Расчет толщины стенки трубы пароперегревателя

 

Исходные данные:

· давление на входе в пароперегреватель: ;

· температура перегретого пара: ;

· температура загрязненной стенки трубы: ;

· наружный диаметр и толщина стенки трубы: ;

Труба пароперегревателя является обогреваемым элементом парового котла Расчет проводим по Правилам устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов.

Т.к. деталь обогреваемая, то расчётная температура стенки равна среднему арифметическому значению температур на внешней и внутренней поверхности:

.

Разность температур по нормативному методу между и - .

Расчётное давление равно избыточному давлению перегретого пара в трубе

По этим данным выбираем материал трубы и выписываем нормативную документацию на трубу и на сталь:

· легированная сталь марки 15ХМ

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 прямой трубы:

,

– наружный диаметр трубы;

– коэффициент прочности, принимаем ;

– допускаемые номинальные напряжения.

Прибавки составят:

– технологическая прибавка, выбираем по нормативной документации на лист как минусовый допуск на толщину листа(5% от S):

;

– технологическая прибавка, учитывает утонение стенки от деформации в процессе производства

;

– эксплуатационная прибавка, которая учитывает коррозионный износ внутренней стенки в условиях эксплуатации; для тубы с диаметром 32мм внутри которой перегретый:

;

– эксплуатационная прибавка, учитывающая коррозионный износ наружной стенки; для обогреваемых деталей принимается в зависимости от соотношения между допустимой предельной температурой (в данном случае 550 ) и расчётной температурой внешней поверхности трубы(542 )

.

Сумма прибавок составит:

.

Определяем толщину стенки:

.

Принимаем толщину стенки из стандартного типа ряда:

Т.к. полученная толщина стенки больше заданной, выберем другой материал и проведём расчёт заново.

 

· легированная сталь марки 12Х1МФ

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 прямой трубы:

,

– наружный диаметр трубы;

– коэффициент прочности, принимаем ;

– допускаемые номинальные напряжения.

Прибавки составят:

– технологическая прибавка, выбираем по нормативной документации на лист как минусовый допуск на толщину листа(5% от S):

;

– технологическая прибавка, учитывает утонение стенки от деформации в процессе производства

;

– эксплуатационная прибавка, которая учитывает коррозионный износ внутренней стенки в условиях эксплуатации; для тубы с диаметром 32мм внутри которой перегретый пар:

;

– эксплуатационная прибавка, учитывающая коррозионный износ наружной стенки; для обогреваемых деталей принимается в зависимости от соотношения между допустимой предельной температурой (в данном случае 585 ) и расчётной температурой внешней поверхности трубы(542 )

.

Сумма прибавок составит:

.

Определяем толщину стенки:

.

Принимаем толщину стенки из стандартного типа ряда: