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高空作业公司给你讲解-钢烟囱结构的类型和设计

时间:2021-12-23 来源:高空作业公司-华荟高空 点击:406次

钢烟囱结构类型

钢烟囱结构的类型分为两大类,其中包括:

  1. 自承重钢烟囱

  2. 钢制烟囱。

1. 自立式钢烟囱

当侧向力(风或地震力)通过烟囱的悬臂作用传递到基础上时,烟囱称为自立式烟囱。自支撑烟囱与基础一起在所有工作条件下保持稳定,无需任何额外支撑。自承重烟囱的直径可达 10 m,高度可达 50 m 至 100 m。

自立式钢烟囱

图 1:自承式钢烟囱

2. 钢制烟囱

在高钢烟囱中,连接低碳钢丝绳或拉索以传递侧向力。这种钢烟囱被称为拉线钢烟囱。 在拉线钢烟囱中,所有外部施加的载荷(风、地震力等)并不完全由烟囱外壳承担。这些附属的人或支柱分担这些施加的载荷。这些家伙或撑杆确保拉线钢烟囱的稳定性。这些钢制烟囱可以配备一组、两组或三组。在每一组人中,三、四或有时六根电线连接到衣领上。当使用一组家伙时,这些家伙会在距离顶部三分之一或四分之一高度的地方连接到衣领上。当 - 使用一组以上的人时,这些人会在不同的高度使用。

钢制烟囱

图2:钢制烟囱

钢烟囱结构设计 

钢烟囱的选择 

选择钢烟囱类型考虑的因素如下:

  • 成本效益

  • 要使用的装置数量、设备类型和燃料类型。

  • 如果烟囱用于锅炉,请考虑表面积、输出效率、通风要求。

  • 设备运行方式

  • 进入烟囱前的烟气温度及其变化。

  • 比重、粉尘量和有关烟气侵蚀性的数据。

  • 与高度、灰分散布、接地航空警示灯的规定和健康有关的当地法规。

  • 安装方式

  • 根据烟气成分选择衬里类型。

烟囱用钢板

  • 要求的钢板宽度在0.9m-2.5m之间(1.50m最常见)。

  • 最小钢板厚度为 6 毫米。

  • 烟囱上部两段钢板的厚度至少为8毫米,以抵抗烟囱顶部的腐蚀。

  • 扩口部分的钢板厚度不应小于圆柱部分最下段的厚度。

  • 可用钢板厚度有5、6、8、10、12、14、16、18、20、22、25、28、32、36、40、45、50、56和63毫米。

臀位开口

  • 后膛开口也称为烟道开口。

  • 提供烟气入口。这些气体来自锅炉的炉膛。

  • 后膛开口面积保持比烟囱内部横截面积大 20% 左右。

  • 后膛开口的最大宽度为直径的三分之二。

  • 应在后膛开口周围提供加固以补偿移除的材料。

  • 在直径与垂直于开口面的长弦的比率方面,提供垂直钢筋应比去除的材料大 20%。

  • 开口顶部和底部水平钢筋与垂直钢筋保持相等。

  • 增强材料提供足够的垂直刚度。

  • 加强材料应在开口上方和下方延伸,以便将应力传递和分配到烟囱的钢中。

  • 在自承式钢制烟囱中,后膛口保持在喇叭形底座上方,使其不会延伸到喇叭形底座中。

  • 钢制烟囱可以有一个后膛口、两个同向后膛口、两个直角后膛口和三个后膛口,如图3所示。

  • 开口的宽度不超过该平面烟囱直径的三分之一。

后膛开口或烟道开口

图 3:后膛开口或烟道开口

钢烟囱底板

结构钢、铸铁或铸钢可用作钢制烟囱的底板。与其他类型相比,希望采用结构钢底板。钢板的宽度应足以将压应力传递到地基。底板的厚度应使底板中的弯曲应力和剪应力不超过允许的弯曲和剪应力。

作用在钢烟囱上的力

1、钢烟囱自重

钢烟囱的自重Ws垂直作用,表示为:等式 1其中: d:烟囱直径,m t:钢板厚度,m h:钢烟囱高于 XX 截面的高度单位为米 79 kN/m 2是钢的单位重量烟囱的自重等于烟囱截面高度的 0.079。

2. 衬里重量

在钢烟囱衬里的重量w ^大号也垂直地作用。砖衬的厚度可假定为100 mm。等式2(20 kN/m 3 ) 是方程 2 中砖衬的单位重量。

3. 风压

风压水平作用,取决于结构的形状、宽度、高度、位置和气候条件。单位面积的风压随着建筑物离地面高度的增加而增加。为了简化设计,钢烟囱被分成若干个等高的段。每个段可以保持等于 10 m。可以假设每个段的整个区域内的风压强度是均匀的。各段中间高度对应的风压强度可参考IS:875-1984。等式3其中: K:形状系数。它考虑了结构的形状;圆柱部分的形状系数为 0.7。PI:风压强度 d': 烟囱外径

4. 地震力

地震力水平作用在结构上。考虑了以下用于计算钢烟囱任何点应力的载荷组合:

  1. 静载+风载+温度效应

  2. 静载荷+地震(地震)载荷+温度效应

仅考虑地震(地震)力和风效应的最坏组合。

弯矩

自承重钢烟囱弯矩

风力作为均匀分布的载荷作用在自承重钢烟囱上。为了确定钢烟囱任何截面的弯矩,假设风力作用在截面上方的中间高度。顶部以下h米处的风引起的弯矩等式4风对钢烟囱极端纤维的应力是相等的。

风对钢烟囱的弯曲应力

由倾覆力矩 Mw 引起的钢烟囱极端纤维处的弯曲应力 fw 表示为:等式5IS: 6533-1971 '钢烟囱的设计和建造'操作规范推荐的钢烟囱环的截面模量值如下所示。等式6

允许应力

由于钢烟囱的风和重量的共同作用,钢烟囱的迎风面受到拉应力。由于风、钢烟囱自重和衬砌自重的共同作用,钢烟囱背风面承受压应力。在压缩侧,接头的效率取决于铆钉的剪切和承载强度,而不取决于板的抗拉强度。压缩侧接头的效率为100%。张力侧接头的效率为70%。为防止受拉侧或迎风侧钢板压扁,受压侧或背风侧钢板屈曲,采用毛截面积上的许用受压应力小于净截面积上的受拉许用应力。钢烟囱的轴向拉力、剪切力和承载力的许用应力应采用IS:800-1984 中的规定。IS 6533 表中的轴向压缩和弯曲的许用应力。


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