圆筒型管式炉钢结构设计.doc

1 总则 1.0.1 本标准适用于石油化工新建圆筒形 ( 包括对流辐射型，纯辐射型圆筒炉和炉 顶烟囱，以及余热回收系统)管式炉的钢结构设计与计算(图1.0.1-1，图1.0.1-2)，改 建和扩建的圆筒形管式炉可参照执行。 1.0.2 执行本标准时，尚应符合现行有关标准和规范的要求。 1.0.3 本标准代替原《圆筒形加热炉钢结构设计》（BA9-1-7-86)工程设计标准。  图1.0.1-1 对流辐射型圆筒炉 图1.0.1-2 纯辐射型圆筒炉 2 设计原则与设计顺序 2.1 设计原则 2.1.1 根据炉管等布置的要求和自然气象条件的要求，确定合理的结构方案，使钢 结构构件充分发挥结构功能，并应满足结构构造要求；满足结构在运输安装中的强度、钢度要求，此外，尚应考虑余热回收系统的设计与计算。 2.1.2 圆筒炉筒体直径等于大于 4m 时，应采用有立柱的筒体结构，立柱的根数应 为偶数，相邻两立柱之间的筒体外壁弧长应为 1.6～2.7m，立柱截面的长细比不应 大于150。 2.1.3 筒体直径大于 4m，筒体上边对流室框架高度大于4m，且筒体壁厚较薄时， 筒体上、下口环梁宜为矩形空腹组合截面。 2.1.4 筒体中间环梁上、下间距宜为2～3m。 2.1.5 有立柱的筒体，筒体壁厚不应小于4.5mm；无立柱的筒体壁厚不应小于 6mm。 2.1.6 对流室钢结构，先用持力斜撑承重时，(图2.1.6)斜撑与竖向或水平杆之间的 夹角宜为30°～60°。 2.1.7 对流室立柱截面的长细比不应大于 135；底大梁的最大挠度不应大于 L/450 (L-对流室底大梁的跨度)；支承烟囱的顶大梁的最大挠度不应大于L/400 (L-顶大梁 的跨度)。 2.1.8 对流室侧面(沿对流炉管长度方向)桁架宜避开吹灰器布置的方位。 2.1.9 对流室侧向横梁间距宜为2.5～5m。 2.1.10 对流室顶部烟囱采用插入式连接时，在对流室顶面应设置平行顶平面的斜 支撑。 2.1.11 顶部烟囱的高径比不应大于 20，当下部带有圆锥段时，圆锥段的底圆直径 一般可取烟囱直径的1.5～1.8倍，锥顶角不应大于60°；当下部带有天圆地方段时，天 圆地方段相对壁板的交角不应大于60°；烟囱壁板厚不应小于6mm。 图2.1.6 带持力斜撑的对流室 2.1.12 炉顶烟囱的底座连接，当采用法兰形式时，连接螺栓不应小于M16，螺栓间 距不应大于250mm(图2.1.12(a))；当采用高台底座形式时，连接螺栓不应小于M24，螺 栓数量不应少于8个(图2.1.12(b))。 2.1.13 炉底柱采用工字钢时，其规格不应小于工 20a；采用双槽钢组合截面时，其 规格不应小于(16a。 2.1.14 柱脚底板厚度不应小于14mm，当为高台底座(图2.1.14)的柱脚时，高台底座 的盖板厚度不应小于16mm。 (a)法兰形式 (b)高台底座形式 图2.1.12 炉顶烟囱连接形式 2.1.15 地脚螺栓不应小于M24，对于轴心受拉柱的柱脚，每根立柱的地脚螺栓不应 少于2个；对于偏心受压柱的柱脚，每根立柱的地脚螺栓不应少于4个，地脚螺栓采用双螺母固定。 图2.1.14 柱脚形式 2.2 设计顺序 2.2.1 选材，钢结构选材应符合下列要求： a) 当建厂区域冬季计算温度等于低于-20℃时，应采用Q235-B钢或16Mn钢；当建 厂区域温度高于-20℃时，应选用Q235-B.F钢； 注：冬季计算温度应按国家现行《采暖通风和空气调节设计规范》中规定的冬 季空气调节室外计算温度确定(见BA9-1-6-96)附录E。 b) 焊接用焊条，焊丝应符合现行标准《碳钢焊条》、《低合金钢焊条》和《焊接 用焊丝》的规定，所选择的型号应与母材金属强度相适应； c) 采用普通螺栓连接时，材质应符合现行标准《碳素结构钢》中规定的 Q235 -B 钢；采用高强度螺栓连接时，材质应符合现行标准《钢结构用高强度大六角头螺栓，大六角头螺母，垫圈型式与技术条件》中的规定。 2.2.2 设计指标，本标准采用容许应力法设计. a) 钢材的容许应力值、焊缝的容许应力值和普通螺栓连接的容许应力值，应分别 按《石油化工管式炉钢结构设计规范》SH3070-95中的表 3.22、表 3.23和表 3.24 选用； b) 摩擦型高强度螺栓连接的设计要求，应符合《石油化工管式炉钢结构设计规 范》SH3070-95中的表6.3.1-1和表6.3.1-2的规定。 2.2.3 荷载分类及其效应组合应按《管式炉钢结构设计荷载确定》(BA9-1-