壳、变径段、平盖及紧缩口的设计。凸形封头包括：半球形封头、椭圆形封头、碟形封头和球冠形封头。 半球形封头：在均内压作用下，薄壁球形容器的薄膜应力为相同址径圆筒 的一半，帮从受力分析 来看，球形封头是最理想的结构形式。但缺点

28、是深度大，址径小时，整体冲压困难，大址径采用分瓣冲压期拼焊工作量也较大。半球形封头常护士高压容器上。 椭圆形封头:椭圆形封头是由半个椭球面和短圆筒组成，直边段的作用是防止封头和圆筒的连接焊缝处出现经向曲率变化平滑连续，故应力分布比拟均匀，且椭圆形封头深度较半球形封头小得多，易于冲压成型，是目前中、低压容器中应用较多的封头之一。 碟形封头:碟形封头是带折边的球面封头，由半径R的球面体、半径为r的过渡环壳和短圆筒等三局部组成，从几何形状看，碟形封头是一不连续面，在经线曲率半径突变的两个曲面连接处，由于曲率的较大变化而存在着较大边缘弯曲应力。该边缘弯曲应力与薄膜应力叠加，使该部位的应力远远高于其化部

29、位，帮受力状况不佳。但过渡环壳的存在降低了封头的尝试，方便了成型加工，且压制碟形封头的钢模加工简单，使碟形封头的应用范围较为广泛。 球冠形封头:碟形封头当r=0时，即成为球冠形封头，它是局部球面与圆筒 直接边接，因而结构简单、制造方便，常用途睦容 器中两独立爱压室的中间封头，也可用作端盖。由于球面与圆筒连接处没有转角过渡，所以在边接处附近的封头和圆筒上都存在相当大的不边续应力，其应力分布不甚合理。封头的计算根据设计要求为低压容器所以在选择封头时用椭圆形封头查?过程设备设计?取时的公式为 (2-3)通过钢板规格标准和为了便与焊接取与箱体相同厚度的钢材厚度为8水压试验 = (2-2)符合要求除氧筒

30、节除氧筒节的结构HYPERLINK :/baike.baidu /image/d4239b35cdc3ac2a90ef39fe 图1、外壳：是由筒身和冲压椭圆形封头焊制成。 2、e10edde86acc76f94ee37fb膜器组：由水室、起膜管、凝结水接管、补充水接管组成。起膜管、下水管材料均由不锈钢制造,常年运行无需检修，也是旋膜式除氧器主要局部，98%的氧由此除去。3 HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb、淋水篦子：经起膜段除氧的给水及由疏水管引进的疏水在这里进行减流二次分配，使水呈均匀淋雨状下落，从而保护其下部液

31、汽网。水篦子空间面积不小于总截面的50%，不锈钢结构，常年运行无需检修。 HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb4、填料液汽网：是由相互间隔的扁钢带及一个圆筒体，内装两层高度特制的O型0.3mm不锈钢扁丝网，给 水在这里与二次蒸汽充分接触，加热到饱和温度并进行深度除氧，以保证除氧水中含量。 HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb5、蒸汽分配盘：主加热蒸汽由此接进，规那么均分型结构能很好保证加热质量，使加热蒸汽呈现均分状态其在无节流工况下上升加热软化水，

32、到达饱和温度下工作除氧。 HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb 6.汽水别离器：由不锈钢填料组成内网，外壳设计为通气型结构，能有效的将排氧时的汽带水别离回流，是排汽不带水的必不可少部件。 e37fb由于除氧筒节与除氧箱相联，所以其它设计条件与除氧箱相同如表：HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fbHYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb工作压力HYPERLINK :/baike.ba

33、idu /image/ae10edde86acc76f94ee37fbP(MPa)HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb工作温度HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fbt(c)HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb进水压力 /image/ae10edde86acc76f94ee37fbP(MPa)HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc

34、76f94ee37fb进水温度HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fbt(c)b第一节高度HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb第二节高度HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb筒节直径(mmHYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fbHYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86ac

35、c76f94ee37fbHYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fbHYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb25HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb900HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb800HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb800HY

36、PERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb由给定的条件，查?过程设备设计?得到厚度计算公式2-1: (2-1)HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb根据设计设条件为低压容器选择箱体材料为16MnDR,查,?塔设备设计手册?其许用HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb 应力为：170MPaHYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee3

37、7fb 通过生产条件确定焊接系数HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb =1.735HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb 设计厚度/ae10edde86acc76f94ee37fb 查?过程设备设计?取C1=0.3,C2=2HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb 由箱体

38、的标准规格取8HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb .水压校核HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb 查?塔设备设计手册?所用材料的REL=315MPaHYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb = (2-2)HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb HYPERLINK :/baike.baidu /image/a

39、e10edde86acc76f94ee37fb符合要求HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb除氧筒节封头计算HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb根据设计要求为低压容器所以在选择封头时用椭圆形封头HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb 查?过程设备设计?取时的公式为2-3: (2-3)mmHYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f

40、94ee37fb通过钢板规格标准和为了便与焊接取与箱体相同厚度的钢材厚度为8HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb水压试验 e86acc76f94ee37fb= (2-2)HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb符合要求HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb第3章 支座的选

41、择与计算HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb支座的分类HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb容器的支座，是用来支承容器的重量、固定容器的位置并使容器在操作中保持稳定。支座的结构型式很多，主要由容器的自身的型式决定，分卧式容器支座、立式容器支座和球形容器支座。 HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb一、卧式容器的支座 HYPERLINK :/baike.baidu /image/a

42、e10edde86acc76f94ee37fb卧式容器的支座有三种：鞍座、圈座和支腿。 HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb 鞍式支座 图3-1用最广泛的一种卧式容器支座，常见的卧式容器和大型卧式贮槽，热交换器等多采用这种支座。鞍式支座如上图所示，为了简化设计计算，鞍式支座已有标准JB/T4712-92 ?鞍式支座?，设计时可根据容器的公称直径和容器的重量选用标准中的规格。 鞍座是由横向筋板、假设干轴向筋板和底板焊接而成。在与设备连接处，有带加强垫板和不带加强垫板两种结构。 鞍式支座的鞍座包角q为120或150，以保证容

43、器在支座上安放稳定。鞍座的高度有200、300、400和500mm四种规格，但可以根据需要改变，改变后应作强度校核。鞍式支座的宽度b可根据容器的公称直径查出。 鞍座分为A型轻型和B型重型两类，其中重型又分为BB五种型号。其中B型结构如B型鞍座结构图所示。A型和B型的区别在于筋板和底板、垫板等尺寸不同或数量不同。 鞍座的底板尺寸应保证根底的水泥面不被压坏。根据底板上螺栓孔形状的不同，每种型式的鞍座又分为固定式支座代号F)和滑动式支座代号S)两种安装形式，固定式鞍座底板上开圆形螺栓孔，滑动式支座开长圆形螺栓孔。在一台容器上，两个总是配对使用。在安装活动支座时，地脚螺栓采用两个螺母。第一个螺母拧紧后

44、倒退一圈，然后用第二个螺母锁紧，这样可以保证设备在温度变化时，鞍座能在根底面上自由滑动。长圆孔的长度须根据设备的温差伸缩量进行校核。 一台卧式容器的鞍式支座，一般情况下不宜多于两个。因为鞍座水平高度的微小差异都会造成各支座间的受力不均，从而引起筒壁内的附加应力。采用双鞍座时，鞍座与筒体端部的距离A可按下述原那么确定：当筒体的L/D较大，且鞍座所在平面内又无加强圈时，应尽量利用封头对支座处筒体的加强作用，取A0.25D；当筒体的L/D较小，d/D较大，或鞍座所在平面内有加强圈时， 取A 。 HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37

45、fb 圈座 图3-2HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb在以下情况下可采用圈座：对于大直径薄壁容器和真空操作的容器，因其自身重量可能造成严重挠曲；多于两个支承的长容器。圈座的结构如上图所示。除常温常压下操作的容器外，假设采用圈座时那么至少应有一个圈座是滑动支承的。 HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb 腿式支座 图3-3HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb腿式支座简称支腿，结

46、构如上图所示。因为这种支座在与容器壳壁连接处会造成严重的局部应力，故只适合用于小型设备DN1600、L5m。腿式支座的结构型式、系列参数等参见标准JB/T 4714-92 ?腿式支座?。 HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb鞍座的选型 HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb鞍座支座分为轻型代号A、重型代号B两种。鞍座分固定式代号F和滑动式代号S两种安装形式。根据本设计的条件选用滑动和固定式鞍座各一件。HYPERLINK :/baike.baidu /

47、image/ae10edde86acc76f94ee37fb重型鞍座按其包角、制作方式及附带垫板情况分五种型号HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fbB-包角120 、焊接制作、带垫板；mage/ae10edde86acc76f94ee37fbB-包角150 、焊接制作、带垫板；HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fbB-包角120 、焊接制作、不带垫板；HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee

48、37fbB-包角120 、弯制、带垫板； HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fbB-包角120 、弯制、不带垫板。HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb根据本设计的圆筒的公称直径为2000mm，在根据?JB容器支座?中表一选用重型B，其结构特征为包角120度、焊制、四肋、带垫板。在查表七可以知道支座尺寸，dde86acc76f94ee37fb鞍座公称直径为2000mm，允许载荷875KN，鞍座高度h=250mmHYPERLINK :/baike.bai

49、du /image/ae10edde86acc76f94ee37fb鞍座底板l=1420mm，b=220mm， =16mm。HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb鞍座腹板 =14mm。HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb3.3 地角螺栓的选择HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb根据?JB/T4712-92鞍式支座?中附录A可知，滑动鞍座所需螺栓孔长度根据容器圆筒金属温度和鞍座间

50、距离按表A1查取，鞍座的距离为3000mm，圆筒金属设计温度为200，由表可得到滑动鞍座所需螺栓孔长度为20mm。HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb在由?国家标准?可得到所选地角螺栓的代号及尺寸为GB799-88、M2040。所用材料为Q235-A号钢，重量为HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb鞍座的计算b因为取封头时所取的为得到HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb查?过程

51、设备设计手册?得16MnDR密度为ge/ae10edde86acc76f94ee37fb物料重 (3-1)HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb ge/ae10edde86acc76f94ee37fb HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fbNHYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb容器重 (3-2)HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86ac

52、c76f94ee37fb HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb NHYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb支座反力F=N( (3-3)HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb由于标准封头ee37fb弯矩的计算HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb 支座中截面上的弯矩查?过程设备设计?HYPERLINK :/bai

53、ke.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb (3-4)u /image/ae10edde86acc76f94ee37fb 取A=500那么 (3-5) (3-6)HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb 那么 (3-7)HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb圆筒轴向力及其校核HYPERLINK :/baik

54、e.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb两支座跨中截面处圆筒 的轴向力HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb截面最高点：ee37fb截面最低点:HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb查?过程设备设计?HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb都小于HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee

55、37fb故满足要求HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb第4章 开孔与补强的计算om/image/ae10edde86acc76f94ee37fb为什么要开孔补强开孔补强设计是压力容器设计的重要组成局部，由于其涉及的影响因素较多，加之这些部位的焊接质量不易保证，以及检验有困难等，因而开孔补强部位往往是容器的薄弱环节。我们曾进行过超水压试验，也证明按常规方法设计的压力容器，其薄弱环节亦大都在开孔接管处，。由此可见，开孔补强设计将直接影响压力容器的平安使用性能94ee37fb设备。HYPERLINK :/baike.baidu

56、 /image/ae10edde86acc76f94ee37fb几种补强方法HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb补强圈(板)补强补强圈(板)补强不能与壳体形成整体，且外周不能与壳体圆滑过渡，因86acc76f94ee37fb而其补强效率不高，不能充分降低孔边的应力集中，而且抗疲劳性能较低。所以GB150一89对其适用范围作了明确限制。补强板的使用范围将有可能愈来愈小，将更多地被厚壁管或其他补强结构取代。HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb厚壁管补强

57、HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb 厚壁管补强见附图a，其加厚段既可以采用无缝管，也可以采用卷管或锻HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb件加工。由于加厚局部正处于最大应力区域，从而较有效地降低了孔边的应力集中，HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb加之与壳体形成了整体，其抗疲劳性能比补强板大大提高。其内伸式结构的效果更为明显。现行的HGJ527一90?补强管?标准已列入了厚壁

58、管，由于这种结构简单，焊缝少，焊接质量容易保证，因而具有广阔的应用前景。对于某些重要场合，应保证其全焊透，且焊缝圆滑过渡，棱角倒圆。必要时对焊缝进行内部无损探伤。在此情况下其补强效果可达整锻件补强效果。HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb翻边补强4ee37fb翻边补强图c所示结构已越来越多地用于一些重要设备上，由于有圆弧过渡，对降低根部的应力集中具有良好效果，尤其当圆翻边改为内接口投影并为2，l的椭圆翻时，其应力集中系数可降到2左右，并且提高设备的疲劳寿命。此外，由于翻边与接管(或壳体)的连接焊缝避开了最大应力部位，且焊

59、缝的质量也容易得到保证，这比补强板及附图a结构要优越得多。有试验说明，让焊缝离开开孔最大应力部位其应力集中系数可降低15%左右。翻边补强结构的缺乏在于，制造难度及加工本钱比厚壁管要高一些。HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb整锻件补强及密集补强HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb整锻件补强及密集补强附图b所示的整锻件补强除了具有翻边补强的优点外，由于其补强金属根本上集中于开孔应力HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10

60、edde86acc76f94ee37fb集中的最大部位，因而能较大幅度地降低应力集中，同前述结构相比，具有最小的应力HYPERLINK :/baike.baidu /image/ae10edde86acc76f94ee37fb集中系数。此外，整锻件补强很容易实现密集补强。密集补强的典型结构见附图d，其密集局部可以由整锻件加工，也可以通过堆焊来实现。众多试验均说明，密集补强结构在强度上最为优越，由于补强金属正好集中在应力集中区域，故其应力集中现象明显减缓。附图b、d的补强结构因其制造本钱较高，所以主要用于一些比拟重要的设备上，或者比拟恶劣的工作环境下，就其补强效果而言，不失为最好的结构。 图4-