Расчет на прочность коллектора труб экономайзера

Исходные данные:

· давление питательной воды: ;

· температура воды на выходе из экономайзера: ;

· 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 и выписываем нормативную документацию на трубу и на сталь:

· сталь марки 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;

– 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 для выбранного типа днища;

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

– внутренний диаметр коллектора;

.

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

Прибавки составят:

; ; ; .

Сумма прибавок составит:

.

Определяем толщину стенки:

.

Принимаем толщину стенки из стандартного типа ряда: .

Выводы

В данной работе 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 ознакомился 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.