Нормы расчета на прочность стационарных котлов и трубопроводов пара и горячей воды (стр. 25 )

2.1. Средние радиальные, окружные и осевые напряжения в расчетных сечениях оребренной трубы определяются по формулам:

сечение 1-2:

сечение 5-6:

2.2. Окружные и осевые напряжения в прямолинейной трубе от действия одностороннего теплового потока T(r, j) определяются по формулам:

точка 1  

точка 2:  

точка 5: 

2.3. Если по условиям закрепления экрана оребренные трубы имеют возможность деформироваться, то напряжения, определенные в п. 2.1, уменьшаются на величину, определяемую термоупругим моментом:

Напряжения от действия термоупругого момента Mzy в расчетных точках оребренной трубы определяются согласно приложению 1.

2.4. Термоупругий момент на вершинах ребер труб, сваренных в мембранный экран, определяется по формуле

где J - угол взаимного поворота вершин ребер от действия теплового потока; определяется по формуле

q - угол взаимного поворота вершин ребер от действия единичного момента; определяется по формуле

w1, w2 - определяются по рисунку.

Номограмма для определения коэффициентов w1 и w2

Напряжения от действия термоупругого момента Мху на вершинах ребер в расчетных точках оребренной трубы находятся согласно приложению 1.

2.5. Осевые напряжения в оребренной трубе, возникающие от разности среднеинтегральных температур трубы T*T и ребра T*p, определяются по формуле

где 

Знак минус принимается для ребра и знак плюс для трубы.

3. Расчет температурных напряжений от разности температур среды между сопрягаемыми панелями или трубами

3.1. Максимальные осевые напряжения в расчетных точках 1, 2, 3 и 5 оребренной трубы определяются по формуле

где Т1m - температура среды в панели I, °С;

T2m - температура среды в панели II, °С (T2m> T1m).

Знак минус принимается для "горячей" панели с температурой среды Т2m и знак плюс для "холодной", где температура среды Т1m.

Если площадь поперечного сечения "горячих" и "холодных" панелей неодинакова, то вместо коэффициента 0,5 в формуле следует подставить отношение площадей поперечного сечения панелей оребренных труб:

f1/(f1+f2) - для "горячих" панелей, площадь поперечного сечения которых равна f2;

f2/(f1+f2) - для "холодных" панелей, площадь поперечного сечения которых равна f1.

При одинаковых типоразмерах оребренных труб площади поперечного сечения f1 и f2 могут быть соответственно заменены шириной панелей.

Максимальное усилие Px в зоне стыка панелей определяется по формуле

где 

DT=T2m-T1m.

Знак плюс принимается для "горячей" панели и знак минус для "холодной" панели. Расчет напряжений от усилия Px в расчетных точках оребренной трубы должен производиться согласно приложению 1.

4. Расчет температурных напряжений от неравномерного распределения теплового потока по ширине экрана

4.1. Максимальные напряжения в расчетных точках 1, 2, 3 и 5 оребренной трубы определяются по формуле

где T*at1; T*at2 - средняя интегральная температура металла оребренной трубы в середине экрана и в углу топки, вычисленная по qmax и qmin соответственно.

Знак плюс принимается для напряжений в углу топки и знак минус - в середине экрана. Максимальное сжимающее усилие Px в середине экрана определяется по формуле

4.2. Напряжения в расчетных точках оребренной трубы от усилия Рx определяются по формулам приложения 1.

5. Расчет температурных напряжений при шлаковании экранов

5.1. В пылеугольных котлах с течением времени происходит шлакование экранов с последующим срывом шлака. В этом случае температура металла экранных труб колеблется во времени от температуры в расчетных точках Т1, Т3, Т5 до температуры среды Тm, при этом возникают тепловые удары.

Осевые и окружные (поперечные) напряжения в оребренной трубе определяются по формуле

где 

6. Расчет температурных напряжений при повышении или снижении нагрузки котла

6.1. При включении и выключении горелок и поясов горелок, а также при повышении и снижении нагрузки котла в районе горелок возникают температурные напряжения. Осевые и окружные (поперечные) напряжения в расчетных точках оребренной трубы определяются по формуле

где 

Здесь DT1, DT3, DT5 - разницы температур в расчетных точках; определяются по разности тепловых потоковDqL, т. е. до и после изменения нагрузки.

7. Расчет температурных напряжений при водяной очистке мембранных экранов

7.1. Осевые и окружные (поперечные) напряжения в расчетных точках 1, 3, 5 оребренной трубы определяются по формуле

где DTmax - максимальная разность температур по толщине стенки; при скорости горизонтальной разверткиwg=0,42 рад/с принимается равной: 350°С - для диаметра сопламм; 100°С - для диаметра сопла 8 мм. При скорости горизонтальной развертки wg=0,84 рад/с максимальная разность температур уменьшается вдвое.

10. РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ЭЛЕМЕНТОВ ПОДВЕСНОЙ СИСТЕМЫ КОТЛОВ

10.1. Условные обозначения

В разделе приняты следующие обозначения, представленные в таблице 10.1.

Таблица 10.1

Символ	Название	Единица измерения
А	Ширина котла вдоль главных хребтовых балок	мм
2а, 2b	Расчетные размеры опорной плиты в плане (стороны с размерами 2Ь всегда опираются на жесткие балки каркаса)	мм
2r	Диаметр отверстия в опорной плите или шайбе	мм
2R	Наружный диаметр шайбы	мм
Qq	Усилие, действующее на подвеску	Н
j	Коэффициент прочности сварных соединений
2t	Шаг между отверстиями двух соседних отверстий в опорной плите	мм
2lb	Длина тяги	мм
npl	Количество пластин	шт.
nтп	Количество тарельчатых пружин в комплекте	шт.
fсд	Прогиб балки от сдвига	мм
2Db	Смещение концов тяги	мм
da, d	Наружный и внутренний диаметры тяги	мм
das, ds	Наружный и внутренний диаметры резьбы тяги	мм
Dвт	Внутренний диаметр втулки пружинного блока	мм
la	Длина втулки пружинного блока	мм
Мbq	Изгибающий момент, действующий на тягу	Н×мм
Мsq	Изгибающий момент в резьбе	Н×мм
Fb	Площадь сечения тяги	мм2
Ib	Момент инерции сечения тяги	мм4
Is	Момент инерции сечения резьбовой части	мм4
Wb, Wk	Момент сопротивления изгиба и кручения тяги	мм3
L	Расстояние между колоннами каркаса вдоль главных хребтовых балок	мм
sh(kl), ch(kl)	Гиперболический синус и косинус
h	Номинальная высота шайбы	мм
spl	Толщина пластины	мм
sap	Толщина опорной плиты	мм
shp	Наименьшая толщина проушин, сминаемых в одном направлении	мм
lpl	Длина пластины	мм
epl	Ширина пластины	мм
Dh	Диаметр отверстия в щеках (проушинах)	мм
Da	Диаметр валика шарнирного соединения	мм
eh	Ширина щеки (проушины)	мм
Е0h	Длина отверстия	мм
[s]	Допускаемое напряжение при расчетной температуре	МПа
s1, s2, s3	Главные номинальные напряжения в расчетном сечении детали	МПа
seq	Эквивалентное напряжение	МПа
tk	Напряжение от кручения	МПа
sch	Напряжение от смятия	МПа
tsh	Напряжение от среза	МПа
D	Наружный диаметр тарельчатой пружины	мм-
D	Внутренний диаметр тарельчатой пружины	мм
s	Толщина стенки тарельчатой пружины	мм
f3	Максимальный прогиб тарельчатой пружины	мм
Р3	Максимальное усилие тарельчатой пружины	Н
E	Модуль упругости при расчетной температуре	МПа
Pм, Рэ, Рs	Монтажная, эксплуатационная, сейсмическая нагрузки	Н

10.2. Общие положения

10.2.1. Подвески стационарного котла (рисунок 10.1) - это несущие элементы, воспринимающие нагрузку от массы котла, временные и особые нагрузки и работающие при высоких температурах.