1、DHFS7551129450150吊杆强度计算DHFS75-5.29-450-150循环流化床高效洁净燃烧锅炉吊杆强度计算书编制： 校对： 审核： 王爽江 苏 大 学二一三年六月序号名 称符号单位计算公式或来源结 果一、锅炉规范及锅筒、集箱强度计算1额定工作压力PeMPa设计参数,表压 5.292最大流量时锅筒至锅炉出口压力降PzMPa取过热器阻力为0.1Pe0.5293液柱静压力PszMPa无04锅筒工作压力PgMPaPg=Pe+Pz+Psz5.8195安全阀始启压力与额定压力差PaMPa取为0.04Pe0.21166锅筒计算压力PMPaP=Pg+Pa6.03067锅筒筒体材料取用20g8锅
2、筒介质饱和温度tb按P+0.1查汽水性质表277.0329集箱工作压力PgMPa取同锅筒筒体5.81910安全阀始启压力与额定压力差PaMPaPe3.82MPa, 取为0.05Pe0.264511集箱计算压力PMPaP=Pg+Pa6.083512集箱材料取用20g13集箱工作温度tj介质为饱和蒸汽, 按P+0.1查汽水性质表277.597二、吊杆强度计算2.1 锅筒U形吊杆2.1.1 吊杆设计参数1吊杆圆钢公称直径dbmm结构参数702吊杆数量n设计选用23材 料设计选用20(GB699)4炉顶环境温度ta锅筒无密封罩壳1005锅筒介质温度tf取强度计算数值, 锅筒工作压力下的介质饱和温度27
3、8.856螺纹端吊杆计算温度tl取20207吊杆计算温度tt=(tf+tl)/2149.4258吊杆设计温度ts取值大于吊杆计算温度3009吊杆许用拉应力N/mm2按设计温度300, 查附表A2962.1.2 吊杆载荷10锅筒、锅内及下降管重量t27.011锅筒内部管路重t1.012锅筒保温及护板重t3.013锅筒及下降管介质重t16.014吊杆自重t0.6515永久载荷F1NF1=10009.8(27.0+1.0+3.0+16.0+0.65)46697016荷载统计修正系数1对锅筒吊杆装置1.1017荷载分配不均匀系数2对锅筒单U形吊杆1.0018计算荷载修正系数=121.1019吊杆总载荷
4、FNF=F151366720每根吊杆计算载荷FcNFc=F/(2n)128416.752.1.3 吊杆强度校核21线膨胀系数mm/(mm)按额定工况介质温度, 查附表A812.6010-622温升tt=t-20258.8523吊点至锅筒对称中心线的距离l1mm结构设计参数290024吊点在x方向的位移（锅筒中心线方向）xmmx=l1t9.4625锅筒轴线至锅炉膨胀中心的水平距离l2mm取为炉膛中心线至锅筒轴线的水平距离447026吊点在y方向的位移ymmy=l2t14.5827合位移mm=(x2+y2)0.517.3828螺纹公称直径dmm结构参数6829螺距pmm结构参数430螺纹有效直径d
5、emmde=d-0.9382p64.2531吊杆螺纹端计算截面积Asmm2As=de2/43241.8932吊杆螺纹端拉应力t,s,UN/mm2t,s,U=Fc/As39.6133吊杆螺纹端弯矩Ms,UNmmMs,U=Fc/21115941.5634吊杆螺纹端截面系数Wsmm3Ws=de3/3226035.3035吊杆螺纹端弯曲应力M,s,UN/mm2M,s,U=Ms,U/Ws42.8636吊杆锅筒端拉应力t,d,UN/mm2t,d,U=4Fc/(db2)33.3837吊杆圆钢端弯矩Md,UNmmMd,U=Fc/21115941.5638吊杆圆钢端截面系数Wbmm3Wb=db3/3233656
6、.8839吊杆圆钢端弯曲应力M,d,UN/mm2M,d,U=Md,U/Wb33.16结论U形吊杆螺纹端应力满足t,s,U, 1.67t,s,U+M,s,U1.25, 以及吊杆圆钢端应力满足t,d,U, 1.67t,d,U+M,d,U1.67, 所以U形吊杆强度合格2.2 集箱水冷壁吊杆2.2.1 吊杆设计参数1吊杆圆钢公称直径dbmm结构参数2吊杆数量n设计选用3材 料设计选用4吊杆计算长度lhamm结构参数5炉顶环境温度ta集箱密封罩壳外, 取1006集箱介质温度tf取强度计算数值, 该集箱工作温度278.857计算温度附加值t查表6-2, 炉膛上部炉顶时, t取40508吊杆计算温度ttf
7、ta, 故查表6-1, 通过绝热管束靠近集箱管束或连接管时, t=tf-100+t9弹性模量EN/mm2查附表A510吊杆许用拉应力N/mm2查附表A22.2.2 吊杆载荷11吊杆承重的炉膛水冷壁t12炉内绝热层和门类重量t13集箱水冷壁内部管路重t14炉膛保温及护板重t15炉膛异型砖重量t16集箱水冷壁介质重t17钢性梁重量以及吊杆自重t18燃烧装置以及绝热层重量t19二次风管路重量t布置在炉膛左右两侧墙上20点火燃烧器t布置在炉膛后墙上21永久载荷F1N22偶然载荷F2N23荷载统计修正系数1对普通吊杆装置24荷载分配不均匀系数2对膜式壁管屏集箱25计算荷载修正系数=1226吊杆总载荷FN
8、F=F127每根吊杆计算载荷FcNFc=F/n2.2.3 吊杆强度校核28吊点在x方向的位移xmm29吊点在y方向的位移ymm30合位移mm=(x2+y2)0.531螺纹公称直径dmm结构参数32螺距pmm结构参数33螺纹有效直径demmde=d-0.9382p34吊杆螺纹端计算截面积Asmm2As=de2/435吊杆螺纹端拉应力t,sN/mm2t,s=Fc/As36吊杆圆钢端拉应力t,bN/mm2t,b=4Fc/(db2)37吊杆圆钢端弯曲应力M,bN/mm2M,b=3dbE/lha238组合应力系数K查表17, 按碳钢计算温度340, 得K1.67, K取为1.67结论判断应力是否满足t,
9、s, t,b, 以及t,b+M,bK2.2.4 各集箱水冷壁吊杆计算汇总序号名 称前墙水冷壁前上集箱中上集箱后墙水冷壁后上集箱左侧、右侧上集箱1吊杆圆钢公称直径5850505058582吊杆数量5555553材 料20(GB699)20(GB699)20(GB699)20(GB699)20(GB699)20(GB699)4吊杆计算长度6207572757274174572747855炉顶环境温度1001001001001001006集箱介质温度278.85278.85278.85278.85278.85278.857计算温度附加值5050505050508吊杆计算温度228.85228.852
10、28.85228.85228.85228.859弹性模量16600016600016600016600016600016600010吊杆许用拉应力11011011011011011011吊杆承重的炉膛水冷壁（含介质重）21.1 5.285.28 10.5510.5526.88 12炉内绝热层和门类重量16.40 5.0 02.52.515.0 13集箱内部管路重（含介质重）1.00.50.50.50.51.014炉膛保温及护板重17.0 4.00018.018.015炉膛异型砖重量0016.08.08.0016钢性梁重量以及吊杆自重1.70.60.60.480.61.717燃烧装置以及绝热层重
11、量2.50002.52.518二次风管路重量00001.01.019点火燃烧器00002.0020永久载荷58506015072421932421589444737064758421荷载统计修正系数1.051.051.051.051.051.0522荷载分配不均匀系数1.201.201.201.201.201.2023计算荷载修正系数1.261.261.261.261.261.2624吊杆总载荷737175.6189912.2276348.2272026.4563686.2815955.825每根吊杆计算载荷147435.137982.455269.654405.3112737.2163191
12、.226吊点在x方向的位移44444427吊点在y方向的位移44444428合位移5.665.665.665.665.665.6629螺纹公称直径56484848565630螺距44444431螺纹有效直径52.2544.2544.2544.2552.2552.2532吊杆螺纹端计算截面积2143.101537.081537.081537.082143.102143.1033吊杆螺纹端拉应力68.8024.7135.9635.4052.6076.1534吊杆圆钢端拉应力55.8319.3528.1627.7242.6961.8035吊杆圆钢端弯曲应力4.244.304.308.094.987.
13、1436组合应力系数1.671.671.671.671.671.6737t,b+M,b60.0723.6532.4635.8147.6768.9438K183.7183.7183.7183.7183.7183.7结论以上应力满足t,s, t,b, 以及t,b+M,bK, 所以各集箱水冷壁吊杆强度合格三、吊杆相关强度计算3.1 吊杆吊板3.1.1 吊板设计参数1吊板类型吊杆上为双吊板2材 料设计选用3吊板宽度bcmm结构参数4吊板厚度cmm结构参数5孔径dhmm结构参数6销轴直径dpmm结构参数7计算载荷FcN取对应吊杆的计算载荷8炉顶环境温度ta集箱密封罩壳外, 取1009集箱介质温度tf取强
14、度计算数值, 该集箱工作温度278.8510吊板计算温度ti,e位于保温层表面, ti,e=(ta+tf)/211吊板许用拉应力N/mm2查附表A23.1.2 吊板强度校核12吊板计算载荷Fc,cN吊板个数为2,Fc,c=Fc/214吊板的拉应力t,cN/mm2t,c=Fc,c/(c(bc-dh)15销轴对孔的支撑应力e,hN/mm2e,h=Fc,c/(cdp)结论判断吊杆吊板的应力是否满足t,c0.75, 以及e,h1.203.1.3 各吊杆吊板计算汇总序号名 称前墙水冷壁前上集箱中上集箱后墙水冷壁后上集箱左侧、右侧上集箱1材 料20(GB711)20(GB711)20(GB711)20(G
15、B711)20(GB711)20(GB711)2吊板宽度1601601601601601603吊板厚度2020202020204孔径5651515156565销轴直径5550505055556计算载荷147435.137982.4 55269.654405.3112737.2163191.27炉顶环境温度1001001001001001008集箱介质温度278.85278.85278.85278.85278.85278.859吊板计算温度189.425189.425189.425189.425189.425189.42510吊板许用拉应力11011011011011011011吊板计算载荷73
16、717.5618991.2227634.8227202.6456368.6281595.5812吊板的拉应力35.448.7912.7912.5927.1039.2313销轴对孔的支撑应力67.0218.9927.6327.2051.2474.18140.7582.582.582.582.582.582.5151.20132132132132132132结论吊杆吊板的应力满足t,c0.75, 以及e,h1.20, 所以各吊杆吊板强度合格3.2 吊杆端部连接吊耳3.2.1 吊耳设计参数1吊耳类型集箱上为单个方角环向吊耳2材 料设计选用3吊耳宽度b1mm结构参数, 取同吊杆吊板宽度4吊耳厚度1mm
17、结构参数5孔径dhmm结构参数6销轴直径dpmm结构参数7计算载荷FcN取对应吊杆的计算载荷8介质温度tf取强度计算数值, 该集箱或水冷壁的工作温度278.859吊耳计算温度ti,e根据6.5.6条确定10吊耳许用拉应力N/mm2查附表A23.2.2 吊耳强度校核11吊耳计算载荷Fc,1NFc,1=Fc12吊耳的理论计算宽度b1,rmmb1,r=Fc,1/(0.751)+dh13销轴对孔的支撑应力b,hN/mm2b,h=Fc,1/(1dp)结论判断集箱吊耳的宽度是否满足b1b1,r, 以及应力是否满足b,h1.203.2.3 各吊杆端部连接吊耳计算汇总序号名 称前墙水冷壁工字钢吊耳前上集箱上集
18、箱后墙水冷壁工字钢吊耳后上集箱左侧、右侧上集箱1材 料20(GB711)20(GB711)20(GB711)20(GB711)20(GB711)20(GB711)2吊耳宽度2401601602401601603吊耳厚度3030303030304孔径5651515156565销轴直径5550505055556计算载荷147435.137982.455269.654405.3112737.2163191.27介质温度278.85278.85278.85278.85278.85278.858吊耳计算温度189.425278.85278.85189.425278.85278.859吊耳许用拉应力110
19、9999110999910吊耳计算载荷147435.137982.455269.654405.3112737.2163191.211吊耳的理论计算宽度115.5768.0575.8172.98106.61129.2612销轴对孔的支撑应力89.3525.3236.8536.2768.3398.90131.20132118.8118.8132118.8118.8结论集箱吊耳的宽度满足b1b1,r, 以及应力满足b,h1.20, 所以各集箱吊板强度合格3.3 吊耳焊缝3.3.1 吊耳焊缝设计参数1吊耳类型方角环向吊耳2材 料设计选用3吊耳宽度b1mm结构参数4吊耳厚度1mm结构参数5计算载荷FcN
20、取对应吊杆的计算载荷6介质温度tf取强度计算数值, 该集箱或水冷壁的工作温度278.857吊耳计算温度ti根据6.5.6条确定8吊耳许用拉应力N/mm2查附表A23.3.2 吊耳焊缝强度校核9吊耳计算载荷Fc,1NFc,1=Fc10焊缝许用剪切应力uN/mm2u=0.611实际焊缝尺寸Hmm12焊缝实际剪切应力uN/mm2u=Fc,1/(2b1H), 前墙水冷壁连接吊耳为伸入3个吊板各100mm的焊接形式, b1取为3100=300mm结论判断吊耳焊缝剪切应力是否满足uu3.3.3 各吊耳焊缝计算汇总序号名 称前墙水冷壁连接吊耳前上集箱中上集箱后墙水冷壁工字钢吊耳后上集箱左侧、右侧上集箱1材
21、料20(GB711)20(GB711)20(GB711)20(GB711)20(GB711)20(GB711)2吊耳宽度2401601602401601603吊耳厚度3030303030304计算载荷147435.137982.455269.654405.3112737.2163191.25介质温度278.85278.85278.85278.85278.85278.856吊耳计算温度189.425278.85278.85189.425278.85278.857吊耳许用拉应力110999911099998吊耳计算载荷147435.137982.455269.654405.3112737.2163191.29焊缝许用剪切应力6659.459.46659.459.410实际焊缝尺寸81616101616
