塔设备机械计算.doc

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1、第四章塔设备机械设计塔设备设计包括工艺设计和机械设计两方面。机械设计是把工艺参数、尺寸作为已知条件，在满足工艺条件的前提下，对塔设备进行强度、刚度和稳定性计算，并从制造、安装、检修、使用等方面出发进行机构设计。4.1设计条件由塔设备工艺设计设计结果，并查相关资料[1],[9]知设计条件如下表。表4-1设计条件表已知设计条件塔体内径Di2000mm塔体高度H28000mm设计压力P1.0MPa设计温度t200℃塔体材料16MnR许用应力170MPa许用应力170MPa设计温度下弹性模量E1.9×105MPa常温屈服点

2、345MPa厚度附加量C2mm塔体焊接接头系数ϕ0.85介质密度ρ783.92kg/m3塔盘数N40每块塔盘存留介质层高度hW80mm基本风压值q0400N/m2地震防烈度8度场地土类别Ⅱ类偏心质量me4000kg塔外保温层厚度δ100mm保温材料密度ρ2300kg/m3裙座材料Q235-A许用应力113MPa常温屈服点σs235MPa厚度附加量Cs2mm人孔、平台数6地脚螺栓材料Q235-A许用应力bt140MPa腐蚀余量C23个数n324.2设计计算4.2.1全塔计算的分段图4-1全塔分段示意图塔的计算截面应包

3、括所有危险截面，将全塔分成5段，其计算截面分别为：0-0、1-1、2-2、3-3、4-4。分段示意图如图4-1。4.2.2塔体和封头厚度塔内液柱高度：（m）液柱静压力：（MPa）计算压力：MPa（液柱压力可忽略）圆筒计算厚度：（mm）圆筒设计厚度：（mm）圆筒名义厚度：（mm）圆筒有效厚度：（mm）封头计算厚度：（mm）封头设计厚度：（mm）封头名义厚度：（mm）封头有效厚度：（mm）4.2.3塔设备质量载荷1.塔体质量查资料[1],[8]得内径为2000mm，厚度为10mm时，单位筒体质量为495kg/m，单个封

4、头质量为364kg。通体质量：（kg）封头质量：（kg）裙座质量：（kg）塔体质量：（kg）0-1段：（kg）1-2段：（kg）2-3段：（kg）3-4段：（kg）4-顶段：（kg）1.塔段内件质量查表5-4得[8],筛板塔塔盘质量，则塔体内件质量：（kg）2-3段：（kg）3-4段：（kg）4-顶段：（kg）2.保温层质量1-2段：（kg）2-3段：（kg）3-4段：（kg）4-顶段：（kg）3.平台和扶梯质量查表5-4得[8],平台质量笼式扶梯质量平台数笼式扶梯总高度0-1段：（kg）1-2段：（kg）2-3段

5、：（kg）3-4段：（kg）4-顶段：（kg）1.操作时塔内物料质量1-2段：（kg）2-3段：（kg）3-4段：（kg）4-顶段：（kg）2.人孔等附件的质量（kg）0-1段：（kg）1-2段：（kg）2-3段：（kg）3-4段：（kg）4-顶段：（kg）1.充液质量1-2段：（kg）2-3段：（kg）3-4段：（kg）4-顶段：（kg）2.偏心质量已知再沸器：1-2段：（kg）2-3段：（kg）3.操作质量同理可得各段的操作质量如下：（kg），（kg），（kg）（kg），（kg）4.最小质量同理可得各段的最小质

6、量如下：（kg），（kg），（kg）（kg），（kg）1.最大质量同理可得各段的最小质量如下：（kg），（kg），（kg）（kg），（kg）综上可知塔的各种质量载荷计算结果如表4-2所示。表4-2质量载荷计算结果质量/kg0--11--22--33--44--顶m0114340.54951354247549505066.5m028164001020.53877.93265.6m035116.50111.9998.519972009.1m045033.74080861.31722.62329.8m0513227091

7、9.55415.33741.53150.7ma3585.1123.8338.5618.81237.51266.6me400001400260000mw79275.801172.9157003140031002.9m053466.8658.84203.913989.417526.517088.3mmin33708.6658.83284.47757.710682.6811325.12mmax119515.6658.84457.324274.14518544940.54.2.4自振周期式中H–––––塔设备高度，mmm0

8、–––––操作质量，kgE–––––设计温度下弹性模量，MPaDi–––––塔体内径，mmδ–––––塔体有效厚度，mm4.2.10地震载荷与地震弯矩1.水平地震力式中CZ–––––综合影响系数，取CZ=0.5；mK–––––距离地面hK处的集中质量，kg；α1–––––对应于塔设备基本自振周期T1的地震影响系数α值；αmax–––––地震影响系数的最大值，