吊桿強(qiáng)度計(jì)算畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書

1、本科畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)院名稱： 專業(yè)班級： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師姓名:本科畢業(yè)設(shè)計(jì)流化床鍋爐吊桿強(qiáng)度計(jì)算能動(dòng)學(xué)院鍋爐鍋筒吊桿銷軸強(qiáng)度校核計(jì)算專業(yè)班級： 學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師： 職稱：講師摘要 : 鍋爐鍋筒吊桿銷軸強(qiáng)度校核一直是一個(gè)比較繁瑣的計(jì)算過程，重復(fù)性大。通過 用計(jì)算程序可減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省勞動(dòng)時(shí)間，滿足生產(chǎn)需要。吊桿設(shè)計(jì)在整個(gè)鍋爐設(shè)計(jì) 中占據(jù)相當(dāng)重要的位置。電站鍋爐多為懸吊式結(jié)構(gòu) , 其支吊裝置一般由吊桿、吊板 （ 吊 攀 ） 、銷軸、螺母和墊圈等零件組成， 支吊裝置中最主要的零件吊桿是重要受力件 , 在 公司鍋爐產(chǎn)品重要性類別中被劃分為 A 級產(chǎn)品。因此，分析和研究吊桿的材料選用和 強(qiáng)度計(jì)算對合

2、理選用吊桿材料和計(jì)算吊桿尺寸有著重要的意義。關(guān)鍵詞 ：吊桿；鍋爐設(shè)計(jì)；強(qiáng)度Calculation for Strengh of Pin for Hanger Rod of DrumAbstract: The calculation for the strength of Pin for Hanger Rod of Drum is a complex and repeated process.By using the calculation program,we can save a lot of time and work.It is very necessary for production

3、.Boom design occupies a very important position in the boiler design.Utility boilers for the suspended structure,devices generally support hanging by suspenders, hanging plate( hanging climbing )，pins, nuts and washers of parts.the most importantparts in the branch hanging device the boom ， is impor

4、tant by force pieces.Category of the importance of the boiler products are classified as a Class A product.so ， analysis and material selection of the boom and the strength calculation of great significance for the reasonable selection of boom materials and calculate the boom size.Keyword: Boom ; Bo

5、iler design ； strength目錄中文摘要 英文摘要一、緒論 11.1 循環(huán)流化床鍋爐的燃燒方式 11.2 循環(huán)流化床鍋爐的特點(diǎn) 11.3 鍋爐吊桿的材料選用和尺寸計(jì)算 21.3.1 吊桿的材料選用原則 21.3.2 吊桿尺寸的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn) 21.4 吊桿設(shè)計(jì)原則 3二、吊桿強(qiáng)度計(jì)算 52.1 鍋爐規(guī)范設(shè)計(jì)參數(shù) 52.2鍋爐U型吊桿52.2.1 吊桿設(shè)計(jì)相關(guān)資料 52.2.2 吊桿設(shè)計(jì)參數(shù) 72.2.3 吊桿載荷相關(guān)資料 72.2.4 吊桿載荷 82.2.5 吊桿強(qiáng)度校核的相關(guān)計(jì)算 82.3 集箱水冷壁吊桿 112.3.1 吊桿設(shè)計(jì)參數(shù) 112.3.2 吊桿載荷參數(shù)及計(jì)算 112.3

6、.3 吊桿強(qiáng)度校核相關(guān)計(jì)算 122.3.4 有關(guān)各集箱水冷壁吊桿計(jì)算匯總 14三、吊桿相關(guān)強(qiáng)度計(jì)算 163.1 吊桿吊板 163.1.1 吊板設(shè)計(jì)參數(shù) 163.1.2 吊板強(qiáng)度校核 173.1.3 各吊桿吊板計(jì)算匯總 173.2 吊桿端部連接吊耳 183.2.1 吊耳設(shè)計(jì)參數(shù) 193.2.2 吊耳強(qiáng)度校核 193.2.3 各吊桿端部連接吊耳計(jì)算匯總 203.3 吊耳焊縫 213.3.1 吊耳焊縫設(shè)計(jì)參數(shù) 213.3.2 吊耳焊縫強(qiáng)度校核 213.3.3 各吊耳焊縫計(jì)算匯總 22四、水冷壁吊耳相關(guān)強(qiáng)度計(jì)算 234.1 水冷壁吊耳 234.1.1 吊耳設(shè)計(jì)參數(shù) 234.1.2 吊耳強(qiáng)度校核 234

7、.1.3 各水冷壁吊耳計(jì)算匯總 244.2 水冷壁吊耳焊縫 254.2.1 吊耳焊縫設(shè)計(jì)參數(shù) 254.2.2 吊耳焊縫強(qiáng)度校核 264.2.3 各水冷壁吊耳焊縫計(jì)算匯總 27五、銷栓強(qiáng)度計(jì)算 285.1. 銷栓設(shè)計(jì)參數(shù) 285.2. 銷栓強(qiáng)度校核 285.2.1 銷栓強(qiáng)度校核的要求 285.2.2 銷栓強(qiáng)度校核的計(jì)算 295.3 各銷栓計(jì)算匯總 30結(jié)論 32致謝 33參考文獻(xiàn) 34本科畢業(yè)設(shè)計(jì)第一章 緒論我國是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國和消費(fèi)國， 煤炭產(chǎn)量占世界的 25%，目前每年煤 炭消費(fèi)量已超過 30 億噸，目前一次能源消耗中煤炭占 76%，其中 84%通過直接燃燒 而被消耗。其燃燒效率還不

8、夠高，燃燒所產(chǎn)生的大氣污染物還沒有得到有效的控制， 發(fā)展高效低污染的清潔燃燒技術(shù)是急需解決的問題。因此，尋求一種高效、低污染燃 燒技術(shù)，開發(fā)新的燃燒設(shè)備成為當(dāng)務(wù)之急。循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)是近年來在國際上發(fā) 展起來的新一代高效、低污染清潔燃燒技術(shù)，其主要特點(diǎn)在于燃料適應(yīng)性廣、燃燒效 率高、高效脫硫、降低氮氧化物的排放以及容易實(shí)現(xiàn)灰渣的綜合利用等優(yōu)點(diǎn)，因此在 國內(nèi)外得到了快速的發(fā)展。1.1 循環(huán)流化床鍋爐的燃燒方式循環(huán)流化床鍋爐的燃燒技術(shù)是在鼓泡床鍋爐的燃燒技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的 , 在鼓泡 床中進(jìn)一步增大氣流速度，則床層進(jìn)一步膨脹。當(dāng)氣流速度超過平均粒徑終端速度 （ 終 端速度也稱帶出速度，是指顆粒

9、在氣體對其作用的拽力和浮力及自身重力的合力作用 下，最終達(dá)到的顆粒的穩(wěn)定速度 ） 時(shí)，大量顆會被氣流帶出床層，在整個(gè)爐膛空間內(nèi)燃 燒并隨氣流逸出爐膛。 在顆粒分布方面爐膛上部為濃度教均勻的稀相區(qū)， 下部為密相區(qū)。 爐膛中心區(qū)的顆粒與氣流垂直向上流動(dòng)， 四周環(huán)形區(qū)域則存在顆粒反流。 這種燃燒方式 稱為快速流化床燃燒。1.2 循環(huán)流化床鍋爐的特點(diǎn)1）燃料適應(yīng)性廣。循環(huán)流化床鍋爐既可然用優(yōu)質(zhì)煤，也可燃用各種劣質(zhì)煤。不同設(shè) 計(jì)的循環(huán)流化床鍋爐，可以燃燒高灰煤、高硫煤、高水分煤、低揮發(fā)分煤、煤矸石、煤 泥、石油焦、油頁巖甚至爐渣、樹皮和垃圾等。2）燃燒效率高。循環(huán)流化床鍋爐的燃燒效率通常為 95%99%

10、燃燒效率高的主要原因是氣固混合好、燃燒速率高、大量的燃料進(jìn)行內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)重復(fù)燃燒, 從而使煤粒燃盡率高。3）高效脫硫。循環(huán)流化床鍋爐的低溫燃燒特點(diǎn)與石灰石最佳脫硫溫度一致， 添加合適品種和粒度的石灰石，Ca/S摩爾比在1.52.5時(shí)，可以達(dá)到90%勺脫硫效率。4）氮氧化物（NOx）排放低。循環(huán)流化床鍋爐氮氧化物排放低的原因主要有兩個(gè)，一 是低溫燃燒抑制空氣中的氮轉(zhuǎn)化為氮氧化物； 二是分段燃燒抑制燃料中的氮轉(zhuǎn)化為氮氧 化物。5）燃燒強(qiáng)度高，爐膛截面積小，爐膛截面積熱負(fù)荷為35MW/m接近或高于煤粉爐。6）負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大，負(fù)荷調(diào)節(jié)快。循環(huán)流化床鍋爐的負(fù)荷調(diào)節(jié)比可達(dá)（34） :1 ,由于截面風(fēng)速高

11、和吸熱控制容易，循環(huán)流化床鍋爐的負(fù)荷調(diào)節(jié)速率快，每分鐘可達(dá)4%B-MCR7）燃料預(yù)處理和給煤系統(tǒng)簡單。給煤粒度一般小于12mm燃料的制備破碎系統(tǒng)大為簡單。爐膛的截面積較小，良好的混合使所需的給煤點(diǎn)數(shù)量大大減少。8）易于實(shí)現(xiàn)灰渣的綜合利用。爐內(nèi)優(yōu)良的燃盡條件使得鍋爐的含碳量低，灰渣量較煤粉爐要多，灰渣作為水泥摻和料或建筑材料，容易實(shí)現(xiàn)灰渣的綜合利用。從上特點(diǎn)可以看出循環(huán)流化床鍋爐是優(yōu)于鏈條爐，拋煤機(jī)爐，煤粉爐和鼓泡床鍋爐的爐型。1.3鍋爐吊桿的材料選用和尺寸計(jì)算1.3.1吊桿的材料選用原則吊桿材料的選用一般由吊桿的計(jì)算溫度來確定，計(jì)算溫度較高時(shí)應(yīng)考慮材料的高溫性能。如表1-1所示。表1-1上海鍋

12、爐廠有限公司常規(guī)鍋爐吊桿材料的選用鋼的種類牌號最高許用壁溫/r碳鋼20< 430低合金鋼12CrlMoV< 5651.3.2吊桿尺寸的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)（1）原吊桿尺寸計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)上海鍋爐廠有限公司的吊桿尺寸是按原 CE公司(美國燃燒工程公司)引進(jìn)技術(shù)中 吊桿設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來計(jì)算的。在計(jì)算過程中，根據(jù)CE公司吊桿設(shè)計(jì)準(zhǔn)則并結(jié)合國產(chǎn)吊桿材料 20、12Cr 1MoV的性能特性，將其許用應(yīng)力R轉(zhuǎn)化成遵循ASME標(biāo)準(zhǔn)體系的許用應(yīng)力值， 同時(shí)考慮到螺紋部分由于應(yīng)力集中引起強(qiáng)度削弱的原因，參照美國MSSSP-58管道吊架和支架 材料、設(shè)計(jì)和制造的規(guī)定，對該許用應(yīng)力值降低25%；而螺紋端計(jì)算截面積As則按CE公司

13、吊桿設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中的公式：2de=d-1.299Q , As=n /4 (d-1.299p )(式中：d 螺紋公稱直徑；p螺距)由于引進(jìn)初期，20、12Cr1MoV鋼的性能數(shù)據(jù)積累還不多，為安全起見，有關(guān)專家 在轉(zhuǎn)化過程中人為的、較大幅度地降低了 20、12Cr1MoV的許用應(yīng)力。但是，經(jīng)歷了近 20年大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)的積累和按GB和JB標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)力數(shù)值計(jì)算的中國鋼號在電站鍋爐中的 成功應(yīng)用，已充分證明了 20、12Cr 1MoV等鋼號性能數(shù)據(jù)的可靠性；另外，ASME規(guī)范 自1998年版規(guī)范A99增補(bǔ)起確定許用應(yīng)力的準(zhǔn)則有了重大變更，以抗拉強(qiáng)度為基礎(chǔ)計(jì)算 許用應(yīng)力的安全系數(shù)從4降為3.5,原吊桿計(jì)算中經(jīng)

14、轉(zhuǎn)化的遵循 ASME標(biāo)準(zhǔn)體系的20、1 2Cr1MoV的許用應(yīng)力值實(shí)際已無效。因此，國內(nèi)鋼號的許用應(yīng)力已沒有必要再按原轉(zhuǎn)化 的許用應(yīng)力值選取。( 2)新吊桿尺寸計(jì)算標(biāo)準(zhǔn) 由于上述原因，上海鍋爐廠有限公司對吊桿尺寸計(jì)算中許用應(yīng)力的選取進(jìn)行了調(diào) 整，將20、12Cr1MoV的許用應(yīng)力值由原經(jīng)轉(zhuǎn)化的遵循ASME標(biāo)準(zhǔn)體系的應(yīng)力值改為按 JB/T6735-93鍋爐吊桿強(qiáng)度計(jì)算方法中的許用應(yīng)力值選取，即提高了原來偏于保守 的許用應(yīng)力值。另外，對于螺紋端計(jì)算截面積 As，也按JB/T6735-93中的計(jì)算公式：2de=d-0.9382p，As=(d-0.9382p) n /4進(jìn)行計(jì)算，而原先采用的CE公司吊

15、桿設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中的公式為：2de=d-1.299p，As=(d-1.299p) n /4相對JB/T 6735-93而言也顯得比較保守。按JB/T6735-93對吊桿進(jìn)行計(jì)算將達(dá)到優(yōu)化 吊桿尺寸的結(jié)果。1.4 吊桿設(shè)計(jì)原則 （1）吊桿裝置應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，以保證鍋爐本體和鍋爐范圍內(nèi)管道在各種規(guī)定工況下 長期安全可靠運(yùn)行。（2）吊桿裝置的設(shè)置應(yīng)滿足鍋爐總體布置和所支吊受壓件的布置要求。（3）吊桿裝置應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡單合理、制造安裝方便，宜選用成熟可靠并且經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu) 型式。（4）吊桿裝置及其零件應(yīng)盡量標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和系列化。11第二章吊桿強(qiáng)度計(jì)算本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了鍋爐受壓件上吊桿裝置的強(qiáng)度計(jì)算方法。本標(biāo)準(zhǔn)適用于固

16、定式水管鍋爐受壓件和鍋爐范圍內(nèi)管道上吊桿裝置的強(qiáng)度計(jì)算。對非受壓件和其它支承結(jié)構(gòu)上吊桿裝置的強(qiáng)度計(jì)算可參照使用。2.1鍋爐規(guī)范設(shè)計(jì)參數(shù)鍋爐的規(guī)范是采用鍋爐設(shè)計(jì)手冊所選用的規(guī)范和數(shù)據(jù)，表 2-1就是一些鍋爐規(guī)范設(shè)計(jì)參數(shù)表21鍋爐規(guī)范設(shè)計(jì)參數(shù)序號名稱符號單位計(jì)算公式或來源結(jié)果1額定工作壓力PeMPa設(shè)計(jì)參數(shù),表壓5.292取大流量時(shí)鍋同至鍋 爐出口壓力降A(chǔ)PzMPa取過熱器阻力為0.1Pe0.5293液柱靜壓力APszMPa無04鍋筒工作壓力PgMPaPg=Pe+ A°z+APsz5.8195安全閥始啟壓力與額 定壓力差A(yù)PaMPa取為0.04Pe0.21166鍋筒計(jì)算壓力PMPaP=P

17、g+ APa6.03067鍋筒筒體材料取用20g8鍋筒介質(zhì)飽和溫度tbc 1按P+0.1查汽水性質(zhì)表276.9949集箱工作壓力PgMPa取同鍋筒筒體5.81910安全閥始啟壓力與額 定壓力差A(yù)PaMPaPe>3.82MPa,取為 0.05Pe0.264511集箱計(jì)算壓力PMPaP=Pg+ APa6.083512集箱材料取用20g13集箱工作溫度tjc介質(zhì)為飽和蒸汽，按P+0.1 查汽水性質(zhì)表277.5582.2鍋爐U形吊桿2.2.1吊桿設(shè)計(jì)相關(guān)資料（1）吊桿裝置在鍋爐中所處部位的介質(zhì)溫度和環(huán)境（或煙氣）溫度確定吊桿裝置 強(qiáng)度計(jì)算時(shí)的計(jì)算溫度。在確定彈性模量時(shí)，材料溫度取吊桿下端與上端計(jì)

18、算溫度的算 術(shù)平均值。(2) 環(huán)境溫度A. 無密封罩殼或密封罩殼外的爐頂環(huán)境溫度取 100C。B. 密圭寸罩殼內(nèi)的爐頂環(huán)境溫度取頂棚 管最高介質(zhì)溫度加55°C。C. 對布置在煙道內(nèi)的受力構(gòu)件，以煙氣溫度代替環(huán)境溫度確定計(jì)算溫度。煙氣溫度的數(shù)值按額定工況的鍋爐熱力計(jì)算書。(3) 介質(zhì)溫度A. 鍋筒中的介質(zhì)溫度取額定工況下相應(yīng)于鍋筒工作壓力的飽和溫度。B. 除鍋筒外其他受壓件中的介質(zhì)溫度按額定工況鍋爐熱力計(jì)算書或參考該受壓件的強(qiáng) 度計(jì)算書。(4) 受力構(gòu)件計(jì)算溫度A. 鍋筒吊桿裝置的計(jì)算溫度，螺紋端或固定端取20C，鍋筒端取鍋筒工作壓力下的飽和溫度。B. 當(dāng)普通吊桿裝置所支吊的集箱、管子

19、或管道中介溫度 ti小于環(huán)境溫度時(shí)，以環(huán)境溫度 作為吊桿的計(jì)算溫度。C. 當(dāng)普通吊桿裝置所支吊的集箱、管子或管道中介質(zhì)溫度 ti不小于環(huán)境溫度時(shí)，吊桿的 計(jì)算溫度按表22選用。表22吊桿的計(jì)算溫度(ti> t2時(shí))序號吊桿的工作條件計(jì)算溫度C1通過絕熱管束無套管的吊桿或者與集箱或管束直接接觸的 吊桿ti+42通過絕熱管束無套管的吊桿或者靠近集箱或管束連接管的 吊桿ti-100+亠3通過不絕熱的管束但并不與管束或連接管相接觸的吊桿11- 28+t表22中的計(jì)算溫度附加值t與頂棚穿墻管密封嚴(yán)密性有關(guān)，當(dāng)穿墻管有可靠密 封時(shí)，t=0,當(dāng)無可靠密封時(shí)，t的數(shù)值與吊桿在爐頂上部的部位有關(guān)，可參考表

20、23選用。表23計(jì)算溫度附加值C吊桿在爐頂?shù)牟?位爐膛上部爐頂轉(zhuǎn)彎煙道爐頂后煙道爐頂計(jì)算溫度時(shí)附加 值40 5020 300 20222吊桿設(shè)計(jì)參數(shù)根據(jù)吊桿強(qiáng)度計(jì)算書，吊桿設(shè)計(jì)參數(shù)詳細(xì)可見表 24表24吊桿設(shè)計(jì)參數(shù)序號名稱符號單位計(jì)算公式或來源結(jié)果1吊桿圓鋼公稱直徑dbmm結(jié)構(gòu)參數(shù)702吊桿數(shù)量n設(shè)計(jì)選用23材料設(shè)計(jì)選用20(GB699)4爐頂環(huán)境溫度taC鍋筒無密封罩殼1005鍋筒介質(zhì)溫度tfC取強(qiáng)度計(jì)算數(shù)值，鍋筒工 作壓力下的介質(zhì)飽和溫度278.856螺紋端吊桿計(jì)算溫度tlC取20 C207吊桿計(jì)算溫度tCt=(tf+tl)/2149.4258吊桿設(shè)計(jì)溫度tsC取值大于吊桿計(jì)算溫度3009

21、吊桿許用拉應(yīng)力dN/mm2按設(shè)計(jì)溫度300C ,查鍋 爐吊桿強(qiáng)度計(jì)算方法附表A2962.2.3吊桿載荷相關(guān)資料（1）載荷的分類載荷分為偶然載荷和永久載荷兩類，在鍋爐使用期間數(shù)值不隨時(shí)間變化或雖有變化 但變化值與平均值相比可忽略不計(jì)的稱為固定載荷，數(shù)值隨時(shí)間變化并且變化值與平均 值相比不可忽略的稱為可變載荷。為便于計(jì)算，將固定載荷與可變載荷合并，稱為永久 載荷。在鍋爐使用期間不一定出現(xiàn)，但一旦出現(xiàn)雖然持續(xù)時(shí)間很短而數(shù)值又不可忽略的 載荷成為偶然載荷。（2）計(jì)算原則對板材以公稱尺寸所求得理論重作為重金屬，對管材以公稱尺寸所求得理論重的1. 1倍作為金屬重。介質(zhì)重的計(jì)算原則規(guī)定如下：A. 重度：按額

22、定工況下介質(zhì)狀態(tài)將受壓件內(nèi)介質(zhì)分為水，汽水混合物和汽三類，水和汽水混合物的重度取大氣壓力下水的重度，汽的重度可忽略不計(jì)。B. 容積：除鍋筒按總?cè)莘e的一半計(jì)算外，其他受壓件均按總?cè)莘e計(jì)算。保溫重按設(shè)計(jì)計(jì)算重的1.2倍。用載荷統(tǒng)計(jì)修正系數(shù)i考慮各種載荷在統(tǒng)計(jì)中可能出現(xiàn)的誤差，對普通吊桿裝置，i 1.05，對鍋筒吊桿裝置，i 1.10。用載荷分配不均勻系數(shù)2考慮各個(gè)吊桿上載荷的分配不均勻性，2的數(shù)值規(guī)定如下：A. 膜式壁管屏集箱上的多個(gè)吊桿按均勻承載時(shí)，2=1.20；B. 管道和其它集箱，2=1.20；C. 鍋筒的單U形吊桿，2 1.00，雙U形吊桿，2 1.20。D. 當(dāng)受力構(gòu)件的載荷分配是經(jīng)應(yīng)力

23、分析得出，2 1.00。用計(jì)算載荷修正系數(shù)考慮計(jì)算值與實(shí)際值的偏差1? 2，應(yīng)取下列公式中的較大值作為某一受壓件上所有吊桿裝置的總計(jì)算載荷F F1。2.2.4吊桿載荷根據(jù)吊桿強(qiáng)度計(jì)算書，吊桿載荷的已知參數(shù)以及計(jì)算結(jié)果見表25表25吊桿載荷序號名稱符號單位計(jì)算公式或來源結(jié)果10鍋筒、鍋內(nèi)及下降管 重量t27.011鍋筒內(nèi)部管路重t1.012鍋筒保溫及護(hù)板重t 13.013鍋筒及下降管介質(zhì)重t16.014吊桿自重t0.6515永久載荷F1NF1=1000 9.8(27.0+1.0+3.0+16.0+0.65)46697016何載統(tǒng)計(jì)修正系數(shù)n對鍋筒吊桿裝置1.1017荷載分配不均勻系數(shù)n對鍋筒單U

24、形吊桿1.0018計(jì)算何載修正系數(shù)nn= n n1.1019吊桿總載荷FNFF151366720每根吊桿計(jì)算載荷FcNFc=F/(2n)128416.752.2.5吊桿強(qiáng)度校核的相關(guān)計(jì)算（1）圓鋼式鍋筒吊桿裝置的強(qiáng)度計(jì)算包括U形吊桿和墊板等主要受力構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算，吊桿單肢的計(jì)算載荷 Fc,對單吊桿裝置取鍋筒總計(jì)算載荷的四分之一，對雙吊 桿裝置取八分之一。（2）圓鋼式鍋筒吊桿裝置的支承結(jié)構(gòu)見下圖，支取梁應(yīng)具有最小撓度或近似相等 的撓度。圖2 1圓鋼式鍋筒吊桿裝置的支承結(jié)構(gòu)1支承梁，2墊板，3柱面墊塊，4加強(qiáng)肋板（1）鍋筒吊桿裝置應(yīng)布置在離鍋筒對稱中心線0.3|d處，Id為包括封頭在內(nèi)的鍋筒總工。

25、（4）當(dāng)采用雙吊桿裝置時(shí)，每以 U形吊桿應(yīng)盡量靠近。（5）對于位移的計(jì)算，如果鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)先確定了膨脹中心，鍋筒的位移按以下計(jì)算方 法計(jì)算：A. 線膨脹系數(shù) 按額定工況介質(zhì)溫度278.85C時(shí)查鍋爐吊桿強(qiáng)度計(jì)算方法附表A8 取 12.6 x 10-6mm/(mm C)B. 溫升4=278.8520=258.850(2 1)C. 由于11取2900，吊點(diǎn)在x方向的位移4x=1i a4t=9.46(22)(11是吊點(diǎn)至鍋筒對稱中心線的距離)D. 由于12取4470,吊點(diǎn)在y方向的位移令=l2a4t=14.58(23)(12是鍋筒軸線至鍋爐膨脹中線的水平距離)E. 合位移14=( Ax2+ Ay2)2

26、 =17.38(24)F. 螺紋有效直徑de=d-0.9382p=64.25(25)G吊桿螺紋端計(jì)算截面積As= nde2/4=3241.89(26)H.吊桿螺紋端的拉應(yīng)力gs,u=Fc/As=39.61(27)I. 吊桿螺紋端的彎矩Ms,U=FcA/2=1115941.56(28)J.吊桿螺紋端截面系數(shù)W nle3/32=26035.30(29)K.吊桿螺紋端彎曲應(yīng)力(M,s,u =M s,u/Ws=42.86(210)L. 吊桿鍋筒端拉應(yīng)力2gd,u=4Fc/( nlb2)=33.38(211)M.吊桿圓鋼端彎矩Md,u=FcA2=1115941.56(212)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)N.吊桿圓鋼端截

27、面系數(shù)Wb= nlb3/32=33656.88O.吊桿圓鋼端彎曲應(yīng)力（M,d,u =Md,u/Wb=33.16（ 214）結(jié)論：圓鋼式鍋筒U形吊桿螺紋端的應(yīng)力滿足 as,u瑪i 1.67 dt,s,u+ dM,s,u<l.25 d=120, 以及吊桿圓鋼端應(yīng)力滿足 d,d,u珂d, 1.67dd,u+ d,d,u w|.67d=160.32，所以U形吊桿強(qiáng)度 合格。2.3集箱水冷壁吊桿2.3.1吊桿設(shè)計(jì)參數(shù)集箱水冷壁吊桿采用普通吊桿裝置的設(shè)計(jì)參數(shù)，見表26所示數(shù)據(jù)表26吊桿設(shè)計(jì)參數(shù)序號名稱符號單位計(jì)算公式或來源結(jié)果1吊桿圓鋼公稱直徑dbmm結(jié)構(gòu)參數(shù)582吊桿數(shù)量n設(shè)計(jì)選用53材料設(shè)計(jì)選用

28、20( GB699)4吊桿計(jì)算長度lhamm結(jié)構(gòu)參數(shù)62075爐頂環(huán)境溫度ta廠集箱密封罩殼外，取100C1006集箱介質(zhì)溫度tfC取強(qiáng)度計(jì)算數(shù)值，該集箱工作溫度278.85C278.857計(jì)算溫度附加值住C查表23,爐膛上部爐頂 時(shí),準(zhǔn)取4050C508吊桿計(jì)算溫度tCtf>ta,故查表22,通過絕 熱管束靠近集箱管束或連接管時(shí)，t=tf-100+At228.859彈性模量EN/mm2查鍋爐吊桿強(qiáng)度計(jì)算方 法附表A516600010吊桿許用拉應(yīng)力dN/mm2查鍋爐吊桿強(qiáng)度計(jì)算方 法附表A21102.3.2吊桿載荷參數(shù)及計(jì)算水冷壁吊桿載荷和普通吊桿載荷相同，都分為偶然載荷與永久載荷，表2

29、 7是參照鍋爐設(shè)計(jì)手冊有關(guān)吊桿載荷計(jì)算的一些參數(shù)。表27吊桿載荷參數(shù)序號名稱符號單位計(jì)算公式或來源結(jié)果11吊桿承重的爐膛水冷 壁t21.112爐內(nèi)絕熱層和門類重 量t16.4013集箱水冷壁內(nèi)部管路 重t1.014爐膛保溫及護(hù)板重t17.015爐膛異型磚重量t016集箱水冷壁介質(zhì)重t 1已包含于上述數(shù)據(jù)中017鋼性梁重量以及吊桿 自重t1.718燃燒裝置以及絕熱層 重量t2.519二次風(fēng)管路重量t 1布置在爐膛左右兩側(cè)墻上020點(diǎn)火燃燒器t布置在爐膛后墻上0永久載荷F1包括吊桿裝置所支吊受壓件上的很多載荷。 水冷壁吊桿計(jì)算載荷如表2 8所示。表28吊桿計(jì)算載荷序號名稱符號單位計(jì)算公式或來源結(jié)果

30、21永久載荷F1NF1 1000 9.8 (21.1 16.401.0 17.0 1.7 2.5)58506058506022何載統(tǒng)計(jì)修正系數(shù)n對普通吊桿裝置，n=1.051.0523荷載分配不均勻系數(shù)n對膜式壁管屏集箱，n=1.201.2024計(jì)算何載修正系數(shù)nn= n n1.2625吊桿總載荷FNF=tF1737175.626每根吊桿計(jì)算載荷FcNFc=F/n147435.1233吊桿強(qiáng)度校核的相關(guān)計(jì)算對前墻水冷壁吊桿進(jìn)行校核，線膨脹系數(shù)同樣取12.6 X0 6，溫升4=258.85。A. 吊點(diǎn)在x方向的位移:13本科畢業(yè)設(shè)計(jì)Ax=li a24(215)B. 吊點(diǎn)在y方向的位移：Ay=b

31、a24C. 合位移：1A=( Ax2 + Zy2)2 =5.66D. 螺紋的有效直徑de=d-0.9382p=52.25E. 吊桿螺紋端計(jì)算截面積As= ne2/4=2143.10F. 吊桿螺紋端的拉應(yīng)力s=Fc/As=68.80G吊桿圓鋼端的拉應(yīng)力b=4Fc/( nb2)=55.83H. 吊桿圓鋼端彎曲應(yīng)力2(M,b=3dbE A/lha =4.24I. 查表得，組合應(yīng)力系數(shù) K=1.67結(jié)論：吊桿螺紋端拉應(yīng)力dt,s< , d；b< , 吊桿強(qiáng)度合格。再對前上集箱吊桿強(qiáng)度進(jìn)行校核：A. 吊點(diǎn)在x方向的位移Ax=l1 aA=4B. 吊點(diǎn)在有方向的位移Ay=l2 aA=4C. 合位

32、移1A=( Ax2 + Ay2)2 =5.66D. 螺紋的有效直徑de=d-0.9382p=44.25(216)(217)(218)(219)(2 20)(2 21)(222)d,b+d,b=60.07 K d=183.7,所以集箱水冷壁(2 23)(2 24)(2 25)(2 26)E. 吊桿螺紋端計(jì)算截面積14本科畢業(yè)設(shè)計(jì)As= ne2/4=1537.08(2 27)F.吊桿螺紋端的拉應(yīng)力s=Fc/As=24.71(2 28)G吊桿圓鋼端的拉應(yīng)力b=4Fc/( nb2)=19.35(2 29)H.吊桿圓鋼端彎曲應(yīng)力(M,b=3dbE A/lha2=4.30(230)I.查表得，組合應(yīng)力系數(shù)

33、 K=1.67結(jié)論：吊桿螺紋端拉應(yīng)力 ct,s< , QbW忖，ab+砂=23.65來護(hù)183.7,所以集箱水冷壁 吊桿強(qiáng)度合格。2.3.4有關(guān)各集箱水冷壁吊桿計(jì)算匯總通過以上對各集箱水冷壁吊桿的相關(guān)強(qiáng)度計(jì)算及校核，將獲得的結(jié)果匯總在表29中。表29各集箱水冷壁吊桿計(jì)算匯總序 號名稱2#前墻水冷壁3#"前上集箱4#中上集箱5#后墻水冷壁6#后上集箱7#左側(cè)、8#右側(cè)上集箱1吊桿圓鋼公稱直徑585050 :5058582吊桿數(shù)量5555553材料20(GB699)20(GB699)20(GB699)20(GB699)20(GB699)20(GB699)4吊桿計(jì)算長度6207572

34、757274174572747855爐頂環(huán)境溫度1001001001001001006集箱介質(zhì)溫度 278.85278.85278.85278.85278.85278.857計(jì)算溫度附加值5050505050508吊桿計(jì)算溫度228.85228.85228.85228.85228.85228.859彈性模量16600016600016600016600016600016600010吊桿許用拉應(yīng)力11011011011011011011吊桿承重的爐膛水冷 壁（含介質(zhì)重）21.15.285.2810.5510.5526.8812爐內(nèi)絕熱層和門類重 量16.405.002.52.515.013集箱內(nèi)

35、部管路重（含1.00.50.50.50.51.0介質(zhì)重）14爐膛保溫及護(hù)板重:17.04.00018.018.015爐膛異型磚重量0016.08.08.0016鋼性梁重量以及吊桿 自重1.70.60.60.480.61.717燃燒裝置以及絕熱層重量2.50002.52.518二次風(fēng)管路重量 00001.01.019點(diǎn)火燃燒器00002.0020永久載荷58506015072421932421589444737064758421何載統(tǒng)計(jì)修正系數(shù):1.051.051.051.051.051.0522荷載分配不均勻系數(shù)1.201.201.201.201.201.2023計(jì)算何載修正系數(shù)1.261.2

36、61.261.261.261.2624吊桿總載荷737175.6189912.2276348.2272026.4563686.2815955.825每根吊桿計(jì)算載荷147435.137982.455269.654405.3112737.2163191.226吊點(diǎn)在x方向的位移44444427吊點(diǎn)在y方向的位移44444428合位移5.665.665.665.665.665.6629螺紋公稱直徑56484848565630螺距44444431螺紋有效直徑52.2544.2544.25 :44.2552.2552.2532吊桿螺紋端計(jì)算截面 積2143.101537.081537.081537.0

37、82143.102143.1033吊桿螺紋端拉應(yīng)力:68.8024.7135.96 :35.4052.6076.1534吊桿圓鋼端拉應(yīng)力55.8319.3528.1627.7242.6961.8035吊桿圓鋼端彎曲應(yīng)力4.244.304.308.094.987.1436組合應(yīng)力系數(shù)1.671.671.671.671.671.6737dt,b+ dM,b60.0723.6532.4635.8147.6768.9438K d183.7183.7183.7183.7183.7183.7結(jié) 論以上應(yīng)力滿足ds珥d, d,b珂d,以及db+ dM,b來d,所以各集箱水冷壁吊桿強(qiáng)度 合格35第三章 吊桿相

38、關(guān)的強(qiáng)度計(jì)算3.1吊桿吊板吊板按其結(jié)構(gòu)類型分為方角吊板和圓角吊板。圖3 1吊板結(jié)構(gòu)尺寸圓角環(huán)向吊耳又分為單吊耳和雙吊耳。3.1.1吊板設(shè)計(jì)參數(shù)以前墻水冷壁吊桿吊板為例。吊板的計(jì)算載荷取對應(yīng)吊桿的計(jì)算載荷，在2.3.4章節(jié)曾計(jì)算每根吊桿計(jì)算載荷 Fc=147435.1N。吊板的設(shè)計(jì)參數(shù)見表3 1。表3 1吊板設(shè)計(jì)參數(shù)序號名稱符號單位計(jì)算公式或來源結(jié)果1吊板類型吊桿上為雙吊板2材料設(shè)計(jì)選用20(GB711)3吊板寬度bcmm結(jié)構(gòu)參數(shù)1604吊板厚度怎mm結(jié)構(gòu)參數(shù)205孔徑dhmm結(jié)構(gòu)參數(shù)566銷軸直徑dpmm結(jié)構(gòu)參數(shù)557計(jì)算載荷FcN取對應(yīng)吊桿的計(jì)算載荷147435.18爐頂環(huán)境溫度taC集箱密

39、封罩殼外1009集箱介質(zhì)溫度tfC取強(qiáng)度計(jì)算數(shù)值，該集箱工 作溫度278.8510吊板計(jì)算溫度ti,eC位于保溫層表面189.42511吊板許用拉應(yīng)力dN/mm2查鍋爐吊桿強(qiáng)度計(jì)算方 法附表A21103.1.2 吊板強(qiáng)度校核吊板的拉應(yīng)力應(yīng)符合下列公式要求：&c=Fc,c/(臣(bc-dh)切.75 d(3 1)銷軸對孔的支承應(yīng)力應(yīng)符合下列公式的要求：d,h=Fc,c/( §dp)<1.20 d(32)吊板上孔與銷軸的間隙不大于 0.8mm,為了便于保持適當(dāng)?shù)拈g隙，孔徑dp 之比不大于 1.035。dh 與銷軸直徑對前墻水冷壁吊桿吊板進(jìn)行計(jì)算校核吊板的計(jì)算載荷Fc,c=F

40、c/2=73717.56(31)吊板的拉應(yīng)力dc=Fc,c/(爲(wèi)(bcdh)=35.44( 3銷軸對孔的支撐應(yīng)力d,h=Fc,c/( &dp)=67.02( 33)結(jié)論：因?yàn)閍cO.75q=82.5,耐1.20才=132,所以，前墻水冷壁吊桿吊板強(qiáng)度合格。同理，再對 3#前上集箱吊桿吊板進(jìn)行計(jì)算校核。 吊板的計(jì)算載荷Fc,c=Fc/2=18991.22(34)吊板的拉應(yīng)力dc=Fc，c/( §(bc_dh)=8.79(35)銷軸對孔的支撐應(yīng)力36)&,h=Fc,c/(帝dp)=18.99結(jié)論：gw 0.75甘=82.5,1.20d=132，所以，前墻水冷壁吊桿吊板強(qiáng)度

41、合格3.1.3各吊桿吊板計(jì)算匯總通過對各不同部位的吊桿吊板進(jìn)行強(qiáng)度校核與計(jì)算，結(jié)論均符合設(shè)計(jì)要求，將結(jié)果匯總于表32中。表32各吊桿吊板計(jì)算匯總序名稱2#前墻3#"前上4#中上5#后墻6#后上7#左側(cè)、8#右側(cè)上集箱號水冷壁集箱集箱水冷壁集箱1材料20(GB7120(GB720(GB720(GB720(GB720(GB71)11)11)11)11)11)2吊板寬度1601601601601601603吊板厚度2020202020204孔徑5651 :515156565銷軸直徑5550505055556計(jì)算載荷147435.137982.455269.654405.3112737.21

42、63191.27爐頂環(huán)境溫度1001001001001001008集箱介質(zhì)溫度278.85278.85278.85278.85278.85278.859吊板計(jì)算溫度189.43189.43189.43189.43189.43189.4310吊板許用拉應(yīng)力11011011011011011011吊板計(jì)算載荷73717.5618991.2227634.8227202.6456368.6281595.5812吊板的拉應(yīng)力35.448.7912.7912.5927.1039.2313銷軸對孔的支撐應(yīng)力67.0218.9927.6327.2051.2474.18140.75 d82.582.5 182.

43、582.582.582.5151.20q|132132132132132132結(jié) 論吊桿吊板的應(yīng)力滿足d,c切.75d,以及d,hW.20 d,所以各吊桿吊板強(qiáng)度合格3.2吊桿端部連接吊耳吊耳分為圓角環(huán)向吊耳和方角環(huán)向吊耳兩種。圓角環(huán)向吊耳分為單吊耳（圖32）和雙吊耳（圖33）圖3 2單吊耳圖3 3雙吊耳圓角環(huán)向吊耳強(qiáng)度計(jì)算，上部圓角部分按圓角吊板的有關(guān)規(guī)定， 下部與集箱連接部 分按方角環(huán)向吊耳的有關(guān)規(guī)定。根據(jù)上、下部分的計(jì)算結(jié)果確定吊耳的結(jié)構(gòu)尺寸。3.2.1吊耳設(shè)計(jì)參數(shù)選用前墻水冷壁工字鋼吊耳為例，吊耳的計(jì)算載荷取對應(yīng)的吊桿計(jì)算載荷Fc=147435.1N，吊耳的相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)見表 33。表3

44、3吊耳設(shè)計(jì)參數(shù)序號名稱符號單位計(jì)算公式或來源結(jié)果1吊耳類型集箱上為單個(gè)方角環(huán)向吊 耳2材料設(shè)計(jì)選用20(GB711)3吊耳寬度bimm結(jié)構(gòu)參數(shù)，取同吊桿吊板寬 度2404吊耳厚度8mm結(jié)構(gòu)參數(shù)305孔徑dhmm結(jié)構(gòu)參數(shù)566銷軸直徑dpmm結(jié)構(gòu)參數(shù)557計(jì)算載荷FcN取對應(yīng)吊桿的計(jì)算載荷147435.18介質(zhì)溫度tfC取強(qiáng)度計(jì)算數(shù)值，該集箱或 水冷壁的工作溫度278.85C278.859吊耳計(jì)算溫度ti,eC根據(jù)2.2.1條確定189.42510吊耳許用拉應(yīng)力dN/mm2查鍋爐吊桿強(qiáng)度計(jì)算方 法附表A21103.2.2吊耳強(qiáng)度校核對前墻水冷壁吊耳進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算:吊耳計(jì)算載荷Fc,i=Fc=1

45、47435.1(37)吊耳的理論計(jì)算寬度bi,r=Fc,i/(0.75 3 q)+dh=115.57(38)銷軸對孔的支撐應(yīng)力(b,h=Fc,i/( 8cp)=89.35( 39)結(jié)論：因?yàn)榧涞醵膶挾萣i%i,r,且應(yīng)力 如勻.20 4=132,所以集箱吊耳強(qiáng)度合格。 同理，對前上集箱吊耳也進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算：吊耳計(jì)算載荷Fc,1=Fc=37982.4(310)吊耳的理論計(jì)算寬度b1,r=Fc,1/(0.75 訓(xùn) 4)+dh=68.05(311)銷軸對孔的支撐應(yīng)力(b,h=Fc,1/(兇cP)=25.32(312)結(jié)論：因?yàn)榧涞醵膶挾萣1為1,r,且應(yīng)力 卯|.20 4=132，所以，集

46、箱吊耳強(qiáng)度合格。3.2.3各吊桿端部連接吊耳計(jì)算匯總通過對水冷壁和各部分集箱的吊耳強(qiáng)度計(jì)算與校核，將結(jié)果匯總于表34表34各吊桿端部連接吊耳計(jì)算匯總序 號名稱2#前墻水冷壁 工字鋼吊耳3#"前上集箱4#中上集箱5#后墻水冷壁 工字鋼 吊耳6#后上集箱7#左側(cè)、8#右側(cè)上集箱1材料20(GB7120(GB720(GB720(GB720(GB7120(GB71)11)11)11)1)11)2吊耳寬度2401601602401601603吊耳厚度3030303030304孔徑5651515156565銷軸直徑555050505555 :6計(jì)算載荷147435.137982.455269.6

47、54405.3112737.2163191.27介質(zhì)溫度278.85278.85278.85278.85278.85278.858吊耳計(jì)算溫度189.425278.85278.85189.425278.85278.859吊耳許用拉應(yīng)力11099991109999 110吊耳計(jì)算載荷147435.137982.455269.654405.3112737.2163191.211吊耳的理論計(jì)算寬度115.5768.0575.8172.98106.61129.2612銷軸對孔的支撐應(yīng)力89.3525.3236.8536.2768.3398.90131.20 a132118.8118.8132118.8118.8結(jié) 論集箱吊耳的寬度滿足b1%1,r,以及應(yīng)力滿足a,h<1.20 a,所以各集箱吊板強(qiáng)度合 格3.3吊耳焊縫3.3.1吊耳焊縫設(shè)計(jì)參數(shù)參照相關(guān)手冊的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，吊耳焊縫的設(shè)計(jì)參數(shù)見表35表35吊耳焊縫設(shè)計(jì)參數(shù)序號名稱符號單位計(jì)算公式或來源結(jié)果1吊耳類型方角環(huán)向吊耳2材料設(shè)計(jì)選用20(GB711)3吊耳寬度b1mm結(jié)構(gòu)參數(shù)2404吊耳厚度8mm結(jié)構(gòu)參數(shù)305計(jì)算載