Тепловой расчет парового котла БКЗ-75-39

Расчет толщины стенки экранной трубы

Исходные данные:

· давление в барабане котла: ;

· температура насыщения в барабане котла: ;

· наружный диаметр и толщина стенки трубы: .

Экранная труба является обогреваемым элементом парового котла. Расчет проводим по правилам устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов.

Гидростатический напор при расчете экранной трубы не учитываем.

Материал трубы выбирается по расчетному давлению и средней температуре стенки.

Средняя температура стенки:

.

Разность температур по нормативному методу (между и ) .

По этим данным выбираем материал трубы: легированная сталь марки 15ГС

Нормативная документация:

· на трубы: ТУ 14-3-460-75;

· на сталь: ТУ 14-3-460-75.

Предельные параметры:

· давление: не ограничено;

· температура: .

Номинальные допускающие напряжения выбираем по [3] для выбранной марки стали, расчетной температуры, и наработки часов:

.

Определяем расчетную толщину стенки:

,

где - избыточное давление с учетом статического давления;

- наружный диаметр трубы;

- коэффициент прочности, принимаем ;

- допускаемые номинальные напряжения.

Прибавки составят:

- технологическая прибавка, выбираем по нормативной документации на лист как минусовый допуск на толщину листа(5% от S):

;

- технологическая прибавка, учитывает утонение стенки от деформации в процессе производства

;

- эксплуатационная прибавка, которая учитывает коррозионный износ внутренней стенки в условиях эксплуатации; для тубы с диаметром 60мм внутри которой пароводяная смесь :

;

- эксплуатационная прибавка, учитывающая коррозионный износ наружной стенки; для обогреваемых деталей принимается в зависимости от соотношения между допустимой предельной температурой (в данном случае 450) и расчётной температурой внешней поверхности трубы(344)

.

Сумма прибавок составит:

.

Определяем толщину стенки:

.

Принимаем толщину стенки из стандартного типа ряда: .

Расчет толщины стенки трубы пароперегревателя

Исходные данные:

· давление на входе в пароперегреватель: ;

· температура перегретого пара: ;

· температура загрязненной стенки трубы: ;

· наружный диаметр и толщина стенки трубы: ;

Труба пароперегревателя является обогреваемым элементом парового котла. Расчет проводим по правилам устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов.

Материал трубы выбирается по расчетному давлению и средней температуре стенки.

Средняя температура стенки:

.

По этим данным выбираем материал трубы: марка стали 12Х1МФ.

Нормативная документация:

· на трубы: ТУ 14-3-460-75;

· на сталь: ТУ 14-3-460-75.

Предельные параметры:

· давление: не ограничено;

· температура: .

Номинальные допускающие напряжения выбираем по [3] для выбранной марки стали, расчетной температуры, и наработки часов:

.

Определяем расчетную толщину стенки:

,

где - избыточное давление с учетом статического давления;

- наружный диаметр трубы;

- коэффициент прочности, принимаем ;

- допускаемые номинальные напряжения.

Прибавки составят:

; ; ; .

Сумма прибавок составит:

.

Определяем толщину стенки:

.

Принимаем толщину стенки из стандартного типа ряда: .

Расчет толщины стенки трубы экономайзера

Исходные данные:

· давление на входе в экономайзер: ;

· температура воды на выходе из экономайзера: ;

· наружный диаметр и толщина стенки трубы: .

Труба экономайзера является обогреваемым элементом парового котла. Расчет проводим по правилам устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов.

Материал трубы выбирается по расчетному давлению и средней температуре стенки.

Температура стенки:

.

По этим данным выбираем материал трубы: марка стали 20.

Нормативная документация:

· на трубы: ТУ 14-3-460-75;

· на сталь: ТУ 14-3-460-75.

Предельные параметры:

· давление: не ограничено;

· температура: .

Номинальные допускающие напряжения выбираем по [3] для выбранной марки стали, расчетной температуры, и наработки часов:

.

Определяем расчетную толщину стенки:

,

где - избыточное давление с учетом статического давления;

- наружный диаметр трубы;

- коэффициент прочности, принимаем ;

- допускаемые номинальные напряжения.

Прибавки составят:

; ; ; .

Сумма прибавок составит:

.

Определяем толщину стенки:

.

Принимаем толщину стенки из стандартного типа ряда: .

Расчет на прочность коллектора экранных труб

Исходные данные.

· давление в барабане котла: ;

· температура насыщения в барабане котла: ;

· наружный диаметр и толщина стенки трубы: .

Коллектор ослаблен рядом труб установленных в шахматном порядке, трубы размером , установлены с шагом

Коллектор экранных труб является необогреваемым элементом парового котла. Расчет проводим по Правилам устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов.

Т.к. деталь необогреваемая, то расчётная температура стенки равна температуре среды

.

Расчётное давление равно избыточному давлению в коллекторе ,

где

- статическое давление создаваемое столбом жидкости в опускных трубах - т.к. высота котла составляет метров.

По этим данным выбираем материал трубы: марка стали 20.

Нормативная документация:

· на трубы: ТУ 14-3-460-75;

· на сталь: ТУ 14-3-460-75.

Предельные параметры:

· давление: не ограничено;

· температура: .

Номинальные допускающие напряжения выбираем по [3] для выбранной марки стали, расчетной температуры, и наработки часов:

.

Определяем расчетную толщину стенки:

,

где - избыточное давление с учетом статического давления;

- наружный диаметр трубы;

- допускаемые номинальные напряжения.

- коэффициент прочности, рассчитываемый по следующему соотношению:

.

Прибавки составят:

; ; ; .

Сумма прибавок составит:

.

Определяем толщину стенки:

.

Принимаем толщину стенки из стандартного типа ряда: .

Расчет днища коллектора экранных труб

Толщина стенки плоского глухого днища рассчитывается по формуле:

,

где - коэффициент, учитывающий способ соединения плоского днища к коллектору, принимаем, что ;

- вспомогательный коэффициент, который определяется по номограмме . Тогда .

- коэффициент прочности, , т.к. днище глухое;

- внутренний диаметр коллектора;

.

- вспомогательный коэффициент, , т.к. днище без отверстия;

Принимаем толщину стенки из стандартного типа ряда: .

Расчет на прочность коллектора труб пароперегревателя

Исходные данные:

· давление перегретого пара: ;

· температура перегретого пара котла: ;

· наружный диаметр и толщина стенки коллектора: .

Коллектор ослаблен рядом труб установленных коридорно, трубы размером , установлены с шагом .

Коллектор является необогреваемым элементом парового котла. Расчет проводим по Правилам устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов.

Т.к. деталь необогреваемая, то расчётная температура стенки равна температуре среды

.

Расчётное давление равно избыточному давлению в коллекторе

Материал коллектора выбираем по расчетному давлению и средней температуре стенки.

Выбираем материал трубы: марка стали 12Х1МФ.

Нормативная документация:

· на трубы: ТУ 14-3-460-75;

· на сталь: ТУ 14-3-460-75.

Предельные параметры:

· давление: не ограничено;

· температура: .

Номинальные допускающие напряжения выбираем по [3] для выбранной марки стали, расчетной температуры, и наработки часов:

.

Определяем расчетную толщину стенки:

,

где - избыточное давление с учетом статического давления;

- наружный диаметр трубы;

- допускаемые номинальные напряжения.

- коэффициент прочности, рассчитываемый по следующему соотношению:

Прибавки составят:

; ; ; .

Сумма прибавок составит:

.

Определяем толщину стенки:

.

Принимаем толщину стенки из стандартного типа ряда: .

Расчет днища коллектора труб пароперегревателя

Толщина стенки плоского глухого днища рассчитывается по формуле:

,

где - коэффициент, учитывающий способ соединения плоского днища к коллектору, принимаем, что ;

- вспомогательный коэффициент, который определяется по номограмме . Тогда .

- коэффициент прочности, , т.к. днище глухое;

- внутренний диаметр коллектора;

.

- вспомогательный коэффициент, , т.к. днище без отверстия;

Принимаем толщину стенки из стандартного типа ряда: .

Расчет на прочность коллектора труб экономайзера

Исходные данные:

· давление питательной воды: ;

· средняя температура питательной воды: ;

· наружный диаметр и толщина стенки коллектора: .

Коллектор ослаблен рядом труб установленных в шахматном порядке, трубы размером , установлены с поперечным шагом и продольным .

Коллектор является необогреваемым элементом парового котла. Расчет проводим по Правилам устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов.

Т.к. деталь необогреваемая, то расчётная температура стенки равна температуре среды

.

Расчётное давление равно избыточному давлению в коллекторе

По этим данным выбираем материал трубы: марка стали 20.

Нормативная документация:

· на трубы: ТУ 14-3-460-75;

· на сталь: ТУ 14-3-460-75.

Предельные параметры:

· давление: не ограничено;

· температура: .

Номинальные допускающие напряжения выбираем по [3] для выбранной марки стали, расчетной температуры, и наработки часов:

.

Определяем расчетную толщину стенки:

,

где - избыточное давление с учетом статического давления;

- наружный диаметр трубы;

- допускаемые номинальные напряжения.

- коэффициент прочности, рассчитываемый по следующему соотношению:

.

где - поперечный шаг установки труб;

- продольный шаг установки труб.

Прибавки составят:

; ; ; .

Сумма прибавок составит:

.

Определяем толщину стенки:

.

Принимаем толщину стенки из стандартного типа ряда: .

Расчет днища коллектора труб экономайзера

Толщина стенки плоского глухого днища рассчитывается по формуле:

,

где - коэффициент, учитывающий способ соединения плоского днища к коллектору, принимаем, что ;

- вспомогательный коэффициент, который определяется по номограмме . Тогда .

- коэффициент прочности, , т.к. днище глухое;

- внутренний диаметр коллектора;

.

- вспомогательный коэффициент, , т.к. днище без отверстия;

Принимаем толщину стенки из стандартного типа ряда: .

Выводы

В данной работе я закрепила навыки по расчёту на прочность основных элементов котлов: барабана, труб поверхностей нагрева, коллекторов труб поверхностей нагрева и днищ коллекторов, работающих под избыточным давлением. Научилась выбирать конструкционный материал по Правилам устройства и безопасной эксплуатации, а также ознакомилась с факторами, которые определяют работоспособность элементов энергетического оборудования.