化工设备设计基础第11章塔器设备设计

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1、第11章塔器设备设计一、塔体壁厚的计算二、裙座设计一、塔体壁厚的计算结构组成：塔体－筒节、封头和联接法兰内件－塔板或填料及其支撑装置裙式支座和附件－人孔、进出料接管、各仪表接管、液体和气体的分配装置、塔外的扶梯、平台和保温层。填料塔板式塔一、塔体壁厚的计算塔器多属自支承式设备，一般都很高，且承受多种载荷作用。塔体除应满足强度条件外，还需满足稳定条件。1.按设计压力计算塔体及封头壁厚按内（外）压容器及封头的有关规定，计算塔体及封头的有效厚度Se和SeH。一、塔体壁厚的计算2.塔体承受的各种载荷的计算工作介质压力重量载荷风载荷地震载荷偏心载荷力学模型：底部固定支撑的悬臂梁。一、塔体壁厚的计算2

2、.塔体承受的各种载荷的计算⑴塔设备重量载荷塔设备的操作质量（Kg）：m0=m01+m02+m03+m04+m05+ma+me设备最大质量（Kg）（水压试验时的质量）：mmax=m01+m02+m03+m04+mw+ma+me设备最小质量（Kg）（吊装时的质量，要考虑吊装时的实际质量包含的内容）：mmin=m01+0.2m02+m03+m04+ma+me一、塔体壁厚的计算2.塔体承受的各种载荷的计算⑴塔设备重量载荷m01－塔设备壳体（包括裙座）质量，Kg。根据求出的壁厚Sn、Sns、SnH；m02－塔设备内构件质量，kg；（0.2m02指考虑部分内构件焊在壳体上）m03－塔设备保温材料质量，

3、kg；m04－平台；扶梯质量，kg；m05－操作时塔设备内物料质量，kg，ma－人孔、法兰、接管等附属件质量，kg；mw－设备内充水质量，kg；me－设备的偏心质量，kg；一、塔体壁厚的计算2.塔体承受的各种载荷的计算⑵地震载荷计算简化假设：直径、壁厚沿高度变化的圆筒形直立设备，可视为一个多质点体系。每一直径和壁厚相等的一段长度间的质量，可处理为作用在该段高度1/2处的集中载荷高度hk处的集中载荷mk所引起的水平地震力一、塔体壁厚的计算2.塔体承受的各种载荷的计算⑵地震载荷计算Cz-结构综合影响系数，圆筒形直立设备取Cz=0.5；-设备基本自振周期为T1对应的地震影响系数值；令T=T1按下

4、图查；-地震影响系数的最大值按下表选取；T－设备自震周期，sT1－设备基本振型自振周期，按下两式进行计算Cz-结构综合影响系数，圆筒形直立设备取Cz=0.5；-设备基本自振周期为T1对应的地震影响系数值；令T=T1按下图查；-地震影响系数的最大值按下表选取；T－设备自震周期，sT1－设备基本振型自振周期，按下两式进行计算Cz-结构综合影响系数，圆筒形直立设备取Cz=0.5；-设备基本自振周期为T1对应的地震影响系数值；令T=T1按下图查；-地震影响系数的最大值按下表选取；T－设备自震周期，sT1－设备基本振型自振周期，按下两式进行计算一、塔体壁厚的计算2.塔体承受的各种载荷的计算⑵地震载荷

5、计算等直径、等壁厚设备的基本自振周期：-不等直径或不等壁厚设备的基本自振周期式中hi－第i段集中质量距地面的高度，mm；Hi－塔顶至第i段底截面的高度，mm；H－塔设备总高，mm；I－第i段的截面惯性矩，mm4；Ii=0.393(Di+Sei)3Sei；mi－第i段的操作质量，kg；Di－塔体内直径，mm；Ei，Ei-1－第i段，第i-1段塔材料的弹性模数，MPa；一、塔体壁厚的计算2.塔体承受的各种载荷的计算⑵地震载荷计算式中hi－第i段集中质量距地面的高度，mm；Hi－塔顶至第i段底截面的高度，mm；H－塔设备总高，mm；I－第i段的截面惯性矩，mm4；Ii=0.393(Di+Sei)

6、3Sei；mi－第i段的操作质量，kg；Di－塔体内直径，mm；Ei，Ei-1－第i段，第i-1段塔材料的弹性模数，MPa；－－振型参数与系数hk－计算截面I－I以上集中质量mk的作用点距地面的高度，mm。一、塔体壁厚的计算2.塔体承受的各种载荷的计算⑵地震载荷计算任意计算截面I－I的地震弯矩h－计算截面距地面高度等直径、等壁厚的设备任意截面I－I的地震弯矩底部截面的地震弯矩【注】当H/Di>5时，设备为柔性结构，须考虑高振型影响，在进行稳定或其他验算时，取地震弯矩值应为上列计算值的1.25倍。一、塔体壁厚的计算2.塔体承受的各种载荷的计算⑶风载荷计算自支承式塔设备受风压作用的示意图。塔体

7、会因风压而发生弯曲变形。吹到塔设备迎风面上的风压值，随设备高度的增加而增加。为了计算简便，将风压值按设备高度分为几段，假设每段风压值各自均布于塔设备的迎风面上。塔设备的计算截面应该选在其较薄弱的部位，如截面0-0，1-1，2-2等。两相邻计算截面区间为一计算段；任一计算段的风载荷，就是集中作用在该段中点上的风压合力。任一计算段风载荷的大小，与设备所在地区的基本风压值q0、设备的高度、直径、形状以及自振周期有关。一、塔体壁