лекторов, камеры и трубы

*В любом случае, расчетная температура tр должна быть не ниже 250 °С.

2.1.4. По найденной рабочей температуре рассчитываемого узла при помощи табл. 12.2 и 12.3 определяют пределы текучести и длительной прочности материала и принимают из них наименьший.

Таблица 12.2

Предел текучести сталей σт, МПа

98

2.1.5. Рассчитывают допустимые напряжения σд, МПа, по выраже-

2.2. Расчет прочности труб.

Расчет прочности труб сводится к определению толщины их стенок. Толщина стенки трубы, подверженной внутреннему давлению δт, мм, должна быть не менее найденной по формуле:

где Р — расчетное давление, МПа, принимаемое равным 1,05Рк для испарительных труб и труб пароперегревателя; Рк + (0,1—0,2) для труб экономайзеров и утилизационных котлов; d — наружный диаметр труб, мм; С — прибавка к расчетной толщине стенки трубы, равная 1 для δт ≤ 30 мм и 0 для δт > 30 мм, учитывающая утонение стенки в процессе эксплуатации.

Толщина стенки дымогарной трубы газотрубного котла, находящейся под наружным давлением, мм, равна

Расчетная толщина стенки трубы округляется до ближайшего большего размера, выбранного из стандартного ряда: 2,5; 2,8; 3,0; 4,0; 4,4 мм.

2.3. Расчет прочности стенок коллекторов.

Толщины цилиндрических стенок обечайки и трубной доски коллектора δк, мм, рассчитываются по формуле

где D — наружный диаметр коллектора, мм; ϕ — коэффициент прочности, учитывающий снижение прочности обечайки или трубной доски коллектора при наличии на них отверстий и сварных швов.

Величина коэффициента прочности ϕ цилиндрических стенок, ослабленных отверстиями одинакового диаметра, рис. 12.1, принимается равной наименьшей из трех:

— коэффициента прочности стенок, ослабленных продольным рядом или коридорным полем отверстий с одинаковым шагом

— приведенному к продольному направлению коэффициенту прочности стенок, ослабленных поперечным рядом или полем отверстий с оди-

99

наковым шагом

ϕ = 2

S2

— приведенному к продольному направлению коэффициенту прочности стенок, ослабленных полем отверстий, расположенных в шахматном порядке и с равномерным расположением отверстий, определенному по формуле:

где k — коэффициент, значения которого зависят от отношения 2S2/S1

Если в цилиндрических стенках имеются отверстия с различными диаметрами, то в выражения для определения ϕ вместо d необходимо подставить среднее арифметическое диаметров двух наибольших отверстий, расположенных рядом. При неравномерном шаге отверстий равного диаметра в формулах для определения ϕ необходимо использовать наименьшие значения S1, S2, S2′.

В коллекторах большого размера для уменьшения массы трубные доски и обечайки изготавливаются отдельно. В этом случае расчет толщин обечайки и трубной доски производят раздельно. Независимо от его результатов, толщина трубной доски должна быть не менее 10 мм в случае крепления труб сваркой и не менее 12 мм при вальцовке.

100

Рис. 12.1. К определению коэффициента прочности

2.4. Расчет прочности днищ коллекторов.

Наиболее распространены днища выпуклой эллиптической формы, рис. 12.2. Они сложнее в изготовлении, чем плоские, но лучше выдерживают внутреннее давление.

Рис. 12.2. К расчету прочности эллиптического днища

Принятые конструктивные размеры днища должны удовлетворять следующим требованиям:

H ≥ 0,18D; h1 > σдD ; d < 0,65D; δд < 0,1D; Rв < D.

Толщина стенки выпуклого днища δд, мм, определяется по выражению

где у — фактор формы днища, зависящий от величины соотношения d/ Dδд , (где

d — больший размер неукрепленного выреза в мм). Величина у определяется по табл. 12.5.

Минимальная толщина днища во всех случаях должна быть принята не менее 5 мм.

2.5. Плоские днища и крышки.

Толщина плоских днищ и крышек (лазов) δл, мм, не подкрепленных связями, должна быть не менее определенной по формуле

где D1 — расчетный диаметр, равный диаметру центра уплотнительного бурта (канавки) или расстоянию между центрами крепежных отверстий, мм (рис. 12.3). Для прямоугольных и овальных крышек он равен, мм:

101

D1 = b 2 /(1+ (a / b)2 ),

здесь а и b — наибольшая и наименьшая стороны лаза, мм; Р — расчетное давление, МПа; С — прибавка к расчетной толщине, равная 1 мм при δл ≤ 30 мм и 0 при δл > 30 мм; К — коэффициент, определяемый по табл. 12.6.

*DL — диаметр окружности крепежных болтов, мм.

Рис. 12.3. К расчету плоской крышки

3.РАСЧЕТ ПРОЧНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ ГАЗОТРУБНЫХ КОТЛОВ

3.1.Жаровые трубы.

Толщина гладких цилиндрических стенок с жесткими элементами и без них, в том числе гладких жаровых труб, должна быть не менее определенной по формуле, мм:

ний диаметр, мм; С1 — прибавка к расчетной толщине, мм; l — расчетная длина цилиндрической части между жесткими элементами, мм.

Толщина гладкой жаровой трубы должна быть не менее 7 и не более 20 мм. Жаровые трубы длиной до 1 400 мм, как правило, выполняются без колец жесткости.

3.2. Длинные и короткие связи.

102

Площадь поперечного сечения длинных и коротких связей и связных труб должна быть, мм2, не менее определенной по формуле:

где fs — наибольшая площадь поверхности подкрепляемой стенки, приходящаяся на одну связь и ограничиваемая линиями, проходящими под прямым углом через середины линий, соединяющие центр связи с соседними укрепленными точками (связями), мм2; α — угол между связью и стенкой ее закрепления, град.

3.3. Стенки, подкрепленные связями.

Толщина плоских стенок, подкрепленных связями или связными трубами, мм, должна быть не менее определенной по формуле:

где k — коэффициент, величина которого лежит в пределах 0,35—0,5. Для котлов типа КВА (КГВ) коэффициент k = 0,42; Dс — условный расчетный диаметр (диаметр наибольшей окружности, которую можно провести через центры трех связей или которая пройдет через центры связей и коснется окружности начала отбортовки днища), мм.

4.МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ И СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

Впроцессе выполнения практического занятия необходимо определить толщину стенки: 1. испарительной трубки, 2. водяного коллектора,

3.пароводяного коллектора, 4. эллиптического днища с лазом, 5. крышки лаза. В отчете необходимо представить исходные данные и схемы к расчету, результаты расчетов.

5. ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

Варианты заданий представлены в табл. 12.7.

103

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Назовите основные марки сталей, используемых в котлостроении, перечислите требования к ним.

2.Охарактеризуйте условия работы материалов, используемых для изготовления элементов котлов. Сформулируйте основные требования к стали для обеспечения надежной и длительной работы СКУ.

3.Перечислите основные прочностные характеристики сталей, укажите, в соответствии с какими критериями производится выбор материалов для различных элементов котлов?

4.Поясните методику выбора допускаемых напряжений и величин коэффициентов запаса прочности.

5.Поясните методику расчета прочности цилиндрических элементов.

6.Какие конструктивные и эксплуатационные факторы оказывают влияние на прочность элементов котлов?

104