6.3.4具有下列情况之一者,允许管束区域不装拉撑管:
a.烟气单回程且管束区域的面积不超过0.65m;
b.烟管与管板的连接采用焊接型式,此时,管束区域最上及最下管排以及相邻两回程管束之间的两侧管排应装拉撑管,并按此拉撑管画假想圆.
6.3.5胀接管子直径不超过51mm时,管板厚度不应小于12mm,胀接管子直径超过51mm时,管板厚度不应小于14mm.
6.3.6胀接管板孔桥(节距减去孔径)不应小于0.125d+12.5mm.
6.3.7管孔中心至扳边起点的距离不应小于0.8d,且不小于0.5d+12mm.
6.3.8对于与800@以上烟气接触的管板,焊接连接的烟管或拉撑管,在焊接之前,应采取消除间隙的措施(如预胀等).
6.3.9对于火箱管板,当火箱顶板用横梁加固时(图27),还应按下列公式校核横向孔桥的抗压强度:
(公式47和48见1305页)
对于壁厚,应取式(43)及(47)计算的较大值,最高允许工作压力取(44)及(48)计算的较小值.
6.4有加固横梁的火箱顶板
6.4.1有加固横梁的火箱顶板,其最小需要壁厚及最高允许工作压力按式(43)及(44)计算.
6.4.2假想圆直径(字母见1305页)按以下规定确定:
a.当横梁有水通道时(图27a)
(公式49见1306页)
式中:M=m+SH
b.当横梁无水通道时(图27b)
(公式50见1306页)
6.4.3系数K按表11确定.如果在全部焊接之后进行消除应力的热处理,则K值可比表11给出的值减小10%.
表11有加固横梁火箱顶板的系数K
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结 构 型 式 │ K
─────────────┼────
有 水 通 道 │0.46
─────────────┼────
无 水 通 道 │0.56
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6.4.4如火箱顶板是扳边的,则板边内半径不应小于壁厚,且至少为25mm.
6.5立式冲天管锅炉的平封头和平炉胆顶
6.5.1立式冲天管锅炉的平封头和平炉胆顶,其最小需要壁厚和最高允许工作压力按式(43)和(44)计算.
6.5.2假想圆直径(字母见1307页)按以下规定确定:
a.仅靠冲天管支撑时,(字母见1307页)取与支点线(按6.2.5款原则确定)相切所画出的切圆的直径.
b.装有拉撑件时,(字母见1307页)取通过三个支撑点所画出的圆中最大圆的直径.
6.5.3系数K按表12确定.如果在全部焊接之后进行消除应力的热处理,则K值可比表12给出的值减小10%.
表12冲天管锅炉平封头及平炉胆顶的系数K
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结 构 型 式│工作条件 │ K
────────┼───────┼──────────
│ 与火焰接触 │ 0.56
仅靠冲天管支撑├───────┼──────────
│不与火焰接触 │ 0.52
────────┼───────┴──────────
装有拉撑件 │K取各支撑点相应值(表8)的平均值
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注:"火焰"系指800@以上的高温烟气.
6.5.4平封头或平炉胆顶的外缘扳边内半径不应小于二倍壁厚,且至少应为38mm,内缘扳边(与冲天管相接)内半径不应小于壁厚,且至少应为25mm.
6.6立式多横火管(考克兰)锅炉的管板和弓形板
6.6.1立式多横火管锅炉的管板,其最小需要壁厚和最高允许工作压力除按6.3条的规定计算外,还应按下列公式校核最外侧垂直管排的强度:
(公式51和52见1308页)
式中:D──假想直径,即最外侧管排中心线与管板壁中线的交点至锅壳中心线之间的距离的两倍,mm;
前管板 D=2L1(图28)
后管板 D=2L2 (图28)
(字母见1308页) ──最外侧垂直管排的孔桥减弱系数.
(公式53见1308页)
对于壁厚应取式(43)及(51)计算的较大值,最高使用压力应取式(44)及(52)计算的较小值.
6.6.2立式多横火管锅炉管板最外侧垂直管排中每隔一根普通烟管应装拉撑管.
立式多横火管锅炉管板的其他结构要求应按6.3.4至6.3.8款规定. 6.6.3管板的弓形板应按下式计算出的Z值确定角撑板的数目:
(公式54见1308页)
式中:E──由锅壳内壁至管板外壁的弓形板最大尺寸(图28),mm.
对于后管板(燃烧室管板),角撑板最少应为:
Z〉250000 1块
Z〉350000 2块
Z〉420000 3块
对于前管板(烟箱管板),角撑板最少应为:
Z〉250000 1块
Z〉470000 2块
角撑板厚度至少应为12mm.
7 拉撑件和加固的计算
7.1符号说明
本章所用符号的意义和单位如下:
fmin──拉撑件的最小需要截面积,cm;
f──拉撑件的取用截面积或实际测量截面积,cm;
P──设计压力(表压),kgf/mm2
〖P〗──最高允许工作压力(表压),kgf/cm;
〖σ〗──许用应力,kgf/mm;
L──呼吸空位,mm;
A──拉撑件所支撑的面积,cm;
S──平板壁厚,mm;
S1 ──拉撑管壁厚,mm;
Sb ──角撑板厚度,mm;
SHmin ──横梁的最小需要厚度,mm;
SH ──横梁的取用厚度或实际测量厚度,mm;
Dw ──炉胆外直径,mm;
d──拉杆直径,mm;
──拉撑管外直径,mm;
a──斜拉杆或角撑板与平板的夹角,度;
Δ──焊脚长度,mm;
e──焊缝高度,mm;
Lh──焊缝长度,mm;
──焊缝系数;
σb──材料在20@的抗拉强度,kgf/mm;
KH ──系数.
7.2呼吸空位
7.2.1对于用角撑板支撑的平板,在炉胆及烟管管束周围的平板上,应留有足够尺寸的呼吸空位,以防止产生过大的温度应力.
7.2.2双火筒卧式内燃锅炉平炉胆上方的吸呼空位尺寸L(图29)如表13所示.
表13双火筒卧式内燃锅炉平炉胆上方的呼吸空位 mm
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平板壁厚 │12 │14 │16 │18 │20 │〉20
──────┼───┼───┼───┼───┼───┼────
呼吸空位L │225 │280 │305 │330 │330 │340
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平炉胆下方的呼吸空位,可取表13给出尺寸的一半.
7.2.3单火筒卧式内燃锅炉平炉胆周围的呼吸空位线按图30确定,图中:
a.(见1311页)=3S+63.5mm;
b.以O为中心,以R=见1312页)为半径,画出圆线,这就是呼吸空位线;即平炉胆正上方的呼吸空位尺寸为:
(公式见1312页)
7.2.4波形炉胆的呼吸空位不应小于7.2.2及7.2.3款相应规定值的70%.
7.2.5烟管管束的上下方,应留有不小于100mm宽的呼吸空位(由烟管外壁至角撑板端部的最小距离).
7.3拉撑件所支撑的面积
拉撑件所支撑的面积A等于被拉平板上支撑点中位线所包围的面积.支撑点中位线为距相邻支撑点等距离的连线,可近似取为相邻三个支撑点的切圆中心和相邻两个支撑点的中点的连线,如图31所示.
对于直拉杆、拉撑管或普通烟管,还应将上述画出的面积减去这些元件所占据的面积作为支撑面积A;而对于斜拉杆或角撑板,则不应减去它们所占据的面积. 对于6.3.4款b条所要求的拉撑管,不必计算支撑面积,只要壁厚满足7.4.7款要求即可.
7.4直拉杆和拉撑管
7.4.1直拉杆或拉撑管的最小需要截面积按下式计算:
(公式55见1313页)
7.4.2验算时,最高允许工作压力按下式计算:
(公式56见1314页)
7.4.3直拉杆与平板的连接结构如图24及图32所示.
图24所示结构不得应用于烟温大于800@部位.图32所示结构应用于烟温不大于800@的部位时,拉杆超出焊缝的长度可放大至5mm.
7.4.4平封头直拉杆的直径不应小于25mm.超过5m长的直拉杆,中间应加支点,以防止产生过大挠度.
火箱直拉杆的直径不应小于20mm.
7.4.5拉杆与平板的连接如采用图32c结构时, 应满足下式要求:
(公式57见1317页)
7.4.6拉撑管与平板的连接结构如图33所示,如应用于烟温不大于800@的部位,拉撑管超出焊缝的长度不应超过5mm.
7.4.7拉撑管的壁厚不应小于5mm.
7.5斜拉杆
7.5.1斜拉杆的最小需要截面积按下式计算:
(公式58见1317页)
7.5.2验算时,最高允许工作压力按下式计算:
(公式59见1317页)
7.5.3斜拉杆与平板及锅壳的连接结构如图34所示.插入平板的端头的焊接结构及端头伸出平板长度的要求应符合图32及7.4.3款的要求.
斜拉杆的转角半径r不应小于二倍杆的直径.
斜拉杆与平板的夹角a不应小于60°.
7.5.4斜拉杆与锅壳的连接焊缝高度e对于I型结构应满足下式的要求:
(公式60见1317页)
任何情况下,e不应小于10mm.
对于Ⅱ型结构焊缝高度e取d/4,按式(60)计算焊缝长度Lh.
7.5.5斜拉杆的直径不应小于25mm.
7.5.6斜拉杆不得布置在与800@以上烟气直接接触的锅壳部位.
7.6角撑板
7.6.1角撑板的最小需要截面积和最高允许工作压力按式(58)和(59)计算.
7.6.2角撑板与平板的连接焊缝应为开坡口型,角撑板与锅壳的连接焊缝可为角焊型.焊缝尺寸应满足图35与7.6.3款的要求.
7.6.3焊缝长度Lh应满足以下要求:
开坡口型 (公式61见1320页)
角焊型 (公式62见1320页)
式中: 〖σ〗──角撑板的许用应力.
7.6.4焊缝系数ηh按表14确定.
表14焊缝系数ηb
━━━━━━┯━━━━━┯━━━━━━
热处理 │未消除应力│消除应力
焊缝型式 │应力 │
──────┼─────┼──────
开坡口型 │ 0.60 │ 0.70
──────┼─────┼──────
角 焊 型│ 0.55 │ 0.65
━━━━━━┷━━━━━┷━━━━━━
7.6.5角撑板与平板的夹角a不应小于60°.
7.6.6角撑板厚度不应小于与其相连元件壁厚的80%,且至少应为12mm.
7.6.7角撑板与平板连接的趾部必须加焊一块小横板,其尺寸应满足图36的要求.焊缝高度e不应小于10mm.
7.6.8角撑板不得布置在与800@以上高温烟气直接接触的锅壳部位.
7.7横梁
7.7.1焊接于顶板上的横梁,其最小需要厚度按下式计算:
(公式63见1322页)
式中:L、T、h见图27.
7.7.2验算时,最高允许工作压力按下式计算:
(公式64见1322页)
7.7.3系数KH按以下规定确定:
以钢板制成 KH=31
以铸钢制成 KH=25
8 人孔盖和手孔盖的计算
8.1符号说明
本章所用符号的意义和单位如下:
Smin ──人孔盖或手孔盖的最小需要厚度,mm;
S──人孔盖或手孔盖的取用厚度或实际测量厚度,mm;
a──椭圆孔的长轴,mm;
b──椭圆孔的短轴,mm;
P──设计压力(表压),kgf/cm;
〖P〗 ──最高允许工作压力(表压),kgf/cm;
〖σ〗 ──许用应力,kgf/mm;
K──系数.
8.2 入孔盖和手孔盖
8.2.1平板型人孔盖或手孔盖的最小需要厚度按下式计算:
(公式65见1323页)
8.2.2验算时,平板型人孔盖或手孔盖的最高允许工作压力按下式计算: (公式66见1323页)
8.2.3系数K按表15确定.
表15 系数 K
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b/a │ 1.00 │ 0.75 │ 0.50
─────┼─────┼─────┼─────────
K │ 1.00 │ 1.15 │ 1.30
─────┴─────┴─────┴─────────
注:如b/a介于表中两相邻数值之间,K值可用算术内插法确定.
对于波形盖,8.2.1至8.2.3款中的a与b用波纹中心线的长轴a'与短轴b'代替(图37).
9 下脚圈的计算
9.1符号说明
本章所用符号的意义和单位如下:
Smin ──下脚圈的最小需要壁厚,mm;
S──下脚圈的取用壁厚或实际测量壁厚,mm;
Dn ──锅壳内直径,mm;
dw ──与下脚圈相连接处的炉胆外直径,mm;
P──设计压力(表压),kgf/cm;
〖P〗 ──最高允许工作压力(表压),kgf/cm.
9.2下脚圈
9.2.1立式冲天管锅炉的下脚圈不必进行强度计算,可取其壁厚等于相连炉胆的壁厚.
9.2.2立式无冲天管锅炉的S型下脚圈(图38),其最小需要壁厚按下式计算:
(公式67见1324页)
9.2.3验算时,立式无冲天管锅炉的S型下脚圈,其最高允许工作压力按下式计算:
(公式68见1325页)
9.2.4立式无冲天管锅炉的U型下脚圈(图39),其最小需要壁厚应比按式(67)算出的值增加20%,其最高允许工作压力应为按式(68)算出值的70%.
9.2.5在任何情况下,下脚圈的取用壁厚不应小于8mm.
10 孔的加强计算
10.1符号说明
本章所用符号的意义和单位如下:
──锅壳的内直径,mm;
d──孔的直径、螺纹孔的螺纹外直径、起加强作用的管接头的内直径、扳边孔或加强圈的内直径,mm;
dw──管接头或加强圈的外直径,mm;
〖d〗 ──锅壳上未加强孔的最大允许直径,mm;
〖d〗d ──孔桥加强计算时允许的当量直径,mm;
S──锅壳、凸形封头或平板的取用壁厚,mm;
Sy──锅壳的有效壁厚,mm;
S0 ──强度未减弱的锅壳的理论计算壁厚,mm;
S1 ──管接头或加强圈的取用壁厚,mm;
Sy1 ──管接头或加强圈的有效壁厚,mm;
S01 ──管接头或加强圈的理论计算壁厚,mm;
S2──加强板的厚度,mm;
C──附加壁厚,mm;
h──孔扳边或加强圈的高度,mm;
h1 ──管接头或加强圈的有效加强高度,mm;
B──锅壳或封头的有效加强宽度,mm;
b──加强板的宽度,mm;
(字母见1326页)──锅壳的实际减弱系数;
(字母见1326页)──被加强孔桥在未作加强考虑时的纵向、二倍横向或斜向当量减弱系数; (字母见1327页)──要求提高到的孔桥减弱系数;
t──纵向相邻两孔的节距,mm;
t'──横向相邻两孔的节距,mm;
t''──斜向相邻两孔的节距,mm;
K──斜向孔桥的换算系数;
E──需要加强的面积,mm;
E1──起加强作用的焊缝面积,mm;
E──起加强作用的管接头多余面积,mm;
E──起加强作用的加强板面积,mm;
E4──起加强作用的锅壳多余面积,mm;
Eg──起加强