脱戊烷塔顶回流罐

第1章设计数据及设备简图

设计压力：1.5MPa

设计温度：80C

操作压力：1.36MPa

操作温度：80C

水压试验压力:0.63MPa 筒体焊接接头系数：0.85 封头焊接接头系数：0.85 腐蚀余量：2m m 介质：戊烷

筒体直径： 1000m m

设备总长度：3400m m

筒体长度：2850mm

筒体材料: Q245R

标准椭圆封头材料：Q245R 封头直边段长度：25mm

鞍座材料：Q245R

回流罐结构简图如下：

图1-1 脱戊烷塔顶回流罐简图

第2章 设计计算书

2.1确定筒体和封头的壁厚

（1）筒体壁厚按GB150—98式(6---1)计算

c i

t c P D 2[]P δ=

σφ- （2-1） 式中：

c P ——计算压力 即：-6

C P P gh 1.59.880810 1.508MPa =+ρ=+⨯⨯=

φ——焊封系数，考虑双面焊局部无损探伤，0.85φ=；

[]t

σ——设计温度下Q245R 材料的许用应力 []

t

147.25MPa σ=

i D ——设备内直径， i D =1000m m

1.5081000

2147.250.85 1.508

⨯δ=

⨯⨯-=6.06m m

1C ——钢板的负偏差 1C 0.8=mm 2C ——介质腐蚀裕度 2C 2=mm

C ——壁厚附加量 12C C C 0.82 2.8=+=+=mm

设计壁厚 d C 6.06 2.88.86

δ=δ+

=+=mm 根据GB 713钢板厚度标准查得 n 10δ=mm

（2）封头壁厚按GB150-98式计算

c i

t c KP D 2[]0.5P δ=

σφ- （2-2） 式中：

K ——椭圆形封头形状系数，对标准椭圆形封头K 1=；

φ——焊封系数0.85ϕ=

其他符号意义与数值同前

1 1.5081000

2147.250.850.5 1.508⨯⨯δ=⨯⨯-⨯=6.04m m

d C 6.04 2.88.84δ=δ+=+=mm 为了保证封头与筒体能很好满足焊接要求取封头壁厚10=n δmm 封头名义厚度为10mm ，封头深度为275mm 直边高h=25mm

筒体名义厚度为10mm ，内径均为1000mm ，封头容积0.301m 3

2.2计算重量载荷和支座反力

（1）筒体和封头的质量

①筒体总质量1G

()1i e e G D L =ρν=ρπ+δδ⎡⎤⎣⎦

式中：

ρ——筒体材料的密度，37850Kg /m ρ=

'L ——设备总长，L '3416=mm

i h ——封头的曲边高度，查表得i h 250=mm 1h ——封头的直边高度，1h 25=mm

L ——筒体的长度，i 1L L'2h 2h 2850=--=mm

i D 、e δ的意义与数值同前

()3G1785010007.210 2.750.0072491.56-=⨯π⨯+⨯⨯⨯=kg ②封头质量2G

'

22G 2G 290.5181==⨯=kg

③鞍座质量 3G

'

33G 2G 257114==⨯=kg

○

4附件质量4G 4G 310.17=kg

设备自重1234G G G G G 1096.73=+++=kg (2)容器内充水质量'G

充水后总质量 ()12G'V V 1000 2.5410002540=+⨯=⨯=kg (3)支座反力 F

()12G 'G G 2540672.56

F g 9.815741.522

+++=

⨯=⨯=N

2.3筒体的轴向应力

（1）轴向弯矩的计算

○

1支座截面处的弯矩 22

m i a i R h A 1L 2AL M =FA 14h 13L ⎛⎫

---

⎪

--

⎪ ⎪+

⎪⎝

⎭

(2-3) A ——鞍座底板中心至封头切线距离 A 250=mm L 、i h 的意义与数值同前

22

a 0.250.5050.251 2.8520.25 2.85

M 15741.50.252737.2240.2513 2.85⎛⎫

--

- ⎪

⨯⨯=-⨯⨯=- ⎪⨯ ⎪+ ⎪⨯⎝

⎭

N.m ○

2跨中截面处的弯矩 22

m i 2b i R h 12FL 4A L M 4h 4L 13L ⎛⎫-+ ⎪=- ⎪ ⎪+ ⎪⎝⎭

(2-4)

22

2b 0.5050.251215741.5 2.8540.252.85M 6582.0340.254 2.8513 2.85⎛⎫-+⨯ ⎪⨯⨯=-= ⎪⨯ ⎪+ ⎪⨯⎝⎭

N.m

（2）轴向应力的计算

取max b M M 6582.03==N.m m R ——中径，m R 505=mm

e δ——有效厚度，e 10 2.87.2δ=-=mm ○

1跨中截面最高点处轴向应力 c m b

12e m e

P R M 2R σ=-

δπδ(2-5)

1323

1.5080.505658

2.03-1.14MPa 27.2100.5057.210--⨯σ=

-=⨯⨯π⨯⨯⨯

○

2跨中截面处最低点的轴向应力 c a b

22e m e

P R M 2R σ=

+δπδ （2-6） 1323

1.5080.505658

2.03

1.14MPa 27.2100.5057.210--⨯σ=

+=⨯⨯π⨯⨯⨯

由上面的计算结果可知跨中截面弯矩远大于鞍座截面处的弯矩，且

i

A

0.5R =可以不考虑鞍座处的“偏塌”现象，因此，只计算跨中截面的轴向应力即可。