ГОСТ 33960-2016. Межгосударственный стандарт. Котлы стационарные паровые. Стальные конструкции. Нормы нагрузок на каркасы
(введен в действие Приказом Росстандарта от 14.03.2017 № 123-ст)
Примечание
Документ включен в Перечень международных и региональных (межгосударственных) стандартов, а в случае их отсутствия — национальных (государственных) стандартов, в результате применения которых на добровольной основе обеспечивается соблюдение требований технического регламента Таможенного союза «О безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением» (ТР ТС 032/2013) (Решение Коллегии Евразийской экономической комиссии от 11.06.2019 № 96). Документ введен в действие с 01.07.2018.
Введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 14 марта 2017 г. № 123-ст
КОТЛЫ СТАЦИОНАРНЫЕ ПАРОВЫЕ. СТАЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ
Steam and hot-water stationary boilers. Steel structures. Load norms for supporting steel structures
Дата введения 1 июля 2018 года
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. № 91-П)
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 14 марта 2017 г. № 123-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 33960-2016 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июля 2018 г.
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:
- от увеличения шлакования поверхностей нагрева в период освоения и наладки;
- от реактивных усилий действия предохранительных клапанов;
- от осадки основания фундамента под опорами каркаса;
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.
| 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/м2: | 1,2 | Для конструкций обмуровки, не предусмотренных таблицей, нагрузка определяется по номинальным размерам. Щиты обшивки учитываются отдельно | |
| тип 1 (огнеупорный бетон плюс совелитовые плиты) толщиной, мм: | |||
| 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/м2 | Определяется по номинальным размерам | 1,2 | |
| 1.1.7 обмуровки для газоплотных котлов, кгс/м2: | 1,2 | ||
| тип 1 (известковокремнеземистое изделие плюс мастика, плюс совелитовые плиты, плюс обшивка): 105 + 5 + 50 + 1,2 = 161,2 | 80 | ||
| тип 2 (известковокремнеземистое изделие плюс мастика, плюс совелитовые плиты, плюс уплотнительная магнезиальная обмазка, плюс сетка № 20-1,6): 105 + 5 + 50 + 20 + 1,6 = 181,6 | 100 | При замене ИКИ на плиты с объемной массой 300 — 400 кгс/м3 вводится дополнительный коэффициент 1,1 | |
| тип 3, напыляемая обмуровка (асбоперлитная изоляция, плюс уплотнительная асбоцементная штукатурка, плюс газоплотное покрытие): 160 + 10 + 3= 173 | 55 | ||
| 1.1.8 шипов при плотности ошиповки 20% — 30%, кгс/м2 | 25 | 1,2 | |
| 1.1.9 футеровки шипов (слой 3 мм над шипами), кгс/м2: | 1,2 | Плотность футеровки, т/м3 | |
| 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/м2: | Разрешается определять по номинальным размерам | ||
| поверхности нагрева труб и трубных досок | 15 | ||
| соединительных элементов с изоляцией | 6 | 1,2 | |
| 1.1.11 изоляции толщиной не более 300 мм на обшивке котла, трубопроводов, пылегазовоздухопроводов, кгс/м2 | 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, в том числе: паропровода и питательного трубопровода пылепроводов газопроводов воздухопроводов | Определяется по номинальным размерам | 1,2 | Фасонные части, арматура и крепления учитываются коэффициентом 1,2 |
| 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/м2, 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/м2 | 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 Временны́е 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 Pp, кгс, при тепловом расширении барабанов и коллекторов | - | 1,0 | Нагрузка от массы P определяется по п. 1.2, значения p 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 °C: усилия реакции опор, кгс изгибающий момент, тм | Определяется расчетом | 1,0 | Температура смежных элементов принимается: для находящихся в помещении +30 °C; 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 м2 плоскости | ||
| 2.1.3.1 шлаковой пленки на ошипованной части экрана (толщина пленки принята 4 мм), кгс/м2 | 10,0 | 1,2 | Объемная масса шлака p — 2,6 т/м3 |
| 2.1.3.2 шлака на поду котла при жидком шлакоудалении, кгс/м2 | 500,0 | 1,2 | |
| 2.1.3.3 шлака на двусветных экранах, ширмах и выступающих участках верхних пережимов при сухом шлакоудалении, кгс/м2 | 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/м2 | 70,0 | 1,2 | Нагрузка указана на двустороннюю поверхность |
| 2.1.3.5 шлака на неошипованных настенных экранах при сухом шлакоудалении, кгс/м2 | 50,0 | 1,2 | |
| 2.1.3.6 то же, при жидком шлакоудалении, кгс/м2 | 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 pш — 1,4 т/м3 |
| 2.1.3.8 золы на потолочных трубах или шлака снизу потолочных труб при мембранном выполнении потолка, кгс/м2 | 30,0 | 1,2 | Объемная масса золы pз — 1,0 т/м3 |
| 2.1.3.9 загрязнения поверхностей нагрева газомазутных котлов, кгс/м2 | 5,0 | 1,2 | Толщина отложений \delta - 2\text{мм} Плотность отложений \rho - 2,6\text{т}/\text{м}^{3} |
| 2.1.4 от золы на поверхностях нагрева, в том числе: | |||
| 2.1.4.1 золы в пакетах змеевиков перегревателей и экономайзера, кгс | uтр pз | 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: P_{\text{з}.\text{д}.} = \frac{Q_{1} + Q_{2}}{U} , где Q1 — вес золы в бункере при нормативном его заполнении u; Q2 — вес разового заполнения дроби. Объемная масса золы pз — 1,2 т/м3. 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/м2: | Объемная масса золы пыли pз.п — 0,7 т/м3 | ||
| 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/м2 | 100,0 | 1,2 | Объемная масса золы с дробью Pз.д. — 2 т/м3 |
| 2.1.5 от давления или разрежения в топочной камере и газоходах, кгс/м2 | Определяется по [[1]](#p100421) | ||
| 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: | 1,2 | ||
| усилие от самокомпенсации, кгс | Определяется по номинальным размерам | ||
| 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: усилия реакции опор, кгс | |||
| изгибающий момент, тс·м Определяется по 2.1.12 1,4 | 2.2.2 от массы материалов и людей на площадках обслуживания, кгс/м2 | 250,0 | |
| 1,0 | Суммарная нагрузка на колонны от всех площадок котла принимается с коэффициентом 0,8. | Либо район установки указывается заказчиком | 2.2.3 ветровые и снеговые при открытых и полуоткрытых установках, кгс Определяется по [[2]](#p100423) |
| 1,0 | 3 Особые нагрузки | ||
| 3.1 сейсмическая | Определяется по [[3]](#p100425) | ||
| 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 | Ra = n(2,3pа — 1)Fa, |
| где n = 1 при установке двух клапанов на котел; | n = 2 при установке на котел более двух клапанов; pа — абсолютное давление в выхлопном сечении, кгс/см2; pа ~= 14,6D/Fa; D — расход пара через клапан, т/ч, определяется по [[4]](#p100427); Fa — выхлопное сечение, см2 1,0 | 3.4 от осадки основания фундамента под опорами каркаса, кгс | |
| Величина осадки \Delta l задается заказчиком и учитывается только при | \Delta l>0,001l l — 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.
| 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 |
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.
Расчет нагрузок на каркас котла
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. № 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 | ||