ГОСТ 33960-2016 Котлы стационарные паровые. Стальные конструкции. Нормы нагрузок на каркасы.
ГОСТ 33960-2016
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
КОТЛЫ СТАЦИОНАРНЫЕ ПАРОВЫЕ. СТАЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ
Нормы нагрузок на каркасы
Steam and hot-water stationary boilers. Steel structures. Load norms for supporting steel structures
МКС 27.040
ОКП 31 1000
Дата введения 2018-07-01
Предисловие
Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН Техническим комитетом по стандартизации ТК 244 "Оборудование энергетическое стационарное", Открытым акционерным обществом "Таганрогский котлостроительный завод "Красный котельщик" (ОАО "ТКЗ "Красный котельщик")
2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 27 сентября 2016 г. N 91-П)
За принятие проголосовали:
|
|
|
Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97 | Код страны по МК (ИСО 3166) 004-97 | Сокращенное наименование национального органа по стандартизации |
Армения | AM | Минэкономики Республики Армения |
Беларусь | BY | Госстандарт Республики Беларусь |
Киргизия | KG | Кыргызстандарт |
Россия | RU | Росстандарт |
Таджикистан | TJ | Таджикстандарт |
Узбекистан | UZ | Узстандарт |
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 14 марта 2017 г. N 123-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 33960-2016 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июля 2018 г.
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе "Национальные стандарты" (по состоянию на 1 января текущего года), а текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает классификацию, величину нагрузок и их сочетаний, действующих на стальные конструкции стационарных котлов, имеющих собственный или совмещенный со зданием каркас, при открытой, закрытой или полуоткрытой их установке; стандарт может быть использован при проектировании водогрейных, энерготехнологических котлов и котлов-утилизаторов при дополнительном учете их конструктивных и эксплуатационных особенностей.
2 Классификация нагрузок
2.1 В зависимости от характера действия нагрузки подразделяются на постоянные и временные.
2.2 К постоянным относятся нагрузки:
- от массы всех элементов котла;
- от массы трубопроводов в пределах котла и пылегазовоздухопроводов;
- от массы обдувочных и дробеочистительных устройств;
- от массы лестниц, площадок обслуживания, а также опирающихся на каркас элементов здания и укрытий.
2.3 Временные нагрузки подразделяются на длительные, кратковременные и особые.
2.3.1 К длительным временным (эксплуатационным при нормальном режиме работы котла) относятся нагрузки:
- от воздействия тепловых удлинений;
- от заполнения барабана, камер и труб водой, пароводяной смесью или паром;
- от заполнения шлаком и золой бункеров и холодных воронок;
- от давления или разрежения в топке и газоходах;
- от золы на поверхностях нагрева;
- от усилий компенсации.
2.3.2 К кратковременным относятся нагрузки:
- от массы материалов и людей на площадках обслуживания; ветровые и снеговые при открытых и полуоткрытых установках.
2.3.3 К особым относятся нагрузки:
сейсмические
- от увеличения шлакования поверхностей нагрева в период освоения и наладки;
- от реактивных усилий действия предохранительных клапанов;
- от осадки основания фундамента под опорами каркаса;
монтажные
- от усилия холодного натяга;
- от массы грузоподъемных средств;
- от массы монтажных приспособлений;
транспортные.
Примечания
1 Монтажные и транспортные нагрузки настоящим стандартом не нормируются и определяются предприятием-изготовителем совместно с монтажной организацией.
2 Аварийные нагрузки при расчете каркаса котельного агрегата не учитываются.
3 Нагрузки от ремонтных приспособлений и конструкций настоящим стандартом не нормируются и определяются проектировщиками при разработке технического проекта.
3 Значения нагрузок
3.1 Значения нормативных нагрузок на каркас котла и коэффициенты перегрузки приведены в таблице 1. Коэффициенты, указанные в графе "Примечание" таблицы 1, следует применять независимо от коэффициентов перегрузки.
Таблица 1
|
|
|
|
Наименование нагрузки | Значение нормативной нагрузки | Коэффициент перегрузки | Примечание |
1 Постоянные нагрузки
1.1 от массы всех элементов котла, в том числе: |
|
|
|
1.1.1 экранов топки с коллекторами и перепускными трубами, кгс | Определяется по номинальным размерам | 1,2 | Если затруднительно учесть коллекторы, то принимается дополнительный коэффициент к массе труб 1,2 |
1.1.2 каркаса котла | То же | 1,1 |
|
1.1.3 барабана котла, кгс |
| 1,2 |
|
1.1.4 пакетов поверхностей нагрева (пароперегревателей, промперегревателей, водяных экономайзеров, теплообменников), кгс |
| 1,2 | Если затруднительно учесть коллекторы и крепления, то принимается коэффициент 1,2 |
1.1.5 обмуровки щитовой, кгс/м  : тип 1 (огнеупорный бетон плюс совелитовые плиты) толщиной, мм: |
| 1,2 | Для конструкций обмуровки, не предусмотренных таблицей, нагрузка определяется по номинальным размерам
Щиты обшивки учитываются отдельно |
60+140=200 | 190 |
|
|
60+160=220 | 196 |
|
|
60+220=280 | 218 |
|
|
тип 2 (огнеупорный бетон плюс диатомобетон, плюс совелитовые плиты) толщиной, мм: |
|
| Для учета гарнитуры принимается коэффициент 1,1 |
60+70+130=260 | 245 |
|
|
80+110+130=320 | 310 |
|
|
80+140+130=350 | 335 |
|
|
80+125+175=380 | 345 |
|
|
тип 3 (огнеупорный бетон плюс диатомобетон, плюс совелитовые плиты, плюс штукатурка) толщиной, мм: |
|
|
|
50+50+95+15=210 | 165 |
|
|
50+45+150+15=260 | 250 |
|
|
50+150+155+15=370 | 325 |
|
|
1.1.6 щитов обшивки, кгс/м | Определяется по номинальным размерам | 1,2 |
|
1.1.7 обмуровки для газоплотных котлов, кгс/м : тип 1 (известковокремнеземистое изделие плюс мастика, плюс совелитовые плиты, плюс обшивка): |
| 1,2 |
|
105+5+50+1,2=161,2 | 80 |
|
|
тип 2 (известковокремнеземистое изделие плюс мастика, плюс совелитовые плиты, плюс уплотнительная магнезиальная обмазка, плюс сетка N 20-1,6): |
|
| При замене ИКИ на плиты с объемной массой 300-400 кгс/м  вводится дополнительный коэффициент 1,1 |
105+5+50+20+1,6=181,6 | 100 |
|
|
тип 3, напыляемая обмуровка (асбоперлитная изоляция, плюс уплотнительная асбоцементная штукатурка, плюс газоплотное покрытие): |
|
|
|
160+100+3=173 | 55 |
|
|
1.1.8 шипов при плотности ошиповки 20%-30%, кгс/м | 25 | 1,2 |
|
1.1.9 футеровки шипов (слой 3 мм над шипами), кгс/м : |
| 1,2 | Плотность футеровки, т/м |
из пластичной хромитовой массы (ПХМ) | 80 |
| 3,2 |
из карбида кремния и корунда
| 55 |
| 2,3-2,4 |
из хромомагнезита | 65 |
| 2,8 |
1.1.10 трубчатого воздухоподогревателя и соединительных элементов, кгс/м поверхности нагрева труб и трубных досок | 15 |
| Разрешается определять по номинальным размерам |
соединительных элементов с изоляцией | 6 | 1,2 |
|
1.1.11 изоляции толщиной не более 300 мм на обшивке котла, трубопроводов, пылегазовоздухопроводов, кгс/м
| 60 | 1,2 | При толщине изоляции менее 300 мм нормативная нагрузка пересчитывается пропорционально толщине изоляции |
1.2 от массы трубопроводов в пределах котла и пылегазовоздухопроводов, кгс; | Определяется по номинальным размерам | 1,2 | Фасонные части, арматура и крепления учитываются коэффициентом 1,2 |
в том числе:
паропровода и питательного трубопровода
пылепроводов
газопроводов
воздухопроводов |
|
|
|
1.3 от массы обдувочных и дробеочистительных устройств, в том числе: |
| 1,2
|
|
1.3.1 обдувочных аппаратов, кгс | Определяется по номинальным размерам |
|
|
1.3.2 дроби, кгс/м сечения газохода | 250 |
|
|
1.3.3 дробеочистительной установки, кгс | Определяется по номинальным размерам |
| Если затруднительно точное определение, то масса установки принимается равной 1,1 массы дроби |
1.4 от массы площадок обслуживания, лестниц и опирающихся на каркас элементов здания, в том числе: |
|
|
|
1.4.1 площадок с кронштейнами и ограждениями, кгс/м | 80 | 1,1 |
|
1.4.2 лестниц с поручнями, кгс/м | 50 | 1,1 |
|
1.4.3 строительных элементов (перекрытий, полов, ремонтных площадок, укрытий и т.д.), кгс | Определяется заказчиком |
| Конструкция опор должна быть шарнирно-подвижной |
2 Временные нагрузки: |
|
|
|
2.1 длительные нагрузки (эксплуатационные при нормальном режиме работы котла) |
|
|
|
2.1.1 от воздействия тепловых удлинений, в том числе: |
|
|
|
2.1.1.1 нагрузки на опоры от трения Р  , кгс, при тепловом расширении барабанов и коллекторов | - | 1,0 | Нагрузка от массы Р определяется по п.1.2, значения  принимаются: - 0,3 - для скользящих опор
- 0,1 - для роликовых опор |
2.1.1.2 нагрузки для полуоткрытых установок от тепловых перекосов балок при разности температур соседних колонн более 50°С:
усилия реакции опор, кгс
изгибающий момент, тм | Определяется расчетом | 1,0 | Температура смежных элементов принимается: для находящихся в помещении +30°С; для находящихся вне помещения - по средней температуре наиболее холодной пятидневки |
2.1.2 от заполнения барабана, камер и труб водой, пароводяной смесью или паром, кгс | Определяется номинальными размерами | 1,0 |
|
2.1.3 от заполнения шлаком и золой холодных воронок, в том числе: |
|
| Рассчитывается 1 м плоскости |
2.1.3.1 шлаковой пленки на ошипованной части экрана (толщина пленки принята 4 мм), кгс/м | 10,0 | 1,2 | Объемная масса шлака p - 2,6 т/м |
2.1.3.2 шлака на поду котла при жидком шлакоудалении, кгс/м | 500,0 | 1,2 |
|
2.1.3.3 шлака на двусветных экранах, ширмах и выступающих участках верхних пережимов при сухом шлакоудалении, кгс/м | 100,0 | 1,2 | Нагрузка указана на двустороннюю поверхность |
2.1.3.4 шлака на двусветных экранах, ширмах и выступающих участках верхних пережимов при жидком шлакоудалении, кгс/м | 70,0 | 1,2 | Нагрузка указана на двустороннюю поверхность |
2.1.3.5 шлака на неошипованных настенных экранах при сухом шлакоудалении, кгс/м | 50,0 | 1,2 |
|
2.1.3.6 то же при жидком шлакоудалении, кгс/м | 30,0 | 1,2 |
|
2.1.3.7 шлака в холодной воронке при сухом шлакоудалении, кгс | Определяется по номинальным размерам | 1,2 | Заполнение воронки принимается: для котлов производительностью до 1000 т/ч - на 0,3 объема, свыше 1000 т/ч - на 0,15 объема. Нагрузки на стены не заполненной шлаком части холодной воронки определяются по 2.1.3.5. Объемная масса шлака  - 1,4 т/м
|
2.1.3.8 золы на потолочных трубах или шлака снизу потолочных труб при мембранном выполнении потолка, кгс/м | 30,0 | 1,2 | Объемная масса золы  - 1,0 т/м |
2.1.3.9 загрязнения поверхностей нагрева газомазутных котлов, кгс/м | 5,0 | 1,2 | Толщина отложений  - 2 мм Плотность отложений - 2,6 т/м |
2.1.4 от золы на поверхностях нагрева, в том числе: |
|
|
|
2.1.4.1 золы в пакетах змеевиков перегревателей и экономайзера, кгс | uтр |
| uтр - объем труб в пакете |
2.1.4.2 золы и дроби в бункерах конвективного газохода, кгс | Определяется по номинальным размерам | 1,2 | Нагрузка определяется из условия заполнения всего объема бункера |
|
|
| Объемную массу золы с дробью вычисляют по формуле:  , где  - вес золы в бункере при нормативном его заполнении u;  - вес разового заполнения дроби Объемная масса золы - 1,2 т/м . Угол естественного откоса 40°. Под бункером понимается конусная часть от нижней отметки газохода |
2.1.4.3 золы в трубчатом воздухоподогревателе, кгс | Определяется по номинальным размерам | 1,2 | Заполнение труб для холодной ступени - 50%, для остальных 15% |
2.1.4.4 пыли и золы на потолочном перекрытии котла, кгс/м : |
|
| Объемная масса золы пыли  - 0,7 т/м |
внутри "шатра" или "теплого ящика"
| 50,0 |
|
|
сверху "шатра" или "теплого ящика" или при отсутствии их | 30,0 |
|
|
2.1.4.5 золы и дроби в газопроводе уходящих газов, кгс/м | 100,0 | 1,2 | Объемная масса золы с дробью  - 2 т/м |
2.1.5 от давления или разрежения в топочной камере и газоходах, кгс/м | Определяется по [1] |
|
|
2.1.6 от усилий компенсаций расширения трубопроводов, в том числе: |
|
|
|
2.1.6.1 компенсации паропроводов: усилие от самокомпенсации, кгс на 1 нитку для труб диаметром: |
| 1,2 | При проектировании трубопроводов должна быть выбрана схема, обеспечивающая нагрузки не выше заданных |
до 273 мм | 2000 |
|
|
до 630 мм | 5000 |
|
|
более 630 мм | 8000 |
|
|
изгибающий момент, тс·м для труб диаметром: |
|
|
|
до 273 мм | 10 |
|
|
до 630 мм | 20 |
|
|
более 630 мм | 40 |
|
|
2.1.6.2 компенсации пылегазовоздухопроводов: |
|
|
|
усилие от самокомпенсации, кгс | Определяется по номинальным размерам | 1,2 |
|
изгибающий момент, тс·м | Определяется по номинальным размерам |
|
|
2.2 Кратковременные нагрузки |
|
|
|
2.2.1 от воздействия тепловых удлинений при растопке котла, в том числе: |
|
|
|
от тепловых перекосов балок топки и конвективной шахты при увеличенной разности температур соседних колонн: | Определяется по 2.1.12 | 1,4 |
|
усилия реакции опор, кгс |
|
|
|
изгибающий момент, тс·м |
|
|
|
2.2.2 от массы материалов и людей на площадках обслуживания, кгс/м | 250,0 | 1,0 | Суммарная нагрузка на колонны от всех площадок котла принимается с коэффициентом 0,8 |
2.2.3 ветровые и снеговые при открытых и полуоткрытых установках, кгс | Определяется по [2] | 1,0 | Либо район установки указывается заказчиком |
3 Особые нагрузки |
|
|
|
3.1 сейсмическая | Определяется по [3] | 1,0 | Район установки указывается заказчиком |
3.2 от увеличения шлакования поверхностей нагрева в период освоения и наладки | Определяется по 2.1.3 | 0,5 | В сочетаниях нагрузок суммируется с нагрузкой по 2.1.3 |
3.3 от реактивных усилий действия предохранительных клапанов, кгс |  , где  =1 при установке двух клапанов на котел; =2 при установке на котел более двух клапанов;  - абсолютное давление в выхлопном сечении, кгс/см ;  ; D - расход пара через клапан, т/ч, определяется по [4];
 - выхлопное сечение,см | 1,0 |
|
3.4 от осадки основания фундамента под опорами каркаса, кгс |
|
| Величина осадки  задается заказчиком и учитывается только при   - расстояние между колоннами по горизонтали |
4 Сочетания нагрузок
4.1 В зависимости от состава учитываемых нагрузок различаются:
- основные сочетания нагрузок, состоящие из постоянных, длительных и кратковременных нагрузок;
- особые сочетания нагрузок, состоящие из постоянных, длительных, кратковременных и одной из особых нагрузок.
4.2 При расчете конструкций и оснований на основное и особые сочетания нагрузок расчетные значения действующих на котлоагрегат нагрузок принимаются с коэффициентами, приведенными в таблице 2.
Таблица 2
|
|
|
Тип сочетания | Нагрузка | Коэффициент |
Основное | Постоянные нагрузки по 1.1-1.4.2 | 1,0 |
| Длительные нагрузки по 2.1-2.1.6.2. Кратковременные нагрузки по 2.2.1-2.2.3 в количестве: | 1,0 |
| одной | 1,0 |
| двух и более | 0,9 |
Особое | 1 От реактивных усилий действия предохранительных клапанов: |
|
| особая нагрузка по 3.3 | 1,0 |
| постоянные нагрузки по 1.1-1.4.2 | 1,0 |
| длительные нагрузки по 2.1-2.1.6.2 | 0,9 |
| кратковременные нагрузки по 2.2.1-2.2.3 | 0,8 |
| 2 При сейсмическом воздействии: |
|
| сейсмическая нагрузка | 1,0 |
| постоянные нагрузки по 1.1-1.4.2 | 0,9 |
| длительные нагрузки по 2.1-2.1.6.2 | 0,8 |
| кратковременные нагрузки по 2.2.1-2.2.2 | 0,5 |
| 3 При осадке основания фундамента под опорами каркаса: |
|
| нагрузка от осадки по 3.4 | 1,0 |
| постоянные нагрузки по 1.1-1.4.2 | 1,0 |
| длительные нагрузки по 2.1-2.1.6.2 | 0,9 |
| кратковременные нагрузки по 2.2.1-2.2.3 | 0,8 |
Приложение А
(обязательное)
Форма таблицы для расчета нагрузок на каркас котла
А.1 При расчете нагрузок на каркас котла необходимо пользоваться формой А.1, которая оформляется и подлежит хранению как конструкторский документ.
А.2 Нагрузки рассчитываются в соответствии с настоящим стандартом на стадии эскизного или технического проекта и могут подлежать последующему уточнению.
А.3 Нагрузки, определяемые заказчиком, должны быть указаны в технических условиях на котел.
А.4 Форма А.1 прилагается к расчету каркаса.
А.5 К форме А.1 прилагается схема каркаса с цифровым обозначением нагрузок около стрелок, указывающих точки приложения и направления нагрузок.
Форма А.1 - Расчет нагрузок на каркас котла
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Наи- ме- нова- ние наг- руз- ки и еди- ница изме- рения | Циф- ровое обо- значе- ние наг- рузки | Число одина- ковых нагру- зок | Нагрузка | При- меча- ние | |||||||||||||||||
|
|
| постоянная | временная | суммарная расчетная при сочетании |
| |||||||||||||||
|
|
| нор- матив- ная | Коэф- фици- ент пере- грузки | рас- чет- ная | длительная | кратковременная | особая | основном | особом |
| ||||||||||
|
|
|
|
|
| нор- матив- ная | Коэф- фици- ент пере- грузки | рас- чет- ная | нор- матив- ная | Коэф- фици- ент пере- грузки | рас- чет- ная | нор- матив- ная | Коэф- фици- ент пере- грузки | рас- чет- ная | нор- матив- ная | Коэф- фици- ент пере- грузки | рас- чет- ная | нор- матив- ная | Коэф- фици- ент пере- грузки | рас- чет- ная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Библиография
|
|
[1] | СО 153-34.03.352-2003 "Инструкция по обеспечению взрывобезопасности и топливоподачи установок для приготовления и сжигания пылевидного топлива" |
[2] | СП 20.13330.2011 Свод правил "Нагрузки и воздействия" |
[3] | СП 14.13330.2014 Свод правил "Строительство в сейсмических районах" |
[4] | Технический регламент Таможенного союза "О безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением" (ТР ТС 032/2013) (принят решением Совета Евразийской экономической комиссии от 2 июля 2013 г. N 41) |
|
|
|
УДК 621.184.72:006.354 | МКС 27.040 | ОКП 31 1000 |
| ||
Ключевые слова: каркас котла, нагрузки на каркас котла, нормы нагрузок, котлы стационарные паровые, стальные конструкции | ||