导热油炉受压元件强度计算(GBT16507)
热水锅炉受压元件强度计算书
（二）：孔桥1
1
孔桥类型
纵向孔桥
2
孔类型
设计取定
圆孔
3
孔直径
d
㎜
设计取定
27.5
4
轴线上的节距
b
㎜
设计取定
150
5
纵向孔桥减弱系数
Ψ
《标准》公式（16）
0.817
（三）：孔桥2
1
孔桥类型
横向孔桥
WNS0.7-0.7/95/70-Y（Q）型
锅炉受压元件强度计算
技术文件号：WNS01
共8页第4页
说明：
本受压元件强度计算依据
1．《锅壳锅炉受压元件强度计算GB/T பைடு நூலகம்6508-1996》。
WNS0.7-0.7/95/70-Y（Q）型
锅炉受压元件强度计算
技术文件号：WNS01
共8页第3页
序号
名称
符号
单位
计算依据
数值
一、锅炉规范
（一）：基本参数
1
锅炉额定热功率
Q
MW
给定
0.7
2
锅炉额定工作压力
Pe
序号
名称
符号
单位
计算依据
数值
2
第一只孔类型尺寸
3
孔类型
设计取定
圆孔
4
孔直径
d
㎜
设计取定
91
5
第二只孔类型尺寸
6
孔类型
设计取定
圆孔
7
孔直径
d
㎜
设计取定
27.5
8
相邻两孔的平均直径
dp
㎜
《标准》公式（21）
GB T 16507《水管锅炉》 GBT16508《锅壳锅炉》宣贯
6、2012年12月《标准》报批稿报国家质检总局审批
7、2013年12月31日《标准》由国家质检总局批准颁 布自2014年7月1日开始实施。
二、标准的修订原则
一）适应相关法律法规标准及安全技术规范的原则
强调《锅炉安全技术监察规程》是标准修订的依 据，两个标准的规定只是在《锅炉安全技术监察规程》 安全原则下的具体技术体现和具体技术要求。
二、标准的修订原则
八）强调标准修订的先进性和前瞻性原则
1、标准修订应当与时俱进，充分采纳我国 近些年发展形成的新技术、新材料、新结构 和新方法，并为新技术和新方法的发展预留 出路。
2、标准修订不应当限制实际工程设计和建 造中采用更加先进的技术方法，但是工程技 术人员采用的先进方法和先进技术应当进行 技术评审，并且做出可靠的判断。
二、标准的修订原则 九）确保方便企业、服务企业发展的原则
1、企业是锅炉建造质量和安全的责任主体， 标准的修订应当满足企业锅炉建造的质量要求、 安全要求和技术要求。
2、在保证安全的前提下，尽量减少生产过程 中的行政审批程序和监督检验项目。这样，既方 便了企业又落实了企业的安全主体责任。
十）兼顾国际发展，具有中国特色的原则
的规定，若选用该部分以外的材料，应符合 TSG G0001《锅炉安全技术监察规程》的有关 规定。
b 材料使用的压力和温度范围应符合GB/T 16507.2的规定
三、标准的主要变化
2、增加了“结构设计”要求： 1）锅炉受压元件、部件的结构应按GB/T 16507.3
进行设计，支承式和悬吊式锅炉钢结构的设计应当符 合GB/T 22395的要求，设计时应符合下列基本要求：
锅炉受压元件强度计算书
1.04
23
斜向孔桥当量减弱系 数
φC
/
kφ″=1.04×0.71
0.74
24
焊缝减弱系数
φh
∕
表5
1.0
25
最小减弱系数
φmin
/
φ、φH、φhφC中的最小值
0.74
26
筒壳理论厚度
tL
mm
5.3
27
腐蚀减薄附厚度
C1
mm
按4.4.1条
0.5
28
钢板下偏差的附加厚 度
C2
mm
按GB713—1997中3.1条和3.2条
受压元件强度计算书
编号：
编制：
审核：
xx
xx
根据
GB/T16508-1996
强度计算书
共7页第1页
计算依据
1、安全阀计算按《蒸汽锅炉安全技术监察规程》
2、强度计算按GB/T16508-1996《锅壳锅炉受压元件强度计算》
计算书目录
1、锅炉规范
2、筒壳强度计算
3、管板强度计算
4、集箱强度计算
5、安全阀排放能力计算
kg
/
按规表7—1
1.0
6
入口蒸汽比容修正系数
k
/
k= kpkg
1
7
安全阀理论
排放量
E
kg/h
E=0.235A(10.2P+1)k
2570.5
=0.235×1295.1×(10.2×0.73+1)×1
8
锅炉最大连续
蒸发量
Dmax
kg/h
1.1D=1.1×2000
2200
9
GBT1650716508宣贯解析
一、标准修订背景
2）大家把主要精力放在96版《锅炉规程》的宣传 贯彻上，忽视了GB/T16507-1996《固定式锅炉建造规程 》的宣传贯彻。 3）缺乏与96版《锅炉规程》修订的沟通，不少条 文与与96版《锅炉规程》相互矛盾。 4）不少企事业单位对GB/T16507-1996《固定式锅 炉建造规程》存有意见和争议。 因此，GB/T16507-1996《固定式锅炉建造规程》没 有很好地宣传贯彻执行，熟悉该标准的人很少。 在这种情况下，为了顺应广大锅炉企业和检验机构 的要求和愿望，国家质检总局也产生了修订《标准》的 床层 意向。
三、标准的主要变化
4、增加了“工作压力”条款： 受压元件的工作压力包括锅炉额定工作压力、 受压元件到锅炉出口最大流量时的流动阻力和 受压元件到锅炉出口水柱静压力。 5、增加了“安全附件和仪表”要求： 锅炉的安全附件和仪表应符合GB/T 16507.7 的要求，并能保证锅炉安全可靠运行。 6、增加了“安装和运行”要求： 锅炉的安装和运行应符合GB/T 16507.8的要 求，锅炉使用单位应按照制造单位的产品操作 与维护说明书的要求正确使用。 7、增加了“节能与环保”要求。
二、标准的修订原则 八）强调标准修订的先进性和前瞻性原则 1、标准修订应当与时俱进，充分采纳我国 近些年发展形成的新技术、新材料、新结构 和新方法，并为新技术和新方法的发展预留 出路。 2、标准修订不应当限制实际工程设计和建 造中采用更加先进的技术方法，但是工程技 术人员采用的先进方法和先进技术应当进行 技术评审，并且做出可靠的判断。
一、标准修订背景
二）机械部标准 1978年改革开放之前，特别是“文革”之前，有关锅 炉的专业技术标准非常少，到1983年由国家机械工业部颁 布修订了锅炉系列专业技术标准。 该系列专业技术标准于1993年进行了修订，就是大家 熟悉的JB/T16xx-1993系列标准。 三）GB/T16507-1996《固定式锅炉建造规程》 1、改革开放后，我国经济高速发展，与世界各国的 经济贸易往来日益频繁，标准化工作面临着新的机遇和严 峻挑战，在国际贸易和市场经济的推动下，并受到美国 床层 ASME标准的影响和启发，我国锅炉大规范的指导思想逐步 形成，广大工程技术人员也希望有一部中国锅炉大规范。 从1989年开始，到1996年12月，我国第一部锅炉大规 范GB/T16507-1996《固定式锅炉建造规程》颁布实施。
工业锅炉第6章受压元件强度计算解读
抗拉强度σb
试件能承受的最大应力
虎克定律σ＝Es
E：材料弹性模数
最终拉断时的应力 （出现缩颈现象）
s：应变
6
6－2 金属机械性能（3）－冷态（2）
延伸率δ
拉伸试验中试件断裂时的相对伸长量与原始长度之比
（产生塑性变形的能力）
断面收缩率ψ
拉伸试验中试件断裂时断面缩小值与原有截面之比
（产生塑性变形的能力）
温度升高 （低温区） 抗拉强度升高 塑性下降
时效硬化 （蓝脆性）
温度升高，σs降低 9
高温没有屈服平台
6－2 金属机械性能（6）－热态（2）
蠕变
高温 应力
室温下也会有蠕变 不同材料蠕变曲线不同 同材料不同温度和应力蠕变曲线不同
塑性变形随时间延长而不断加大
弹性变形期oa 蠕变减速期ab 蠕变等速期bc 蠕变加速期cd
材料强度
承受一定形式的外力作用而不被破坏的能力
金属机械性能
承受某种形式的外力作用时所表现出的力学特性
弹性变形
载荷除去后即行消失的变形
塑性变形
载荷除去后并不消失而残留的变形
5
6－2 金属机械性能（2）－冷态（1）
弹性极限σd
弹性变形的极限点
屈服极限σs或σ0.2
试件丧失抵抗变形的能力 开始发生塑性变形
结构特点
➢锅筒等开设孔排（密集）或孤立孔 ➢有效承载截面积减小 ➢筒体强度降低
20
6－5 锅筒、集箱及管子的强度计算（2）
壁厚计算（设计计算）
➢最小减弱系数φmin ➢焊缝减弱系数φh ➢焊缝处开孔φmin×φh
Sl
PDn
2min[ ] P
Sl
PDw
基于GB／T16507标准的ASME材料许用应力转换规则探讨
材料 许用 应 力 的取值 ” 规则 ， 两 者 比较 如表 １所 示 。 其 主要 的不 同点 ： １ ）抗拉 强度 安 全 系数 不 同 ， Ａ Ｓ ＭＥ 规范和 Ｇ Ｂ标 准 对应 的 系数 分 别 是 ３ ． ５和 ２ ． ７； ２ ） Ｇ Ｂ ／ Ｔ １ ６ ５ ０ ７没有 高 于 室 温 时 在 不 同温 度 下 的抗 拉
关键词 ： Ｇ Ｂ ／ Ｔ １ ６ ５ ０ ７； Ａ Ｓ ＭＥ ； 许用应力 ； 材 料 中图分类号 ： Ｔ一 ６ ５ ２ ． １ ； Ｔ Ｋ ２ ２ ２ 文 献标 识 码 ： Ｂ
０ 前 言
目前 已有 不少 文 献 对 锅 炉受 压 元 件 强 度 计 算采用 Ａ Ｓ ＭＥ规 范第 １ 卷 与 Ｇ Ｂ ／ Ｔ ９ ２ ２ ２ －２ ０ ０ ８ ＿ ４ Ｊ 国 内标 准 的计 算 方 法 进 行 了 对 比分 析 ， 但 是 对 于 Ａ Ｓ ＭＥ规 范第 １ 卷（ 动 力 锅炉 建 造 规 范 ） 用材料 （ 简 称Ａ Ｓ ＭＥ材 料 ） 应用 于 Ｇ Ｂ 国标 规 则 下 的许 用 应 力 值 的选取 问题 很少 提 及 。 由于 两种 计算 标 准对许 用 应力 的取 值 规则 有 所 差 异 ， 因此 Ａ Ｓ ＭＥ材 料 的许 用
外 材料 在不 同计 算 壁 温下 的基 本 许 用应 力 ” 中 给 出 了包 括 Ｓ Ａ１ ０ ６ Ｂ、 Ｓ Ａ ２ １ ０ Ｃ 、 Ｓ Ａ ２ １ ３ Ｔ １ ２ 、 Ｓ Ａ ３ ３ ５ Ｐ ９ １ 等 锅 炉 常用 的 Ａ Ｓ ＭＥ材 料 的 基本 许 用 应 力 ， 但 是 其 数 值 的转换 规 则 没 有 具 体 的 说 明 。例 如 ， 材料 Ｓ Ａ １ ０ ６ Ｂ 基本 符 合 Ｇ Ｂ ／ Ｔ ９ ２ ２ ２ －２ ０ ０ ８ 的 转 换 规 则 ，而 Ｓ Ａ ３ ３ ５ Ｐ ９ １材 料 则 有 很 大 的 差 异 。新 实 施 的 Ｇ Ｂ ／ Ｔ
导热油炉参数计算
设备选型参数的确定
2.1 导热油炉
2.1.1 供热能力根据系统的供热量乘1.2的设计系数后确定。
现选100万kcal/h的天然气导热油炉为例（1163kw=100万kcal/h）。
2.1.2 燃料耗量的计算：取天然气的燃烧热值为8500kcal／m3，导热油炉热效率为0.75，则天然气耗量为156.9 m3/h(8500*156.9*0.75=100万kcal/h)，确定为180 m3/h。
2.1.3 导热油循环量的确定及型号选择
Q=G/（（t2-t1）×C×ρ）式（1）
式中：
Q—导热油循环量；
G—导热油炉的供热量，100万kcal/h。
t1—导热油入导热油炉温度，℃；
t2—导热油出导热油炉温度，℃；
C—导热油平均比热，0.6kcal/kg•℃；
ρ—导热油密度，850kg/m3；
导热油温差取20℃，则得Q=97.5 m3/h，设计取值为100m3/h。
2.2 系统循环所需导热油容积量的确定
V=V1+V2+V3 式（2）
式中：
V—系统循环导热油容量，m3；
V1—系统加热器的总容积，m3；
V2—系统循环管道总容积，m3；
V3—导热油炉内加热管总容积，m3。
100万kcal/h锅炉内的热媒油容量约1m3；
250万kcal/h锅炉内的热媒油容量约3.5m3；
（注：除管道容积外，其它容积需他方提供。
）。
循环流化床导热油炉设计参数的分析与计算
循环流化床导热油炉设计参数的分析与计算循环流化床导热油炉作为有效的传热装置，在工业生产中应用较广。
它具有体积小、热效率高、安全稳定、可靠性高等优点，被广泛应用于炼油、电站、化工、金属冶炼等领域。
本文针对循环流化床导热油炉的设计参数进行分析计算，提出合理的导热油炉设计方案。
首先，本文以比较高的热效率将循环流化床导热油炉的设计参数计算给出。
首先要计算油炉的理论燃烧比例，依据弹性力学原理，油炉燃烧比例可按如下公式表示：η=1/[1/(1-ε)+O/C]，其中η为理
论燃烧比例，O是导热油炉的氧化比，C为碳比，ε为涡轮定子比率。
其次，本文将重点放在循环流化床导热油炉的热容比上，将循环流化床上空间中空隙率、质量流量比、油温输入、油温输出及油温的改变率等相关参数进行分析计算，并给出了合理的热容比，以保证导热油炉的正常稳定运行。
此外，本文给出了循环流化床导热油炉的冷却水流量的计算公式，该公式可以准确地计算出冷却水流量，使循环流化床导热油炉的热效率得到尽可能高的提高，保证了循环流化床导热油炉的正常运行。
最后，本文以有限元法分析导热油炉在炉膛内的流动状态和温度场，为进一步提高热效率提供了有效的数据支持。
以上为关于循环流化床导热油炉设计参数分析与计算，本文提出了合理的油炉设计方案，可为后续的技术开发和实际运行提供有效的参考。
- 1 -。
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六进口集管强度计算1集管外径
Do mm
2192纵向焊缝减弱系数ψ13集管取用壁厚δmm 84集管内径
Di
mm 203
5孔桥减弱系数计算
孔1与孔2的孔桥减弱系数
直径1d1c mm 52直径2
d2c mm 52相邻两孔平均直径dae mm
52相邻两孔临界节距Sc mm 134.2相邻两孔的节距
S mm 104孔桥减弱系数ψ0.56计算壁温td ℃3007许用应力[σ]MPa 998最小减弱系数ψmin 0.59计算壁厚δt mm 2.1910考虑腐蚀减薄的附加壁厚C1mm 0.511考虑工艺减薄的附加厚度C2mm 012
负偏差与取用壁厚的百分比值
m 12.513考虑负偏差的附加厚度C3mm 0.38414弯管附加厚度C mm 0.88415集管设计壁厚δdc mm 3.07416集管取用厚度δmm 817集管有效厚度δe mm 7.11618圆筒体开孔结构特性系数K 0.14619系数ββe 1.0720材料在20℃的屈服点Re MPa 24521水压试验最高允许压力[P]h MPa 6.932编号序号名称符号单数值
七进口集管椭圆封头计算1封头外径Do mm 2192封头壁厚δmm
8
无纵焊缝
先假设，后校核按中径展开的集管开孔示意图
Sc=dae+2((Di+δ)x δ)^0.5根据设计
S＜Sc ，需计算孔桥减弱系数
ψ=（s-dae ）/S 表4，Td=tm 查 GB/T16507.2表5δt=PxDo/(2ψmin ［σ］+P)按13.3条附录C.2.3,
按13.5.2条C3=(δt+C1+C2)m/(100-C=C1+C2+C3δdc=δt+C δe=δ-C P(Do-2δe )/((2[σ]-P)δe)
K≤0.4,开孔不必补强
β=Do/（Do-2δe ）查 GB/T16507.2表50.45ψminRe(βe 2-1)/βe 2常州能源设备总厂有限公司受压元件强度计算书计算公式及数字来源
设计水压试验压力取1.05MPa
采用φ219x8(20 GB3087)的钢管作为进口集管
3封头内径Di mm 2034计算壁温td ℃3005封头内高度hi mm 576最小减弱系数ψmin 17许用应力
[σ]MPa 1088封头结构形状系数ks 0.8629计算壁厚
δt mm 0.81410考虑腐蚀减薄的附加壁厚C1mm 0.511考虑工艺减薄的附加厚度C2mm 0.13113考虑负偏差的附加厚度C3mm 0.314弯管附加厚度C mm 0.93115集管设计壁厚δdc mm 1.74516炉管取用厚度δmm
817集管有效厚度δe mm 7.0618系数β
βe 1.06919材料在20℃的屈服点Re MPa 24520水压试验最高允许压力[P]h MPa 10.49
八出口集管强度计算1集管外径Do mm 2732纵向焊缝减弱系数ψ13集管取用壁厚δmm 104集管内径Di mm 253
5孔桥减弱系数计算
编号序号名称
符号单数值孔1与孔2的孔桥减弱系数直径1d1c mm 110直径2
d2c mm 110相邻两孔平均直径dae1mm
110相邻两孔临界节距Sc mm 212.6相邻两孔的节距
S1mm 300直径2
d3c mm 34相邻两孔平均直径
dae2
mm
72
Di=Do-2δTd=tm
JB/T 4746-2002，P41
无拼缝、开孔
查 GB/T16507.2表2
Ks=[2+(Di/2hi)2]/6
δt=ksPxDi/(2ψmin[σ]-P)按13.3条
附录C.2.7,0.1(δt+C1)按13.5.1条C=C1+C2+C3δdc=δt+C δe=δ-C
β=Do/（Do-2δe ）查 GB/T16507.2表5
0.9ψminRe(βe 2-1)/[(2+βe 3
设计水压试验压力取1.05MPa
进口集管封头采用EHB219x8(6) JB/T4746 （材质为Q245R GB713）无纵焊缝先假设，后校核按中径展开的集管开孔示意图
常州能源设备总厂有限公司受压元件强度计算书计算公式及数字来源Sc=dae1+2((Di+δ)x δ)^0.5根据设计
Sc＜S1不需计算孔桥减弱系数。