過程設(shè)備設(shè)計課程設(shè)計(填料吸收塔)

1、第一章塔內(nèi)件的選型2.1.2 液體分布器的選型3.1.3 液體再分布器-升氣管式液體再分布器51.4填料支承裝置-駝峰支撐61.6氣體和液體的進出口裝置設(shè)計 1.6.1 氣體和液體的進出口直徑的計算 1.7接管法蘭尺寸1.8塔體人孔設(shè)置及選型1.9裙座的選擇1.11開孔補強1.11.1接管補強1.11.2人孔補強第二章填料塔的機械設(shè)計2.1填料塔機械設(shè)計簡介2.2塔機械性能設(shè)計基本參數(shù)2.2.1 塔設(shè)計地區(qū)狀況 2.2.2 塔的設(shè)計參數(shù)2.2.3塔的危險截面的確定2.3按設(shè)計壓力計算塔體和封頭的壁厚2.4設(shè)備質(zhì)量載荷的計算2.4.1 塔殼體和裙座質(zhì)量m01 2.4.2塔內(nèi)填料的質(zhì)量m02 2.

2、4.3平臺扶梯的質(zhì)量m03 2.3.4操作時物料的質(zhì)量mo4 2.4.4 塔附件的質(zhì)量2.4.5塔設(shè)備各種質(zhì)量2.5風載荷與風彎矩的計算2.4.1 塔設(shè)備的分段2.4.2各段的風載荷2.5.3危險截面風彎矩Mw2.6危險截面的地震載荷Me2.7各項載荷引起的軸向應(yīng)力2.7.1設(shè)計壓力引起的軸向拉應(yīng)力2.7.2操作質(zhì)量引起的軸向壓應(yīng)力匕2.7.3最大彎矩引起的軸向應(yīng)力 二32.8塔體和裙座強度與穩(wěn)定性校核 2.9吊裝時應(yīng)力校核2.10基礎(chǔ)環(huán)設(shè)計2.11基礎(chǔ)環(huán)的厚度計算 2.12地腳螺栓選取第四章塔內(nèi)件的選型4.1除霧沫裝置的選擇-全徑型絲網(wǎng)除沫器.1圖4-1:徑型絲網(wǎng)除沫器1. 標準 HG/T

3、216182. 型號 HG/T 21618 絲網(wǎng)除沫器 X1600-150 SP 321/3213. 技術(shù)要求：1.網(wǎng)塊采用氣液過濾網(wǎng)平鋪成型，平鋪時應(yīng)交叉疊放，一般交叉角為 1200。2. 網(wǎng)塊拼裝后的直徑必須大于筒體直徑，其增大值e為:DN3001000mm e=10mmDN1100mm2000mm e=20mmDN 三2200mm e= 內(nèi)徑數(shù)值的1%3. 安裝時，網(wǎng)塊與筒體內(nèi)壁，網(wǎng)塊與網(wǎng)塊要相互緊貼，不允許存有縫隙。穿過填料層的氣體有時會夾帶液體和霧滴， 因此需在塔頂氣體排出口前設(shè)置 除沫器，以盡量除去氣體中被夾帶的液體霧沫， SO溶于水中易于產(chǎn)生泡沫為了 防止泡沫隨出氣管排出，影響吸

4、收效率， 采用除沫裝置，根據(jù)除沫裝置類型的使 用范圍，該填料塔選取全徑絲網(wǎng)除沫器。絲網(wǎng)除霧沫器設(shè)計：一般取絲網(wǎng)厚度 H=100150 mm氣體通過除沫器的壓 降約為 120250pa。0.085 . "82-1.32V 1.32通過絲網(wǎng)除沫器的最大速二 2.34m/ s實際氣速為最大氣速的0.750.8倍 所以實際氣速u=0.75 X 2.34=1.755 m/s4.2液體分布器的選型圖4-2槽式液體分布器（1）由于液量較大，氣體量相對較少，液相負荷相對較大，氣相負荷相對較低， 故選用槽式液體分布器。（2） 液體分布器的安裝一般高于填料層表面 150300 mm （取決于操作彈性），

5、 槽式分布器主槽分槽高度均取210mm主槽寬度為塔徑的0.70.8，這里取塔徑 的0.7，分槽寬度由液體量及停留時間確定，最低液位為 50mm為宜，最高液位 由操作彈性塔內(nèi)允許高度及造價確定，一般為 200 mm左右。（3）分布點密度計算按Eckert建議值，D=1600mm寸，噴淋點密度為120點/m2 ,所以，塔徑為1600 mm時2 .n=0.785 X 1. 6 XI20" 242 點（4）布液計算重力型液體分布器布液能力計算由 LSd。2n = 2g H（1）4式中Ls液體流量，m/s ；n開孔數(shù)目（分布點數(shù)目）；© 孔流系數(shù)，通常取 © = 0.550

6、.60 ;do孔徑，m ； H開孔上方的液位高度，m取=0.60， H =160mm,/ °5d4=0 （巧®j2gAH /、0.5_ i 4 "79700/998.2 汶 360013.14 漢242 匯0.6漢 79.80.16=0.0157m設(shè)計取d0 =16mm表4-1槽式液體分布器的設(shè)計參考數(shù)據(jù)塔徑(mm)噴淋槽分配槽液體負荷范圍(m3/h)外徑(mm數(shù)量中心距(mm數(shù)量中心距(mm雙槽式15001700D-2043002600422604.3 液體再分布器-升氣管式液體再分布器圖4-3升氣管式液體再分布器在離填料頂面一定距離處，噴淋的液體便開始向塔壁偏

7、流，然后沿塔壁下流， 塔中心處填料的不到好的潤濕，形成所謂的“干錐體”的不正?，F(xiàn)象，減少了氣 液兩相的有效接觸面積。因此每隔一定的距離設(shè)置液體再分布裝置，以克服此現(xiàn) 象。表4-2 升氣溢流管尺寸n崖川管中心距江V形垢廐排列 2 車鎮(zhèn)鋼1-5<g.wyo疋三角形由于塔徑為1600mm因此可選用升氣管式再分布器，分布外徑1580mm升氣管數(shù)12。盤板厚度S,碳鋼S=4mm不銹鋼;S=3mm盤板直徑比塔徑小20mm單塊盤板寬度LL1，小于等于400mm升氣管直徑d和根數(shù)。根據(jù)氣體流量和允許的孔內(nèi)氣體流速計算確定。升氣 管直徑d100150mm盤上升氣管總自由截面積為塔橫截面積的15%45%.升

8、氣管高度h。標準高度h=150mm般根據(jù)工藝要求確定。 篩孔直徑di。di由下式計算確定：1/2 1/2d1=0.23(Q/KHdi =0.23(Q/KH ) ,in)(4-2)一般 H=1/21 inK=0.707篩孔直徑d 一般為710mm但不得小于6mryi以防止篩孔被堵塞。 分布器上的篩孔數(shù)量，一般約為110個/m 24.4填料支承裝置-駝峰支撐標準:HG-T 21512-1995圖4-4 :駝峰支撐填料支承結(jié)構(gòu)用于支承塔內(nèi)填料及其所持有的氣體和液體的重量之裝置。對填料的基本要求是：有足夠的強度以支承填料的重量 ；提供足夠的自由截面以使 氣液兩相流體順利通過，防止在此產(chǎn)生液泛；有利于液

9、體的再分布；耐腐蝕，易 制造，易裝卸等。常用填料支承板有柵板式和氣體噴射式。 這里選用分塊梁式支 承板。表4-3支撐板波紋尺寸塔徑DN玻渡昭尺寸bXHtf 見圖2- 2 1 3)300fT14SX1BO142400呂00J L192X2501929004000厶二00X300SOO表4-4 DN13002500支撐板結(jié)構(gòu)示意圖塔徑(DN支撐板 外徑支撐板分塊數(shù)支撐圈寬度支撐圈 厚度連接卡子 代號1600156055010JB 1119-81 卡子K14Bft展圖4-5卡子結(jié)構(gòu)圖表4-5卡子標記、材質(zhì)、相配零件結(jié)構(gòu)及尺寸(HG/T 21512.100-95 )標id度息AWf卡*8S*栓 QHo

10、J右L1HAS1林子II卡子1 B+ T > K$81057.21232555U113Q235 A&33015MIOJCrl3113Q3S5 AMIDQJM-A0. US齒于» 22甘141214ee2729531358351?M1213M120+154I卡子1 8卡子1 10a10572C22Zt554812OCrlNi?弟3015MIOQCrHlMifi1110Crl9Ni9MIOOCH9N19OU25卡子112忖子1 1412U6227396053133$83517MKnML20,154序崖山鄆交承序庫相同+4.5填料壓緊裝置- 床層限位器標準：HG/T 2151

11、2-95甩制醸I圖4-6網(wǎng)紋孔板限制器（分塊式） 為保持操作中填料床層為一高度恒定的固定床，從而保持均勻一致的空隙結(jié)構(gòu)。 使操作正常，穩(wěn)定，在填料安裝后在其上方要安裝填料壓緊裝置。這樣可以防止 在高壓降，瞬時負荷波動等情況下填料床層發(fā)生松動和跳動。填料壓緊裝置分為填料壓板和床層限制板兩大類，每類又有不同的形式。填料床層壓板適用于所有材質(zhì)的填料。對于脆性易碎材質(zhì)（如陶瓷，石墨等）的填料必 須采用填料床層壓板限位。填料床層限位器適用于除脆性易碎材質(zhì)填料以外的填料（如金屬、塑料填料） 本次設(shè)計的填料是塑料階梯環(huán)，所以選擇床層限位器。由于塔徑為1600mm>800m選用分塊式網(wǎng)紋孔板限制器。柵格

12、、柵條間的間距t200mm;柵條、邊圈厚度S 610mm分塊寬度LW 400mm網(wǎng)紋孔板限制器的結(jié)構(gòu)和支撐緊固方式見圖10-20圖4-7網(wǎng)紋孔板限制器支撐緊固圖卡子標準同駝峰支撐連接標準4.6氣體和液體的進出口裝置設(shè)計4.6.1氣體和液體的進出口直徑的計算管口名稱接管尺寸材料伸出長度液體進料口219X 80Cr18Ni10Tir 100液體出料口133X 80Cr18Ni10Ti80氣體進料口377X 80Cr18Ni10Tir 100氣體出料口325 X 80Cr18Ni10Ti1004.7接管法蘭尺寸由于常壓操作，所有法蘭均采用標準管法蘭，平焊法蘭，由不同的公稱直徑選用相 應(yīng)的法蘭。1）液

13、體進料管法蘭：HG20592法蘭PL200-RFQ235A2）液體出料管法蘭：HG20592法蘭PL350-RFQ235A3）氣體進料管法蘭：HG20592法蘭PL125-RFQ235A4）氣體出料管法蘭：HG20592法蘭PL300-RFQ235A圖4-8 板式平焊鋼制管法蘭表4-7板式平焊鋼制管法蘭尺寸（mm）公稱直徑A1DKLThN（個）LzrB1125：133240200M8M168 :120：13520021932028018M16813022230032544540522M181214532835037749044522M2012155381 1說明：A1:鋼管外徑；D :法蘭外徑

14、；K :螺栓孔中心圓直徑;L :螺栓孔直徑；n: 螺栓孔數(shù)量；Th:螺栓；Lzr :連接螺栓長度4.8塔體人孔設(shè)置及選型為方便安裝填料塔、對填料塔的檢修和更換填料。本次設(shè)置3個人孔具體位置按裝配圖進行安裝。選用標準：HG/T 21515-2005材料：0Cr18Ni10Ti密封材料：石棉橡膠板墊片圖4-9人孔的結(jié)構(gòu)表4-8人孔的尺寸表mm密封 形式公稱直徑dw漢sDBbb1b2H1H2螺栓數(shù)量螺栓 尺寸總質(zhì)量（kg）FR450480x6：5705352501410P12160：9020M16x5044.44.9裙座的選擇塔體常采用裙座支撐。此處選用圓筒形裙座。為防止風載荷或地震引起的彎 矩造成

15、塔翻到，則需要配制較多的地角螺栓及具有足夠大承載面積的基礎(chǔ)環(huán)。裙座與塔底焊接于封頭見的焊接接頭可分為對接及塔接。此處采用對接接頭，裙座筒體外與塔體下封頭外徑相等，焊縫必須采用全焊透的連續(xù)焊。一般情況下常選圓筒形裙座，對DN<1000,H/DN>25,DN>1000mm,H/DN>3類細高 形塔選圓錐形裙座。裙座不直接與塔內(nèi)介質(zhì)接觸，也不承受塔內(nèi)介質(zhì)的壓力，因此不受壓力容器 用材的限制?？蛇x用0Cr18Ni10Ti。裙座設(shè)計參考了文獻7的設(shè)計介紹裙座各部分的具體尺寸見零件圖第六章運用了 ANSYST限元分析軟件對裙座受力的強度進行了校核。結(jié)果證明裙座強度復合要求。圖4-1

16、0 裙座與筒體封頭連接表4-9裙座人孔設(shè)置數(shù)4.10塔附屬高度的確定塔的附屬空間高度是指塔的上部空間高度（除沫器需要的高度），塔的中部空間（安裝液體再分布器所需空間高度），塔的底部空間高度（塔底最下一塊塔 板到塔底封頭之間的垂直距離）。塔的上部空間應(yīng)有一足夠的空間高度，以便氣 體中攜帶的液滴能夠在通過除沫裝置時完全分離，該高度一般取1.2m-1.5m。塔的中部高度一般需要1m-1.5m,根據(jù)所選液體分布器的類型而定。塔的底部空間 高度含釜液所占的高度及釜液面上方的氣液分離高度的兩部分。釜液所占空間高度的確定是依據(jù)塔的釜液流量以及釜液在塔內(nèi)的停留時間確定出空間容積，然后根據(jù)該容積和塔徑計算出塔釜

17、所占的空間高度。 塔底液相停留時間按2min考慮， 則塔釜液所占空間為=1.48m2 60 9874.2 18.020.785 3600 998.2 1.6接管的多余面積A2考慮到氣相接管所占的空間高度，底部空間高度可取1.9米，所以塔的附屬空間高度可以取4.2米。4.11開孔補強4.11.1接管補強由于塔的管徑大于89 mm文獻17表4-14有詳細說明），所以需要補強, 采用等面積補強方法。封頭的厚度為 8 mm8-2=6 mm,開孑 L以公稱直徑為300mn接管進行開孔補強（1）開孔的補強面積 先計算強度削弱系數(shù)，接管的有效厚度 補強面積為A二dS 2站 1-1= 364 6 2 6 1.

18、5 (1 -0.95)(4-5)2183.1mm2(2) 有效補強面積求取1) 封頭的多余金屬面積A1A =(B-dop)Cei)2etCei)(1fr)-(550 -275)(8 - 5) - 2 6 (6 - 5)(1 - 0.95)(4-6)2= 824.4 mmA2=2hi 、et't fr 2h2(、etC2)fr = 542.2mm2(4-7)hi 二.d°p dtl47mmh2=0 mm,焊角取 6.0 mm3) A3接管區(qū)的焊縫面積A3焊角取6mmA3 = 2 05 6.0 6.0 二 36mm4) 有效補強面積Ae則 代=A1 A2 A3 =824.4 54

19、2.2 36 = 1402.6 mm25) 所需另行補強面積 代=A-代=2183.1 -1402.6 =780.5mm2(3) 補強圈厚度設(shè)計參照JB/T3736取外徑550內(nèi)徑328補強圈厚度A4780.53.6mm( 4-8)D-d 550-330為了便于制造時準備材料，補強圈厚度取4 m.表4-10接管補強圈設(shè)計尺寸一覽表mm接管名稱接管尺寸補強圈外徑補強圈內(nèi)徑補強圈厚度材料液體進料口219X 844022640Cr18Ni10Ti液體出料口133X 825014040Cr18Ni10Ti氣體進料口377 X 86203825:0Cr18Ni10Ti氣體出料口325 X 8550330

20、40Cr18Ni10Ti4.11.2人孔補強筒體上的人孔均為DN450型，即dw S為480 6。(1) 補強及補強方法判別a. 補強判別 根據(jù)文獻8表4-14 ,允許不另行補強的最大接管為89mm本開孔外徑為480mm故需另行補強。b. 補強計算方法判別 開孔直徑(4-9 )d F 2C =480-6 2 2 (2 0.8)=465.6mm本圓筒上開孔直徑為 d=465.6mm<Di/3=600mm滿足等面積法開孔補強計算 的適用條件，故可用等面積法進行補強計算。2 )開孔所需面積計算a.有效寬度BB = 2d = 2 465.6 = 931.2mmB =d 2d 2、n 2、nt =

21、465.6 2 122 10 =509.6mm取大值故B=931.2mmb.有效高度外側(cè)有效高度Ahi = d：；玳=、465.6 10 = 68.2mmg = 200mm (實際外伸高度)取小值故人=68.2mm內(nèi)側(cè)有效高度h20 = d：nt = 465.6 10 = 68.2mmA(實際內(nèi)伸高度)取小值故6二04 )有效補強面積a 殼體有效厚度減去計算厚度之外的有效面積A1A1 = (B dop)( ' e ) 2；etC e )(1 fr)=(931.2 -465.6)(6 -5) - 2 6 (6 - 5)(1 - 0.659)2=461.6mmb.接管多余金屬面積A2A =

22、2h| et -、t fr 2h2(' et -C2)fr = 511.38mm2c. 接管區(qū)焊縫面積(焊腳取6.0mm1 2- 26.0 6.0 = 36.0mm2d. 有效補強面積代=A1 A2 A3 =461.6 511.38 36 =1008.98mm2e. 所需另行補強面積2A, = A-Ae =2062.55 -1008.98 =1053.57mm6) 補強圈設(shè)計根據(jù)接管公稱直徑DN450選擇補強圈，參照補強圈標準JB/T4736 2002取補強 圈外徑D2=760m。因B=915.2>D2,補強圈在有效補強范圍內(nèi)。采用C型，二15。, 則Ddw 2、n 5 =480

23、 20505mm補強圈厚度為- A 1053.57/、-4.1mm(4-10)D-d760-505考慮到鋼板負偏差，補強圈名義厚度取為5mm表4-11人孔補強圈的尺寸mm名稱尺寸補強圈外徑補強圈內(nèi)徑補強圈厚度材料人孔480 X 676049050Cr18Ni10Ti第五章 填料塔的機械設(shè)計5.1填料塔機械設(shè)計簡介塔設(shè)備大多數(shù)是安裝在室外的，靠地腳螺栓固定在混凝土上，通常通過裙座 支撐。塔除受內(nèi)壓外還承受著各種重量載荷：如平臺，塔體，扶梯，介質(zhì)，保溫 層，懸掛物，塔盤等內(nèi)外附件的重量，管道推力，地震載荷，風載荷，偏心載荷 等多種載荷的聯(lián)合作用。由此可見單純根據(jù)設(shè)計壓力確定的塔體壁厚， 不足以保

24、證設(shè)備的安全運行，還要按各種工況，對各種載荷的作用進行驗算，以確保塔設(shè) 備的強度和穩(wěn)定性。塔體承受壓力，彎矩和軸向載荷的聯(lián)合作用。內(nèi)壓使塔體一側(cè)產(chǎn)生軸向拉應(yīng) 力，外壓則引起軸向壓應(yīng)力。此次設(shè)計壓力是常壓，因此彎內(nèi)壓不產(chǎn)生軸向壓力； 矩使塔體的一側(cè)產(chǎn)生軸向壓應(yīng)力，重量使塔體產(chǎn)生軸向壓應(yīng)力。由于壓力，彎矩， 重量隨塔設(shè)備所處狀態(tài)而變化，組合軸向力也隨之而變化。因此必須計算塔設(shè)備 在各種狀態(tài)下的軸向組合應(yīng)力，并確保組合的軸向拉應(yīng)力滿足強度條件， 組合的 軸向壓應(yīng)力滿足塔體的穩(wěn)定條件。按理論應(yīng)計算塔設(shè)備處于安裝，正常操作，停工和水壓試驗四種狀態(tài)下的 組合軸向應(yīng)力。由于安裝時的軸向載荷比正常操作時小，

25、因安裝時的設(shè)備自重常 不包括附件和保溫材料重量，風彎矩也小于正常操作狀態(tài)，因此，只需計算正常 操作，停工和水壓試驗等三種狀態(tài)下的組合軸向力。塔設(shè)備的強度設(shè)計和穩(wěn)定型校核通常包括下列內(nèi)容：（1）按設(shè)計壓力確定塔體壁厚。（2）根據(jù)塔設(shè)備的設(shè)置地區(qū)，并按照安裝正常操作，停工，水壓試驗等各種工況狀態(tài)，計算塔體在多種載荷聯(lián)合作用下的組合軸向力。 通過調(diào)整塔體壁厚，使 組合軸向力滿足強度和穩(wěn)定條件。（3）按上訴工況下的載荷，計算基礎(chǔ)環(huán)，地腳螺栓座和地腳螺栓。5.2塔機械性能設(shè)計基本參數(shù)5.2.1塔設(shè)計地區(qū)狀況查表得江蘇地區(qū)地面粗糙程度為 B類，基本風壓值qo =4°°Pa地震防裂度為7

26、度；場地的土地類型為U。522塔的設(shè)計參數(shù)(1) 塔體的內(nèi)徑 D=1600mm 塔高H=14000m(包括裙座)。(2) 計算內(nèi)壓：P = ph=0.1MPa(3) 設(shè)計溫度25 T(4) 塔體與封頭的材料選用0Cr18Ni10Ti (耐酸鋼板)匚b =137Mpa，二s =114Mpa L I -108Mpa ,Et=2.06e5, 密度二 7.85kg / m3(5) 裙座的材料選用0Cr18Ni10Ti (耐酸鋼板)磯=137Mpa , 6 =114Mpa fcr j =108Mpa ,Et=2.06e5, 密度二 7.85kg / m3(6) 塔體與圭寸頭的附加余量取C=2mm裙座壁厚

27、的附加量C=3mm(7) 塔主題每段填料開設(shè)一個人孔.人孔數(shù)為3個，在人孔處安裝半圓形平臺3個，平臺寬度 B=900mm高度為1000mm5.2.3塔的危險截面的確定塔的危險截面一共有三個，一個是塔與地面基礎(chǔ)的連接處，二是裙座的人孔 中心處，最后一個是裙座與塔體的焊接處。5.3按設(shè)計壓力計算塔體和封頭的壁厚PcDi S廠2- Pc(5-2)0.1 "6002 113 0.85 -0.101 =0.8mmS=0.8+2=2.8 mm, 3為附加厚度，由于塔的高度較高，塔體壁厚暫取8 mm(后面還需校核)封頭壁厚的計算：采用橢圓形封頭(5-3)SfPcDL2 qp 一 0.5pc=1mm

28、考慮壁厚的附加量C=2 mmGB150中規(guī)定標準橢圓形封頭不能低于 0.15%的Di最后封頭的厚度取到和塔體壁厚一致封頭的厚度為8mm5.4設(shè)備質(zhì)量載荷的計算圖5-1塔受質(zhì)量載荷力簡圖5.4.1 塔殼體和裙座質(zhì)量m01塔體圓筒的總高為11.36m，壁厚為8mm 直徑為1600mm 查設(shè)計簡明手冊13.1得：圓筒每米長的質(zhì)量為317 kg, 單個橢圓形封頭的質(zhì)量是185 kg, 裙座每米的高度的質(zhì)量是596kg。則計算質(zhì)量為：圓筒的質(zhì)量 m_! =11.36 317 =3677.2kg 封頭的質(zhì)量 m2 =2 185 =370kg 裙座的質(zhì)量 m3 = 596 2 = 1092 kg則塔殼體和裙

29、座質(zhì)量 m01 = m1 m2 * m3 = 5139.2kg542塔內(nèi)填料的質(zhì)量塔內(nèi)填料的質(zhì)量：查化工原理塑料階梯環(huán)填料的密度是61.6kg/m3 ,填料的質(zhì)量為2m°2 =0.785 Dil 61.6= 0.785 1.62 7.4 61.6= 916.1kg5.4.3平臺扶梯的質(zhì)量m03 mo3 =0.785 (Di 2& 2 S 2B)2-(Dj 2& 2 d)20.5nqp qF= 0.785 ( 1.6 2 0.006 2 0.008 2 0.9)2 -(1.6 2 0.006 2 0.008)20.5 4 150 40 25-2607.4kg2q f =

30、 40 kg / m說明由表16.1查平臺的質(zhì)量qp=150kg/m2,籠式扶梯的質(zhì)量名稱籠式扶梯開式扶梯鋼制平臺圓泡罩塔盤條形泡罩塔盤單位質(zhì)量40kg/m15-24kg/m150kg/m2150kg/m2150kg/m2名稱活舌塔盤篩板塔盤浮閥塔盤塔盤充液量單位質(zhì)量75kg/m265kg/m275kg/m270kg/m2籠梯的高度為25米 共有4個平臺.表5-1平臺質(zhì)量表5.3.4操作時物料的質(zhì)量m04塔中的持液量J oJI om D2HD2hP1442 2= 0.785 1.67.4 0.932 1000 0.785 1.61 1000 -15869.4kg塔底的持液量為m2 =0.785

31、 D2 h0 p= 0.785 1.62 1.9 1000=3818.24kg封頭中的液體為mi3=Vfr =1000 0.587 =587kg （ Vf 是封頭容積）則塔的總持液量為m04 二 mi m2 m3 =15869.4 3818.24587 = 20274.64 kg5.4.4塔附件的質(zhì)量塔附件的質(zhì)量可按下式估算m& = 0.25 m01 = 0.25 5139.2 = 1284.8kg5.4.5塔設(shè)備各種質(zhì)量全塔設(shè)備凈重（kg）mmax = m°1 + m°2 + m°3 + ma = 9947.5 kg全塔操作質(zhì)量（kg）mmax =m）0

32、1 +m°2 +m°3 +m°4 + ma = 28937.34 kg5.5風載荷與風彎矩的計算圖5-2塔受風載荷作用力的簡圖5.4.1塔設(shè)備的分段第一段從塔底到人孔800mm的壓力為p0，第二段人孔中心到裙座與塔體焊接處800mm到2000mn壓力為p，第三段2000mn到4400mm的壓力為p2，第四段4400mn到9000mn的壓力為p3，第五段9000mn到14000的壓力為p4。風力的計算的公式如下：R -KiKgfiLjDei 10其中：1. 0體型系數(shù)，對于圓筒形容器，K0.7 ;2. K2i風壓隔斷的風震系數(shù)，當塔高 H<20m時，取 心=1

33、.703. q0為10米高處的基本風壓，q400Pa4. f為風壓高度變化系數(shù)，查表得：0至V 5米£ =0.8，5米至U 10米f2 =1.0，10米至U 15米f1.14 ； 根據(jù)分段則 f。=0.8,仃=0.8, f2 =0.8， f3=1.0， f1.145. vi為脈動影響系數(shù)，表5-2地形脈動影響系數(shù)高度1020406080100地面粗糙度類別vA0.780.0830.870.890.890.89B0.720.790.850.880.890.9C0.660.740.820.860.880.89論=0.72,vi2 二 0.796. T1為塔的基本自振周期，對于等直徑，等壁

34、厚的圓截面塔Ti =90.33HESED3i= 90.33 14000289375314000 310；2.12 1056 16003(5-14)=0.35s塔的有效直徑:Dei 二 D。2、.占 K3 K4其中K3 =400 (籠式扶梯)，K4=2刀A/L,全塔均取最大的值K4 松 A/L=2 1 900 1000- 7= 257mm(5-17)(5-18)Da =1600 2 8 257400 = 2273mm為了安全，全塔的有效直徑都取最大值 2273mm 5.4.2各段的風載荷(1)風載荷計算示例 0-0段為例計算風載荷:6p( = k1k2°qo f°hDe1 1

35、00.7 1.7 400 0.8 800 2273 = 692.4N(2)表5-3各段塔風載荷計算結(jié)果計算段壓力limmPiNP1800692.4P212001038.7P324002077.3P446004977P550006167.15.5.3危險截面風彎矩M塔的危險截面為，裙座基底 0-0截面；裙座人孔處1-1截面；裙座與塔體 焊縫處2-2截面表5-4風彎矩計算截面0-0 :M WW-0 = P0 b + P1(l 0 +h) + H j + P4(l° + h + I2 + I3 + J +匕)2 2 2= 276960 +1454180 +6647360 + 3334590

36、0 + 70920500= 1.13 如08 N mm截面1-1 :MW-1 =P1+P2(l1 +¥)+ P4(h+l2 + J+Z)2 2 2=623220 十 4985520 + 29364300 + 65987970= 1"08N mm截面2-2 :M：-2=P2IJ + P3(l2+)+P4(l2+l3+占)=2492760 + 23391900 + 58587450=8.4疋107 N mm5.6危險截面的地震載荷Me圖5-4地震載荷作用圖塔的總高度H=14000 mm ,全塔的操作質(zhì)量 m。= 28937.34kg ； 結(jié)構(gòu)綜合系數(shù)Cz =0.5 ;地震影響系

37、數(shù)：Jg、0.9>1=()：max(5-19)T1查表Tg=0.4（三類場地）max= 0.23 （設(shè)地震強度為7度）0.40.9：1 =（）:0.35表5-5地震彎矩計算截面0-0max - 0.26M J6 Czam0gH J6 0.5 0.26 28937.3 9.8 14000 35358= 2.4 10 N.mm截面1-1抽二=8序(105_14屮即4h3'5) 175H .825".26氷28937.39.8(3.25105_26況1014+5&1010)175<1400(f8= 2.2 10 N.mm截面2-22_2Me8Czn2°

38、5g(10H3'-14H25h 4h3'5)175H8 0-5 0.35 28937.3仝匕公 1015_6.5 憶4 1.4 p12)175D400(f=2.54 108N.mm5.7各項載荷引起的軸向應(yīng)力5.7.1設(shè)計壓力引起的軸向拉應(yīng)力 J因為是常壓塔，因此內(nèi)壓沒有產(chǎn)生軸向拉應(yīng)力。則二1=0Mpa5.7.2操作質(zhì)量引起的軸向壓應(yīng)力 J0-0 截面0_00_0m°g0_0m°g3.14DosSoe28937.3 981=15MPa3.14 1596 81-1截面1 j02Asm邏空空空1竺“7.23MPa28787Asm為人孔截面的截面積，查表16-10

39、 得28787 mm22-2截面2 _22/ m2 g022 _2m2g3.14DiSe= 13.9MPa(28937.3-1092) 9.83.14 1596 65.7.30-0最大彎矩引起的軸向應(yīng)力截面0 _0-3.0_0M max2.7 1081-12-2其中Zsb3.14 1600 8-21(Mpa)其中,Max=me00.25M：M (24 2.825 0.25107= 2.7 108MPaZsb D0< es4截面其中1a31 jMmaxMm;Zsm1-1 二 M E凹»=17.81Mpa)169950001 _10.25MW= 2.475 108MPaZsm為人孔

40、截面的抗彎截面系數(shù),截面2 _2,_2 -2M max3M紀二ME 0.25M W= 2.8 108MPaMmax : 2D2、i eMe 二Me 二 22 2.5 0.25107查相關(guān)標準得:2.8 10820.785 160063Zsm =16995000mm。= 28.2(Mpa)25.4 2.1 0.251074兀 2、ZDe45.8塔體和裙座強度與穩(wěn)定性校核0-0截面=+ o3 =15 + 21 =36MPa(5-20)鳥=36MPa ：；訂厲=129MPa滿足強度要求。1-1截面由 A值查圖 16-5 的 Q235A勺 B=107.5 Mpa1 1 1 1 1 1二- ；26 =1

41、7.23 17.81 =35MPa(5-21 )1 1二 max =35 :二cr =129MPa 所以滿足強度要求。2-2截面2 _22 _22 _2cmax 二 02- C3 =13.9 28.2 =42.1MPa(5-22)蟲=42.1< Ccr =128.16MPa所以滿足要求表5-6 :各危險截面強度與穩(wěn)定校核匯總項目計算危險截面0-01-12-2塔體與裙座有效厚度e esmm886截面以上的操作質(zhì)量m0"/kg28937.228460.427845.3計算截面面積A /kgAsb = 40091Asm = 28787A =30144計算機面的抗彎截面系數(shù)z /mmZ

42、sm=1.6995"07最大彎矩Mm±/(N.mm )2.7X1082.45X1082.8x108最大允許軸向壓應(yīng)力/MpaKBKt129129138135.6135.6204計算引起的軸向拉應(yīng)力5/MPa000計算引起的最大軸向壓應(yīng)力0 / Mpa363542.15.9吊裝時應(yīng)力校核"冇丁HHH MHUitHiiHtf Hi H一L*"子卞圖5-5吊裝時應(yīng)力圖按照手冊圖16.11所示的最不利的吊裝條件進行校核axmax(mmin g(H -h)H2/80.785D：Sn28937.2 9.81 14000226.28 16002 8 (14000-20

43、00)(5-23)= 36.05MPaH:容器的總高度;h:裙座的高度；mmin:容器的最小質(zhì)量;：容器的名義厚度;g :重力加速度；Jax : KB =107.5MPa ： 0.9心尹=253.8MPa經(jīng)校核合格5.10基礎(chǔ)環(huán)設(shè)計取外徑Dob = Djs 300 =1600 300 = 1900mm內(nèi)徑Dib = Dis 300 - 1300mm圖5.6基礎(chǔ)環(huán)尺寸表5-7地腳螺栓尺寸檢規(guī)格BCD4Eg&5,占血M24X32005545160 <&0)7C121612too50274050M27X3204)Ed50?0(200)7512IK13皿no6030弭50M30X

44、3.彳緲昨551R0 (210)胡142l»14I5fl1卻70502507060£00 (230)8EU2216110ao50M42X4.fi3007565210 (2+0)95IB12+18170BO45603(W807022Ci (260)1(W20導20190150100516570M56X5. 53507S24Q (230)110S2302?21017011053?5航的(300)223224220180ISO678590M7£X&40095as緲C32Q)11024362S加1<JO1307£&51OD400100憶關(guān)0C340)1352440館250谿Q1407&1Q012QM8QX645。W53-5310<360)1102S40282702£0150no120M90X645011*310533OC3B0)1弭43302S02S0160'93120130基礎(chǔ)環(huán)的應(yīng)力校核:3.14(D0b-Di：)32 Dob= 6.2 108mm3Obmax0-0maxZbAb81.61028937.29.8186.2101507200(5-24)每max0.3M WM emmaxgZbAb= 0.260.18 =0.44 MPa0.3 2.7 108