Тепловой расчет парового котла

 

,

 

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: .

 

3.8. 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: .

 

3.9. 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: .

Заключение

В данном проекте я выполнил проверочно-конструкторский расчет парового котла БКЗ-75-39ФБ . А также я закрепил навыки по расчёту на прочность основных элементов котлов: барабана, труб поверхностей нагрева, коллекторов труб поверхностей нагрева и днищ коллекторов, работающих под избыточным давлением. Научился выбирать конструкционный материал по Правилам устройства и безопасной эксплуатации, а также ознакомилась с факторами, которые определяют работоспособность элементов энергетического оборудования.

 

 

ЛИТЕРАТУРА

 

1. Правила будови та безпечної експлуатації парових та водогрійних котлів / Держнаглядохоронпраці. – К.: ДКУ по нагляду за охороною праці., 1995. – 200 с..
2. Правила устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды. Л.: Госпроматомнадзор СССР. 1991.
3. Котлы стационарные паровые и трубопроводы пара и горячей воды. Нормы расчета на прочность. Общие положения по обоснованию толщины стенки (ОСТ108.031.08-85).
4. Котлы стационарные паровые и трубопроводы пара и горячей воды. Нормы расчета на прочность. Методы определения толщины стенки (ОСТ108.031.09-85).
5. Котлы стационарные паровые и трубопроводы пара и горячей воды. Нормы расчета на прочность. Определение коэффициентов прочности (ОСТ108.031.10-85).
6. Антикайн П.А. Металлы и расчет на прочность котлов и трубопроводов М.: Энергоатомиздат. 1990.
7. Методические указания для практических занятий по дисциплине «Материалы энергетического оборудования» / сост. Воинов А.П., Ткачев С.П. Одесса: ОНПУ, 2005.
8. Термодинамические свойства воды и водяного пара / Ривкин С.Л., Александров А.А. М., «Энергия», 1975.