《锅炉设计中的强度计算案例综述》2100字

锅炉设计中的强度计算案例综述在锅炉的内部，受压原件必须具备一定的韧性以承受压力以及高温环境下所带来的影响。因此，我们需要保证在锅炉中的受压原件能够在这种恶劣的环境条件下具备足够的强度，假如在锅炉内部的受压元件不能在运行的过程中抵抗住恶劣条件的影响，会产生不可预料的后果，所以我们要进行锅炉受压元件的强度校核计算以此保证在运行过程中的安全。1.1锅筒强度计算1.1.1上锅筒强度计算上锅筒强度计算见表4-1。表4-1上锅筒强度计算序号名称符号单位计算公式及来源数值1锅筒内径Dnmm设计数据11502锅筒壁厚smm设计数据163额定压力PeMPa设计数据1.54上锅筒至锅炉出口压降△PzMPa―05液柱静压力△PszMPa上锅筒为006锅筒工作压力PgMPa1.57安全阀低位开启压力△PaMPa0.068计算压力PMPa1.569材料——选用20g10锅筒计算壁温tbj℃取用25011基本许用应力[σ]jMPaGB/T9222-2008表112512修正系数η—GB/T9222-2008表30.9513许用应力[σ]MPa116.3514互不影响孔距t0mm365.24A区纵向节距tmm设计数据115横向节距t′mm82.53续表4-1续表4-11.1.2上锅筒有孔封头的强度上锅筒有孔封头的强度见表4-2。表4-2上锅筒有孔封头的强度序号名称符号单位计算公式及来源数值1材料——选用20g2内径Dnmm设计数据12003壁厚smm设计数据164计算压力PMPa查上锅筒强度计算表1.6645计算壁温tbj℃取用2506基本许用应力[б]jMPaGB/T9222-2008表11257修正系数η—GB/T9222-2008表318许用应力[б]MPa1259人孔最大直径dmm设计数据40010减弱系数ψ—0.6711封头内高hnmm30012形状系数Y—113理论计算壁厚Slmm12.1014附加壁厚Cmm2.2115最小许用壁厚Sminmm11.3116取用壁厚SmmS1617封头有效壁厚Symm13.7918实际减弱系数ψs—0.58续表4-2序号名称符号单位计算公式及来源数值19系数β—1.0220屈服极限бsMPaGB/T9222-2008表121521允许最高水压实验压力PswMPa2.5122水压实验压力PsMPa2.0823封头几何尺寸校核hn/Dn—0.25Sy/Dn—0.01d/Dn—0.33结论：封头几何尺寸校核合格1.1.3下锅筒强度计算下锅筒强度计算见表4-3。表4-3下锅筒强度计算续表4-31.1.4下锅筒封头强度计算下锅筒封头强度计算见表4-4。表4-4下锅筒封头强度计算序号名称符号单位计算公式及来源数值1材料——选用20g2内径Dnmm设计数据10003壁厚smm设计数据184计算压力PMPa1.7085计算壁温tbj℃取用2506基本许用应力[б]jMPaGB/T9222-2008表11257修正系数η—GB/T9222-2008表318许用应力[б]MPa1259人孔最大直径dmm设计数据42010减弱系数ψ—0.5811封头内高hnmm25012形状系数Y—113理论计算壁厚Slmm11.9214附加壁厚Cmm2.19215最小许用壁厚Sminmm11.11216取用壁厚SmmS1817封头有效壁厚Symm15.80818实际减弱系数ψs—0.43519系数β—1.03220屈服极限бsMPaGB/T9222-2008表121521允许最高水压实验压力PswMPa2.54122实际水压实验压力PsMPa2.13523封头几何尺寸校核hn/Dn—0.25Sy/Dn—0.016d/Dn—0.42结论：封头几何尺寸校核合格1.2集箱强度计算1.2.1前后集箱强度计算前后集箱强度计算见表4-5。表4-5前后集箱强度计算序号名称符号单位计算公式及来源数值1集箱外径Dwmm设计数据2192壁厚Smm设计选取63额定压力PeMPa设计数据1.64液柱静压ΔPszMPa0.0695集箱工作压力PgMPa1.6696安全阀低位开启压力ΔPaMPa0.0647计算压力PMPa1.7338材料——选用20g9集箱壁温tbj℃GB/T9222-2008表5(tbj=tj+110)30310基本许用应力[б]jMPaGB/T9222-2008表111211修正系数η—GB/T9222-2008表30.912许用应力[б]MPa100.813纵向节距tmm设计数据13014孔径dmm设计数据5415纵向减弱系数ψ—0.584616最小减弱系数ψmin—{ψ}0.584617理论计算壁厚S1mm3.2718系数A—GB9222-88表100.1819附加壁厚Cmm1.0920最小许用壁厚Sminmm1.3621取用壁厚Smm622有效壁厚Symm1.9123实际减弱系数ψs—0.3924最大允许开孔直径[d]mm70.5225系数β—1.04续表4-5序号名称符号单位计算公式及来源数值26屈服极限бsMPaGB/T9222-2008表121527允许最高水压实验压力PswMPa3.1428水压实验压力PsMPa2.17结论：ψs<ψmin，β<1.5，S>Smin，d<[d],强度合格1.2.2侧集箱强度计算侧集箱强度计算见表4-6。表4-6侧集箱强度计算序号名称符号单位计算公式及来源数值1集箱外径Dwmm设计数据2192壁厚Smm设计选取63额定压力PeMPa设计数据1.64液柱静压ΔPszMPa0.0695集箱工作压力PgMPa1.6696安全阀低位开启压力ΔPaMPa0.0647计算压力PMPa1.7338材料——选用20g9集箱壁温tbj℃GB/T9222-2008表5(tbj=tj+110)30310基本许用应力[б]jMPaGB/T9222-2008表111211修正系数η—GB/T9222-2008表30.912许用应力[б]MPa100.813纵向节距tmm设计数据13014孔径dmm设计数据5415纵向减弱系数ψ—0.5816最小减弱系数ψmin—ψ0.5817理论计算壁厚S1mm3.2718系数A—GB9222-88表100.18续表4-6序号名称符号单位计算公式及来源数值19附加壁厚Cmm1.0920最小许用壁厚Sminmm1.3621取用壁厚Smm622有效壁厚Symm1.9123实际减弱系数ψs—0.3924最大允许开孔直径[d]mm70.5225系数β—1.0426屈服极限бsMPaGB/T9222-2008表121527允许最高水压实验压力PswMPa3.1428水压实验压力PsMPa2.17结论：ψs<ψmin，β<1.5，S>Smin，d<[d],强度合格1.3安全阀排放能力计算安全阀排放能力计算见表4-7。表4-7安全阀排放能力计算序号名称符号单位计算公式及来源数值1额定输出热量Dkg/h设计给定150002额定压力PeMPa设计数据1.63安全阀最大开启压力PMPa1.6964安全阀数量n—设计选取25排气系数C—选取0.246蒸汽比容修正系数K—17安全阀直径djmm47.948取用直径Dejmm—509安全阀公称直径dmm选取通径50mm管子5010安全阀提升高度hmm12.511安全阀排气面积Amm2392512安全阀实际排气能力Ekg/h16315.44结论：E=16315.44>1