鋼結(jié)構(gòu)基本原理-同濟第二版沈祖炎重點習題課后答案

習題1：1-11-2兩種結(jié)構(gòu)布置方案，在柱頂承受軸心壓力P作用。這兩Q235，截面無孔眼削弱，柱截面采用焊接工字定性確定的柱子所能承受的最大軸心壓力P各是多少？分析比較這兩種方案的優(yōu)劣？1-11-2解：1)圖1-1所示結(jié)構(gòu)布置方案l 6000mm；l 3000mm0x 0yA250142250109500mm1 I 1225027832402503 135103167mm4xy1 xyI 12250314210325036479167mm4IAx1351031679500IyA364791679500i 119.3mmIAx1351031679500IyA364791679500x y

62.0mm l0x

6000 50.3；

l0y

3000 48.4x i 119.3x

y i 62.0y此截面對x軸為b類，對yc類，查表得 0.855(附表4-4)； 0.785(附表4-5)x y應根據(jù)y

確定柱子整體穩(wěn)定的承載力Pmax

Afy

0.78595002151603kN1-2所示結(jié)構(gòu)布置方案l 6000mm；l 3000mm0x 0yA9500mm；i 62.0mm；i 119.3mmx y l0x

6000 96.8；

l0

3000 25.1x i 62.0x

y i 119.3y此截面對x軸為c類，對yb類，查表得 0.478(附表4-5)； 0.953(附表4-4)x y應根據(jù)x

確定柱子整體穩(wěn)定的承載力Pmax

Afx

0.4789500215976kN分析比較兩種結(jié)構(gòu)布置方案所使用的材料完全相同，但是圖1-1所示方案（A）1603kN1-2所示方案（為下文表述的方便，以后簡稱方案B）976kN。由此，可以判斷方案A更好。在方案A等穩(wěn)定（穩(wěn)定系數(shù)分別為0.850.78。（穩(wěn)定系數(shù)分別為0.47、0.95。而構(gòu)件最終首先相對弱軸發(fā)生破壞，盡管構(gòu)件相對強軸的承載能力很高，但是這個承載力沒有發(fā)揮的機會。習題2：Q345中上翼緣作用有集中荷載F=400kN(設計值)，F(xiàn)k=310kN(標準值)，試對此梁進行強度、剛度及整體穩(wěn)定驗算。(應考慮構(gòu)件自重)y-14X300-8y-14X300-8X1000451o-12X200575yF圖2-1解：1、截面幾何性質(zhì)計算A14300810001220014600mm2計算截面形心位置，設截面形心到受壓翼緣邊緣的距離為y1143007810005141220010201y 146001

451mmy21026451575mm1 81000381000514452Ix121430045172122005756

2.30342109mm41 1 1yI 1214300312100083121220033.9543107mm4yIyA3.954310714600i IyA3.954310714600y按受壓纖維確定的截面模量2.303421091xW 451 5.1074106mm31x按受拉纖維確定的截面模量2.303421092W 575 4.0059106mm2受壓翼緣板對x軸的面積矩S 1430071864800mm31x受拉翼緣板對x軸的面積矩S 1220061365600mm32xX軸以上截面對x軸的面積矩S Sx 1x

81414218648007838762628676mm32、梁的內(nèi)力計算梁自重標準值g 1.29.8A1.29.87850146001061347.8Nmk式中1.2為考慮腹板加勁肋等附加構(gòu)造用鋼材使梁自重增大的系數(shù)9.8梁自重設計值g gG k

1.21347.81617.4Nm1.62kNm梁彎矩設計值1 1M 1.62122max 8剪力設計值1 1

44001229.1612001229.16kNmVmax

21.6212

2400209.72kN(支座截面)跨中截面的剪力設計值1V2400200kN3、強度驗算支座截面受到的剪力最大，但此截面所受彎矩為0，故對此截面只需驗算抗剪強度V maxSxV

209.721032628676 29.9Nmm2

180Nmm2max Itxw

2.303421098 v上、下翼緣相交位置的折算應力驗算。截面邊緣的正應力驗算Mmax

1229.16106 292.2N

f310Nmm2W 1.054.0059106x nx跨中截面中和軸位置的剪應力必然小于支座截面中和軸位置的剪應力，支座截面的抗剪強度滿足，則跨中截面的抗剪強度必然滿足。由于在跨中截面及支座截面設置有支承加勁肋，因而可以不必驗算腹板局部承壓強度。腹板與上翼緣相交位置的折算應力驗算1229.1610614 233.2Nmm21 2.303421092001031864800 20.2Nmm21 2.303421098 0c22321c1 c1

233.22320.22235.8Nmm2233.22320.22腹板與下翼緣相交位置的折算應力驗算1229.1610612 2 2.30342109

300.4Nmm22001031365600 14.8Nmm22 2.30342109822222300.42314.82強度滿足要求！4、剛度驗算跨中最大撓度Pl3 5gl4

301.5Nmm2f310Nmm2Tv 48EI Tx x 310103120003 51.3478120004482.061052.30342109 3842.061052.3034210924.3mmvT

l400

30mm剛度滿足要求！5、整體穩(wěn)定驗算集中荷載產(chǎn)生的彎矩占總彎矩的百分比1200 100%97.6%1229.16故按跨度中點作用一個集中荷載查取等效彎矩系數(shù) 1.75bl 1ly iy

6000115.452.0對單軸對稱截面11I1211

1430033.15107mm42I 121220038.0106mm42I 1Ib II1 2

3.15107 3.151078.0106梁截面屬于受壓翼緣加強的單軸對稱工字形截面，則不對稱影響系數(shù)b b

10.80.797510.475Q345鋼屈服強度f 345Nmm2y梁的整體穩(wěn)定系數(shù)1t1t24.4hy1 b b W b fy x y4320 146001026

115.4142

2351.75

1

0.475

1.7430.6115.42

5.1074106

4.41026

345對梁的整體穩(wěn)定系數(shù)進行非彈性修正1.070.2821.070.2820.908b bM 1229.16106

1.743maxW

265.0N/0.9085.1074106

f310N/mm2b x整體穩(wěn)定性滿足要求！習題3：圖中所示為Q235鋼焰切邊工字形截面柱，兩端鉸接，截面無削弱，承受軸心壓力的設計值N=900kN，跨中集中力設計值為F=100kN。(1)驗算彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定性；(2)根據(jù)彎矩作用平面外穩(wěn)定性的要求確定此柱至少需要幾道側(cè)向支撐桿。(構(gòu)件自重可忽略不計)F-12X-12X320-10X640xN N解：(1)平面內(nèi)穩(wěn)定性驗算A1232021064014080mm2 I 32066433106403 121.03475109mm4xI 64010312212320312yW 1.034751093323116702mm3xI Ayi I AyyI Axi I Axx

68.3mm65589333140801.034751091408065589333140801.0347510914080 l i 15000271.155.3該截面對軸均屬于b類查表得 0.8315x 0x x x 1.0，mx x

1.05N 2EA

3.1422.0610514080

8501.3kNEx x

1.155.32M 110015375kNmx 4N MAW1x.8NNx x 1x Ex 900103

1.03751060.831514080 1.0531167020.89008501.3202Nmm2f215Nmm2平面內(nèi)穩(wěn)定性滿足要求！(2) 平面外穩(wěn)定性驗算若僅有一道側(cè)向支撐，則loy

7500mm l i 750068.3109.8，b類截面， 0.4942y 0y y yy1.07 f 1.07109.822350.7960yyb 44000 235 44000 235N M 900103 1.0375106A tx W

0.4942

140800.79603116702280.5Nmm2f215Nmm2y b 1x面外穩(wěn)定性不滿足要求！若僅有二道側(cè)向支撐，則loy

5000mm l i 500068.373.2，b類截面， 0.7308y 0y y yy1.07 f 1.0773.222350.9482yyb 44000 235 44000 235N M 900103 1.0375106A tx x 214.4Nmm f215Nmm2 2W 0.730814080 0.94823116702y b 1x面外穩(wěn)定性滿足要求！此柱至少需要2道側(cè)向支撐桿。第94頁-4.3：解：截面特征參數(shù)A240202896017280mmI 24010003 96032.8951109mm41 1xn 12 122.8951109xnW 500 5790208mm3xn1Wpn4 mm8 9602 240 20 980 6547200 3由計算簡圖可知，構(gòu)件截面上的最大彎矩為：1M8ql2按式（4-13）N M

1500103 M xf

x 215

742272.5NmA Wn xn

d 17280 5790208 x8Mq xl2

8742272.592784.1Nm(0.9278kN/cm)82按式（4-17）N Afp y

172802454233600N(4233.6kN)N 1500103N 4233600p

0.350.13W fpx pn

65472002451604064Nm(1604.1kN·m)N 1 Mx

1500000 1 M1

1

1191090.3NmN 1.15Mp

4233600 1.151604064 x8M 81191090.3q x 148886.3Nm(1.489kN/cm)l2 82按式（4-18）Afp y

172802454233600NN 1500103

0.400.13Af 17280215n dN 1 Mx f

1500000 1 M

215

965211.9NmA 1.15n

pnx

d 17280 1.15 6547200 x8M 8965211.9q x 120651.5Nm(1.206kN/cm)l2 82x按式（4-20）xNMx

1500103 M

215

779386.1NmA Wn xn

d 17280 1.055790208 x8Mq x

8779386.197423.3Nm(0.974kN/cm)l2 82NM

1500000M M

0M502622.2Nmq

8502622.2

62827.8NmA W 17280 5790208 82故：當q62827.8Nm(0.628kN/cm)時，不考慮穩(wěn)定問當q62827.8Nm時，應考慮穩(wěn)定問題第95頁-4.4：解：截面參數(shù)A300122837610208mm2I 3004003 37633.065108mm41 1xn 12 123.065108Wxn 1

1532519.3mm3(1532.5cm3)Wpxn

483762300123881679552mm31 1ynI 12123003212833765.4016107mm4yn5.4016107Wyn 150

360107.0mm3(360.1cm3)Wpyn

1 141230022437682546016mm3按式（4-24）計算NMx

M

1070103 161106 38106 315.4Nmm2

310Nmm2A W Wn xn

10208 1532519.3 360107.0 d強度不滿足要求！計算NMxA W

MyW

1070103 161106 38106d 10208 1679552546016270.3Nmm2fd

310Nmm2n pxn pyn強度滿足要求！按式（4-26）計算NMxN

MyA Wn x xn

Wy yn1070103 161106 38106d 10208 1.051532519.31.2360107.0292.8Nmm2fd強度滿足要求！135解：由題意可知l l 2600mm0x 0y查型鋼表可知型鋼I16：

310Nmm2A26.11cm2，i 6.57cm，i 1.89cm，bh881600.550.8x x l0x

2600 39.6x i 65.7xl 2600 0y iy

18.9

137.6此截面對x軸為a類截面，對y軸為b當采用Q235x0.942，y0.355此構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)為：min(,x y

)0.355Ncrd

Afd

0.3552611215199.3kN當采用Q345時，查表可知fy235 39.6fy235x

48.0，345235345235

0.921fy235 137.6fy235y

166.7，345235345235

0.257此構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)為：min(,x y

)0.257Ncrd

Afd

0.2572611310208.0kN第136頁-5.6：xy解：截面參數(shù)A55372166008.520538mm2 I 2344.155.3730 x 12

1.6

605

127947.5cm4I 27115y

11.630.8514250.2cm412IxA10420538i IxA10420538xIyA14250.210420538i IyA14250.210420538y l0x800032.1x i 249.6xl 0y

4000

48.0y i 83.3y此截面對x，y軸均為b類截面，當采用Q345時，由f235y345235 f235y345235y

58.2查表可得，0.817軸心壓力設計值為：NAf0.817205383105201.7kN第137頁-5.8：xy解：截面參數(shù)A8607217214mm2i 158.8mmy I 2659.986.07552 522043.3cm4xIxA522043.310417214i IxA522043.310417214xl 20000 0x ixl

36.3550.710000 0y iy

158.8

63.0I40a對弱軸的回轉(zhuǎn)半徑i12.77cm80 1 2.77

28.92x22x2136.3228.920x

46.4此截面對x，y軸均為b類截面，查表得0.7912 N 200010 1469Nmm f205Nmm2 A 0.79117214整體穩(wěn)定滿足要求！P210-7.3:解：計算截面特征參數(shù)A 3001223761010960mm2n1 1xI 1230040031229037633.15363108mm4x3.15363108nxW 200 1576817.1mm3nx3.1536310810960i 3.1536310810960x強度驗算N Mx

800103 120106 145.5Nmm2

215Nmm2A Wn x nx

10960 1.051576817.1 d彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性 l0x

12000 70.7x i 169.63x截面為b類，查表得 0.747xM 0.650.35 Mmx M1

0.650.35

80120

0.417N

2

3.1422.0610510960

4048606NEx 1.170.72xN Mmx xA N x W 10.8 x 1x NEx 800103 0.4171201060.74710960

8001031.05157681710.8

4048606133.6Nmm2fd

215Nmm2平面內(nèi)穩(wěn)定滿足！P266-8.1:解：計算焊縫截面受到的內(nèi)力NFcos45VFsin45MFesin45在N、M的作用下，截面的最上邊緣最不利FF 22F200 22 fw215A W 6712 692.2103 txF694317N694kN假定剪力由與梁腹板對應的焊縫均勻承擔FF 22A 2540 w

w125F449013N449kNv焊縫截面在上翼緣與腹板相交處腹板的高度h0

A tw

25.40.9526.7cm267mm N M h

267 0 F F 22F200 22x

h 6712 692.2103

320221F22 F2006712692.2103 320 254022 26723F222F425745N426kN

1.1fw1.1215t綜合1、2、3的結(jié)果，該連接所能承受的最大外力F426kNP267-8.3:解：計算焊縫截面受到的內(nèi)力VN400kNM0.01N4000.014kNm該連接共有兩條角焊縫，每條角焊縫的計算長度l 200mmw焊縫有效截面的面積A 0.7h lw f

0.7hf

2200280hf

mm2焊縫有效截面的截面模量W 1h

l2

1 0.7

22002

mm3w 6 e w 6 f f焊縫強度計算 V f Aw

400103f280h ；ff

MWw

41069333.3hf22 f2ff4106240010329333.3h1.22280hf f取焊腳尺寸h f

200hf

7.4mmP267-8.7:解：各條焊縫計算過程如下：1．A焊縫A焊縫承擔的剪力VN1

N 150489.4120.45 0.45A焊縫承擔的彎矩M

2 V 2

339.4176.4kNm V

339.41103

41.8MPaf 0.7hlf w

0.71022101 M1f 0.7h6 f

97.3MPa0.7100.71026002102676.4106w2 f2ff97.321.2241.82A焊縫滿足要求！

90.1MPafwf2．B焊縫肢背焊縫承擔的力NB1

kN1

0.7230161kN肢尖焊縫承擔的力N kN 0.323069kNB2 2 3肢背焊縫的長度N161103Nl B1 2h 26131.8mm135mmB1 0.7hfw f 0.762160f f肢尖焊縫的長度N

69103lB2

B2hf

2hfw f

2663.3mm65mm0.7621603．C焊縫C焊縫的計算過程與B焊縫完全相似，過程略P269-8.12：解：單個螺栓的受剪承載力d2

162Nbn fv v 4 v

2

320128.7kN4單個螺栓的承壓承載力Nbdfb t1640520129.6kNc c取上述兩者的較小值Nb

min

Nb,Nb

128.7kNv c v連接一側(cè)螺栓所能承受的力FnNbv

13128.71673.1kN連接件（或被連接件）自身強度由連接構(gòu)造可知，連接件的總厚度t12224mm，而被連接件的總厚度t20mm1-12-2截面（分別如下圖所示）1 2F F F F1 2由1-1截面的強度FfAd n

205440216201115.2kN由2-2截面的強度 FfA205 6026024402165201391.6kNd n綜上所述，該連接所能承受的外荷載Fmax

min(1673.1 1115.2 1391.6)1115.2kNP269-8.13：解：單個高強螺栓摩擦型連接的受剪承載力Nb0.9nv f

P0.920.315583.7kN連接一側(cè)螺栓所能承受的力FnNb1383.71088.1kNv連接件（或被連接件）自身強度1FF12FF2由連接構(gòu)造可知，連接件的總厚度t12224mm，而被連接件的總厚度t20mm1FF12FF2由1-1截面的強度F11

fAd

205440216201115.2kN考慮摩擦型連接孔前傳力F F0.5n nF

F 1115.2 1260.7kN110.5n n1110.5n n110.5313F22

fAd

205 6026024402165201391.6kN考慮摩擦型連接孔前傳力10.5n n12210.510.5n n12210.5513綜上所述，該連接所能承受的外荷載F min(1088.1 1260.7 1722.9)1088.1kNmax附錄資料：不需要的可以自行刪除鍋爐知識第一章鍋爐基礎知識第一節(jié)概述一．鍋爐的工作過程：使水達到所需要的溫度（熱水）（即鍋爐本體水壓部分（即燃燒設備部分高溫條件下安全的工作。二．鍋爐參數(shù)：熱水鍋爐而言是指鍋爐的熱功率、出水壓力及供回水溫度。蒸發(fā)量（D）蒸發(fā)量（D）蒸汽鍋爐長期安全運行時，每小時所產(chǎn)生的蒸汽數(shù)量，即該臺鍋爐的蒸發(fā)量，用D”表示，單位為噸/小時（t/h。（二）熱功率（（二）熱功率（Q）熱水鍋爐長期安全運行時，每小時出水有效帶熱量。即該臺鍋爐的熱功率，用“Q”表示，單位為兆瓦（MW104小時（104Kcal/h。（三）工作壓力（三）工作壓力工作壓力是指鍋爐最高允許使用的壓力。工作壓力是根據(jù)設計壓力來確定的，通常用MPa來表示。（四）溫度（四）溫度溫度是標志物體冷熱程度的一個物理量，同時也是反映物質(zhì)熱力狀態(tài)的一個基本參數(shù)。通常用攝氏度即“t℃度是指鍋爐出口的熱水溫度。第二節(jié)鍋爐的分類和規(guī)格型號一．鍋爐的分類由于工業(yè)鍋爐結(jié)構(gòu)形式很多，且參數(shù)各不相同，用途不一，故到目前為止，我國常見的有以下幾種。低壓鍋爐：P≤2.5MPa；中壓鍋爐：P=2.6∽5.9MPa；高壓鍋爐：P=6.0∽13.9超高壓鍋爐：P≥14MPa。按鍋爐的蒸發(fā)量分類（1）小型鍋爐：D<20噸/小時；（2）中型鍋爐：D=20∽75噸/小時；（3）大型鍋爐：D>75噸/小時。按鍋爐用途分類電站鍋爐、工業(yè)鍋爐和生活鍋爐。按鍋爐出口介質(zhì)分類蒸汽鍋爐，熱水鍋爐，汽、水兩用鍋爐。按采用的燃料分類燃煤鍋爐、燃油鍋爐和燃氣鍋爐。二．鍋爐的規(guī)格鍋爐與其它機電設備一樣，都有其一定規(guī)格和型號，以表明設備的性能，工業(yè)GB1921GB3166然而，隨著開放搞活，用戶對鍋爐的需求也越來越多樣化、實用化。故近年來，三．鍋爐型號JB1626三部分組成。各部分之間用短線隔開。表示方法如下：1—11—2一個漢語拼音字母代表燃燒方式（廢熱鍋爐無燃燒方式代號）見表1—3；第三段用阿拉伯數(shù)字表示蒸汽鍋爐的額定蒸發(fā)量，單位為t/（噸/小時，或熱水鍋兆瓦平方米。第二章鍋爐結(jié)構(gòu)第一節(jié)常用中小型鍋爐一．立式鍋殼鍋爐應用。LHG二．臥式鍋殼鍋爐臥式鍋殼式鍋爐是工業(yè)鍋爐中數(shù)量最多的一種。目前已由原來最大生產(chǎn)4t/h（少量的也有6t/h）發(fā)展到可以生產(chǎn)40t/h鍋殼式鍋爐。臥式內(nèi)燃鍋殼式鍋爐臥式內(nèi)燃鍋殼式鍋爐以其高度和尺寸較小，適合組裝化的需求，采用微正壓燃燒時，密封問題容易解決，而爐膛的形狀有利于燃油燃氣，故在燃油（氣）鍋爐WNS（氣鍋爐。臥式外燃鍋殼式鍋爐這是我國工業(yè)鍋爐中使用的最多、最普遍的一種爐型，按現(xiàn)行的工業(yè)鍋爐型號編制方法，應用代號WW，但目前國內(nèi)鍋爐行業(yè)均用水管鍋爐的形式代號DZ來表示。如我廠的DZL系列產(chǎn)品。臥式外燃水火管鍋爐與臥式內(nèi)燃水火管鍋爐的主要區(qū)別，在于臥式外燃水火管熱效率較高。三．水管鍋爐水管鍋爐。SZL四.熱水鍋爐熱水鍋爐是指水在鍋爐本體內(nèi)不發(fā)生相變，即不發(fā)生蒸汽，回水被送入鍋爐后（一）熱水鍋爐的特點1．鍋爐的工作壓力熱水鍋爐的工作壓力取決于熱系統(tǒng)的流動阻力和定壓值。熱水鍋爐銘牌上給出的工作壓力只是表明鍋爐強度允許承受的壓力,而在實際運行中，鍋爐壓力往往低于這個值。因此熱水鍋爐的安全裕度比較大。煙氣與鍋水溫差大，水垢少，因此傳熱效果好，效率較高。20%左右。鍋爐內(nèi)任何部分都不允許產(chǎn)生汽化，否則會破壞水循環(huán)。如水未經(jīng)除氧，氧腐蝕問題突出；尾部受熱面容易產(chǎn)生低溫酸性腐蝕。熱水鍋爐的結(jié)構(gòu)形式管式熱水鍋爐這種鍋爐有管架式和蛇管式兩種，前者較為常見。管式熱水鍋爐是借助循環(huán)泵（集箱）鍋筒式熱水鍋爐這類熱水鍋爐，早期大都是由蒸汽鍋爐改裝而成的，其鍋水在鍋爐內(nèi)屬自然循來自然循環(huán)熱水鍋爐在我國發(fā)展較快。第二節(jié)基本結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)特點一臺合格的鍋爐，不論屬于那種形式，都應滿足“安全運行，高效低耗，消煙除塵，保產(chǎn)保暖”的基本要求。各受壓元件在運行時應能按設計預定方向自由膨脹；保證各循環(huán)回路的水循環(huán)正常，所有的受熱面都應得到可靠的冷卻；各受壓部件應有足夠的強度；應力集中；水冷壁爐墻的結(jié)構(gòu)應有足夠的承載能力；爐墻應有良好的密封性；作、檢修和清洗內(nèi)外部；應有符合要求的安全附件及顯示儀表等裝置，保證設備正常運行；鍋爐的排污結(jié)構(gòu)應變于排污；臥式內(nèi)燃鍋爐爐膽與回燃室（濕背式、爐膽與后管板（干背式與前管板（回燃式）的連接處應采用對接接頭。二、燃油（氣）鍋爐結(jié)構(gòu)特點：燃油（氣）鍋爐與燃煤鍋爐比較，由于使用燃料不同而在結(jié)構(gòu)上具有以下特點：燃料通過燃燒器噴入鍋爐爐膛，采用火室燃燒而無需爐排設施；由于油、氣燃燒后均不產(chǎn)生灰渣，故燃油（氣）備；（氣熄火保護、防爆等安全設施；所以與同容量的燃煤鍋爐比較，鍋爐體積小，結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積??；（氣爐膛結(jié)構(gòu)非常簡單。三．燃油鍋爐與燃氣鍋爐的區(qū)別則是將對流受熱面設計的大些。器。（，第三節(jié)燃煤鍋爐改成燃油（氣）鍋爐的基本原則一．燃煤鍋爐改成燃油（氣）鍋爐的基本原則被改造的燃煤鍋爐必須具備以下條件：①原鍋爐的受壓元件必須基本完好，有繼續(xù)使用的價值；②原鍋爐的水氣系統(tǒng)和送、引風系統(tǒng)必須基本完好。改造后的鍋爐應達到如下目的：①保持原鍋爐的額定參數(shù)（如汽壓、汽溫、給回水溫度等）不變；②保持或提高原鍋爐的出力和效率。通過改造達到消煙除塵，滿足環(huán)保要求。鍋爐改造方案必須簡單，易行，投資少，見效快，工期短。因此鍋爐改造結(jié)構(gòu)范圍。二．燃煤鍋爐改成燃油（氣）鍋爐的注意事項機械化層狀燃煤鍋爐，要改成燃油（氣）考慮增加底部受熱面，以取代爐排，防止爐排過熱燒壞。小型鍋爐，由燃煤改成燃油（氣）正壓燃燒，必須注意爐墻結(jié)構(gòu)及密封問題。操作、檢查和維修方便。過熱氣的鍋爐尤為重要。防止高溫腐蝕，由燃煤改為燃油，由于燃料油中含有鈉、釩等金屬元素有機類，經(jīng)燃燒后生成氧化物共熔晶體的熔點很低，一般約為600℃左右，甚至更以提高其耐高溫腐蝕性能。防止爐膛爆炸，燃煤爐改為燃油（氣）爐時，當燃油霧化不良或燃燒不完全的油滴（燃氣）第三章鍋爐燃料工業(yè)鍋爐用燃料分為三類：固體燃料—煙煤，無煙煤，褐煤，泥煤，油頁巖，木屑，甘蔗渣，稻糠等；液體燃料—重油，渣油，柴油，等；氣體燃料—天然氣，人工燃氣，液化石油氣等。第一節(jié)煤一．煤的成分：自然界里煤是多種物質(zhì)組成的混合物，它的主要成分有碳、氫、氧、氮、硫、灰分和水分等。碳：用符號C50∽90%。H2%∽5%。S（SO2）或三氧化硫（SO3）氣體，污染大氣，對人體有害，這些氣體又與煙氣中水蒸汽凝結(jié)在受熱面上的水珠結(jié)合，生成亞硫酸（H2SO3）或硫酸（H2SO4）0.5∽5%。O1%∽10%。N它是有害物質(zhì)。在陽光紫外線照射下，可與碳氫化合物作用而形成光學氧化劑，引起大氣污染。灰分：用符號A5∽35%。水分：用符號W燒溫度降低。二．煤的發(fā)熱量1Kg煤完全燃燒時所放出的熱量，稱為煤的發(fā)熱量。高位發(fā)熱量（Qgw）指煤的最大可能發(fā)熱量。低位發(fā)熱量（Qdw）指煤在正常燃燒條件下的實際發(fā)熱量。我國目前的鍋爐燃燒設備都是按實際應用煤的低位發(fā)熱量來進行計算的。煤的能正確地考核鍋爐設備運行的經(jīng)濟性，通常將Qdw=7000Kcal/Kg(三．煤的燃燒（一）煤完全燃燒的條件適量的空氣一定的燃燒溫度燃料與空氣的混合均勻性充分的燃燒時間（二）煤的燃燒過程預熱干燥揮發(fā)分析出并開始著火燃燒固定碳著火燃燒固定碳的燃燒和灰渣的形成。第二節(jié)燃油和氣體燃料一．燃油（一）燃料油的物理特性重度（比重）（γ0.78∽0.98/3間，所以油比水輕，通常能浮在水面上。通常將20℃時比重作為油品的標準比重，用符號“d420”表示。發(fā)熱量（Q）油的重度愈小，則發(fā)熱量愈高。由于油中的碳、氫含量比煤高，因此其發(fā)熱量約為39800∽44000千焦/公斤。比熱（C）11℃KJ/Kg·℃。凝固點油的凝固點表示油在低溫下的流動特性。粘度相對運動的內(nèi)部阻力，這個內(nèi)部阻力就稱為粘度。油的粘度隨溫度升高而降低，隨溫度下降而增大。2∽43∽6好。沸點液體發(fā)生沸騰時溫度稱為沸點。油品沒有一個恒定的沸點，而只有一個沸點范圍。閃點燃油表面上的蒸汽和周圍空氣的混合物與火接觸，初次出現(xiàn)黃色火焰的閃光的溫度稱為閃點或閃光點。閃點表示油品的著火和爆炸的危險性，關系到油品儲存、輸送和使用的安全。閃點≤45℃最高加熱溫度外，更須注意油種的變化及閃點的變化。燃點（著火點）在常壓下，油品著火連續(xù)燃燒（5）火點。無外界明火，油品自行著火燃燒時最低溫度稱為自然點。爆炸濃度界限油蒸汽與空氣混合物的濃度在某個范圍內(nèi)，遇明火或溫度升高就會發(fā)生爆炸，這個濃度范圍就稱為該油品的爆炸濃度界限。10（二）常用燃油特點重油油的比重和粘度較大，脫水困難，流動性差。油的沸點和閃點較高，不易揮發(fā)。其特性與原油產(chǎn)地，配制原料的調(diào)和比有關。渣油硫份含量較高。比重較大。粘度和凝固點都比較高。作為鍋爐燃油時必須注意防止低溫腐蝕。輕柴油的特點：粘度小，流動性好，在運輸和物化過程中，一般不需要加熱。含硫量較小，對環(huán)境污染也小。（一）氣體燃料的化學組成氣體燃料的化學成份由可燃部分和不可燃部分組成。不可燃成分有氮，氧，二氧化碳，氧化硫和水蒸氣。（二）分類36533KJ/m315.0%，.5.0%。人工燃氣，是指以煤或石油產(chǎn)品為原料，經(jīng)過各種加工方法而產(chǎn)生的燃氣。油制氣，是指以石油產(chǎn)品為原料，經(jīng)過各種加工方法而產(chǎn)生的燃氣?；衔?。（三）特點：具有基本無公害燃燒的綜合特性。容易進行燃燒調(diào)節(jié)。作業(yè)性好，即燃氣系統(tǒng)簡單，操作管理方便，容易實現(xiàn)自動化。和維持發(fā)熱量。易燃易爆且有毒氣體燃料與空氣在一定比例下混合會形成爆炸性氣體。另外氣體燃料大多數(shù)成分對人體和動物是窒息性的或有毒的。第四章鍋爐用水處理第一節(jié)鍋爐水處理的重要性鍋爐水質(zhì)不良會使受熱面結(jié)垢，大大降低鍋爐傳熱效率，堵塞管子，受熱面金屬過熱損壞，如鼓包、爆管等。另外還會產(chǎn)生金屬腐蝕，減少鍋爐壽命。因此，做好鍋爐水處理工作對鍋爐安全運行有著及其重要的意義。結(jié)垢水在鍋內(nèi)受熱沸騰蒸發(fā)后，為水中的雜質(zhì)提供了化學反應和不斷濃縮的條件。浮在鍋水中就稱為水渣；如果附著在受熱面上，則稱為水垢。鍋爐又是一種熱交換設備，水垢的生成會極大的影響鍋爐傳熱。水垢的導熱能力是鋼鐵的十幾分之一到幾百分之一。因此鍋爐結(jié)垢會產(chǎn)生如下幾種危害。浪費燃料鍋爐結(jié)垢后，使受熱面的傳熱性能變差，燃料燃燒所放的熱量不能及時傳遞到鍋水中，大量的熱量被煙氣帶走，造成排煙溫度過高，排煙若損失增加，鍋爐熱效率降低。為保持鍋爐額定參數(shù)，就必須多投加燃料，因此浪費燃料。大約1毫米的水垢多浪費一成燃料。受熱面損壞度降低，在鍋內(nèi)壓力作用下，發(fā)生鼓包，甚至爆破。降低鍋爐出力就會降低。腐蝕金屬破壞水中含有氧氣、酸性和堿性物質(zhì)都會對鍋爐金屬面產(chǎn)生腐蝕，使其壁厚減薄、凹陷，甚至穿孔，降低了鍋爐強度，嚴重影響鍋爐安全運行。尤其是熱水鍋爐，循環(huán)水量大，腐蝕更為嚴重。產(chǎn)生垢下腐蝕含有高價鐵的水垢，容易引起與水垢接觸的金屬腐蝕。而鐵的腐蝕產(chǎn)物又容易爐金屬腐蝕產(chǎn)物的危害更大。汽水共騰產(chǎn)生汽水共騰的原因除了運行操作不當外，當爐水中含有較多的氯化鈉、磷酸過程中，液面就產(chǎn)生泡沫，形成汽水共騰。第二節(jié)水質(zhì)及水質(zhì)標準一．水質(zhì)指標及其含義：成分指標：溶解氧—水中氧氣的含量。含油量—水中油脂的含量。鈣含量（Ca2+。鎂含量（Mg2+。鐵含量（Fe2+，F(xiàn)e3+。碳酸鈣含量（CO32-。重碳酸根含量（HCO32-。氯離子含量（Cl-。氫離子濃度（H+PHPH<5.5PH=5.5∽6.5PH=6.6∽7.5技術指標：懸浮物：表示水中顆粒較大的懸狀物（泥沙，工業(yè)廢物等）硬度H：表示水中某些高價金屬離子（如Ca2+Mg2+Mn2+Fe3+等的含量。單位是毫摩爾（mmol/L。堿度A/升（mmol/L。含鹽量（S）表示水中溶解性鹽類的總量。單位是毫克/升（mg/L。為了保證鍋爐安全經(jīng)濟運行，對鍋爐給水和鍋水的水質(zhì)必須進行嚴格的控制。GB1576——96《低壓鍋爐水質(zhì)標準》主要內(nèi)容介紹于下：①熱水鍋爐的水質(zhì)應符合表1的規(guī)定。②蒸汽鍋爐采用鍋外化學處理時，水質(zhì)應符合表2的規(guī)定。第五章工業(yè)鍋爐的輔助設備及附件、儀表第一節(jié)輔助設備一．給水設備：給水設備有以下幾種：注水器：