Нормы расчета на прочность стационарных котлов и трубопроводов пара и горячей воды (стр. 20 )

Таблица 6.2

#G0Символ	Название	Единица измерения
r	Внутренний радиус расчетной кольцевой пластины	мм
r	Наружный радиус расчетной кольцевой пластины	мм
s	Толщина расчетной кольцевой пластины, равная номинальной толщине стенки трубной решетки	мм
А	Безразмерный коэффициент заделки расчетной кольцевой пластины, применяемый при расчете на температурные расширения связей	мм

6.2.4. Обозначения расчетной нагрузки и деформации, а также физические константы металла рассматриваемых элементов представлены в табл. 6.3.

Таблица 6.3

#G0Символ	Название	Единица измерения
р	Расчетное давление, равное давлению среды в межтрубном пространстве	МПа
w	Смещение внутренней кромки расчетной пластины относительно ее наружной кромки при температурных расширениях продольных связей, соответствующих этим кромкам	мм
Е	Модуль продольной упругости при расчетной температуре	МПа
т	Модуль поперечной упругости
[]	Номинальное допускаемое напряжение при расчетной температуре	МПа

6.3. Расчетная температура

6.3.1. Область применения

6.3.1.1. Температура металла трубной решетки и связей определяется на основании уравнений теплопередачи и данных теплового расчета котла, который производится в соответствии с нормами теплового расчета.

6.3.1.2. Формулы и графики для определения средних и максимальных температур металла трубной решетки получены для труб D х s = 32 х 3 и 50 х 3 мм с разбивкой отверстий по треугольнику. Для других диаметров вводится поправочный коэффициент на диаметр труб.

6.3.1.3. Расчетная и максимальная температуры металла трубной решетки определяются для безнакипного режима работы котла.

При наличии накипи вычисленные согласно п. 6.3.4 значения температур должны быть увеличены на 40 %.

6.3.1.4. Расчетная и максимальная температуры металла труб поверхностей нагрева определяются с учетом накипи согласно п. 6.3.3.

6.3.2. Условные обозначения

При определении температурного состояния плоских днищ используются следующие параметры, представленные в табл. 6.4.

Таблица 6.4

#G0Символ	Название	Единица измерения
1	2	3
D	Hаружный диаметр трубы	мм
Bi	Критерий Био	-
K	Поправочный коэффициент на диаметр трубы	-
K	Поправочный коэффициент, учитывающий шаг между трубами	-
	Коэффициент теплоотдачи	Вт/(м·К)
	Отношение наружного диаметра трубы к внутреннему диаметру	-
	Коэффициент теплопроводности	Вт/(м·К)
	Коэффициент теплопроводности накипи	Вт/(м·К)
	Безразмерная температура	-
s	Толщина стенки трубы	мм
s	Толщина накипи	мм
q	Средний тепловой поток через рассматриваемую поверхность нагрева	Вт/м
t	Температура насыщения	°С

6.3.3. Температура металла труб поверхностей нагрева

6.3.3.1. За расчетную температуру принимается средняя температура стенки трубы.

6.3.3.2. Расчетная температура стенки трубы определяется по формуле

где q и определяются из теплового расчета котла;

= 1,163 Вт/(м·К);

s = 0,5 мм (при нормальных условиях эксплуатации);

s = 1,5 мм (при нарушении нормальных условий эксплуатации).

6.3.3.3. Максимальная температура стенки трубы

6.3.3.4. Температура металла корпуса и сплошных анкерных тяг принимается равной температуре насыщения.

6.3.4. Температура металла трубной решетки

6.3.4.1. За расчетную температуру металла трубной решетки принимается среднеарифметическое значение температур наружной и внутренней поверхностей плоского днища.

6.3.4.2. Расчетная температура t трубной решетки определяется по формуле

где К = 1 - для труб диаметром D = 32 мм;

К = 0,875 - для труб диаметром D = 50 мм;

К = 0,8 - для труб диаметром D = 60 мм.

Величины К и определяются по рис. 6.2. и 6.3.

Рис. 6.2

Критерий Био для трубной решетки определяется по формуле

Критерий Био для трубы определяется по формуле

6.3.4.3. Внутренняя поверхность трубы в сечении входа газов имеет максимальную температуру.

Рис. 6.3

6.3.4.4. Максимальная температура трубной решетки равна

где значение находим по рис. 6.4.

6.3.4.5. При наличии изоляции расчет средней температуры и максимальной температуры t производится согласно пп. 6.3.4.2 и 6.3.4.4, в которых и определяются по рис. 6.3 и 6.4 при Bi = 0.

Рис. 6.4

6.3.4.6. При наличии выступающих в газовый объем концов труб высотой h максимальная температура трубной решетки определяется по формуле

где находим по рис. 6.5;

К, К определяются согласно п. 6.3.4.2.

Рис. 6.5

6.3.4.7. Расчетная температура t трубной решетки при наличии выступающих в газовый объем концов труб определяется по формуле

где находим по рис. 6.6.

6.3.4.8. Максимальные температуры стенок, вычисленные согласно пп. 6.3.3.3, 6.3.4.4, 6.3.4.6, сравниваются с предельно допустимой температурой для выбранной марки стали, установленной Правилами устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов.

6.3.4.9. Если при определении расчетных температур стенок трубной решетки температура окажется ниже температуры среды, то в этом случае принимается температура среды.

Рис. 6.6

6.3.5. Температура металла жаровой трубы и огневой поворотной камеры

6.3.5.1. За расчетную температуру принимается средняя температура стенки, вычисляемая по следующим приближенным формулам:

для гладких жаровых труб t = t + 4s + 30 °С,

для волнистых жаровых труб t = t +5s + 30 °C,

для огневой поворотной камеры t = t + 3s + 20 °С.

В топках, работающих на газообразном или жидком топливе, не допускается превышать тепловую нагрузку жаровой трубы:

теплонапряжение сечения топки q = 250 кВт/м;

теплонапряжение топочного объема q = 1000 кВт/м.

6.3.5.2. Вычисленные согласно пп. 6.3.3, 6.3.4 и 6.3.5 расчетные температуры металла труб и трубной решетки используются для определения допускаемого напряжения [] согласно разделу 2 Норм.

6.4. Выбор основных размеров трубной решетки, днищ, обечаек и труб

6.4.1. Условные обозначения

6.4.1.1. В формулах для расчета трубных решеток приняты обозначения, представленные в табл. 6.5.

Таблица 6.5

#G0Символ	Название	Единица измерения
1	2	3
D	Внутренний диаметр жаровой трубы (для конической трубы средний внутренний диаметр, для волнистой трубы наименьший внутренний диаметр)	мм
D	Наружный диаметр жаровой трубы	мм
D	Внутренний диаметр корпуса или отбортовки днища	мм
L	Длина жаровой трубы или расстояние между соседними кольцами жесткости	мм
R	Внутренний радиус сферической части днища	мм
l	Расстояние между центрами соседних связей в одном ряду	мм
l	Расстояние между рядами связей	мм
t, t	Расстояние между центрами связей при неравномерном их расположении	мм
d	Диаметр наибольшей окружности, которая может быть вписана по центрам связей, расположенных на стенке	мм
d	Диаметр отверстия в трубной решетке для анкерной связи или анкерной трубы	мм
c	Прибавка к расчетной толщине стенки	мм
t, t	Максимальная для данного режима работы котла средняя по длине и толщине стенки температура металла продольных связей, соответствующих внутренней и наружной кромкам расчетной кольцевой пластины	°С
,	Коэффициент линейного расширения металла этих же продольных связей в диапазоне температуры 20 °С - t	1/°С
L	Расчетная длина продольных связей, равная половине расстояния между трубными решетками	мм
t	Средняя температура металла трубной решетки	°С
s	Изгибное напряжение в трубной решетке	МПа

6.4.2. Расчет плоских стенок и трубной решетки