谈最新锅炉革新的新方略
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发布时间:2018-09-18
除增加的5号锅炉安装时吸取了经验，采用了第一种方案外，其余4台均采用第二种方案对其进行改进。根据需要，设计在锅炉烟囱的第一节法兰处，焊接四根短臂，放在由四根槽钢组成的井字形横梁上，再将横梁放在一个由四根工字钢焊成的四方形支架上，然后将支架焊接在四根立柱上。支架设计图纸附后。计算锅炉的固定支架型钢型号，计算过程如下：1）对于每根横梁。承受载荷应为烟囱总重1/4，为11kN，材料为A3钢，查表可知：横梁的许用弯曲应力=150MPa；横梁的最大弯矩Mmax=4.9/2@11=27kNm；所需抗弯截面模量为：WzMmax/=27@103/150@106=180cm3；查型钢规格表选用20号槽钢Wz=191.4cm3.
2）对于每根大梁，承受载荷
为对称载荷时，所受载荷如，由于梁承受的载荷对称，反力也对称，得：VA=VB=5.5kN.得最大弯矩：Mmax=1.8@5.5=9.9kNm.大梁材料的许用弯曲应力：=120MPa.所需抗弯截面模量为：WzMmax/=9.9@103/120@106=82.5cm3.查表选用14号工字钢Wz=102cm3.
3）确定立柱的尺寸立柱两端连接情况可视为一端固定，一端铰支。立柱选用钢管，材料为A3钢，基本许用应力=160MPa假定一个W值（折减系数），设W=0.5，应用公式R=P/A，得出截面积为：AP/W=11000/0.5@160=137.5mm2.
选108钢管，截面外径D=108mm壁厚S=500mm，则截面的最小惯性半径：I=D2+d2/4=36.45mm2.截面积A=1617.1mm2.柔度K=Ll/I=0.5@3600/36.45=49.38.查表得W=0.892，稳定的许用应力：=W=0.892@160=142.72MPa.立柱的工作应力：R=P/A=11000/1617.1=6.8MPa<.所以可以选用108钢管。
4）梁的刚度校核：胶体物质是由许多分子、离子的结合体组成，其粒径<约在10-6mm10-4mm之间，主要成分是硅酸及铁、铝化合物，进入锅炉之后易形成坚硬且难以去除的水垢，同时引起水泡，并随蒸汽带出，降低蒸汽品质。
消除炉膛内积灰锅炉在正常运行时，在炉拱上方及对流管中间极易造成积灰现象。
煤灰对锅炉吸热产生严重影响，大大降低锅炉的热效率。主要原因是因为煤灰的导热系数仅为钢件的1/463，其次煤横梁查表知20号槽钢惯性矩为Iz=1913.7cm4.许可挠度=L/500=4900/500=9.8mm.最大挠度：|f|=PL3/48EI=11@4.93/4810910-6=6.88@10-3m=6.88mm<9.8mm.该横梁满足使用要求。
5）大梁校核：查表知14号工字钢Iz=712cm4.|f|=PL3/48EI=5.5@4.93/48109@7.12@10-6=9.15mm<9.8mm.该横梁满足使用要求。
所以该设计基本上解决了锅炉烟囱直接下压锅炉箱体的问题，对于由于热胀而引起变形，则采用在法兰连接处加石棉绳来增加缓冲，从而在热胀时能使烟囱向上延伸，而不至于向下加压于锅炉。
该设计在理论上合理可行，在实际的应用中也从根本上解决了锅炉出现的故障，延长了锅炉的使用寿命，节约了大量的维修资金。自该设计实际应用以来，锅炉运行状况良好，再无以前现象发生，说明该锅炉改进设计非常成功。
