矩形固体料仓-最新文档资料
矩形固体料仓
的设计算有明确的阐述 ， ＮＢ／ ７ ０ ． — Ｔ４ ０ ３ １ 要 考 虑 其 经 济 型 。 尽 量 考 虑 优 选 用 价 格 置 加 强 筋 。 应 ２ ０ ｇ 制 焊 接常 压 容 器 中对 储 存 液 体物 低 廉 并 且 刚 性 较 好 的 碳 钢 材 料 。 ０ ９钢 料 的钢 制焊 接 矩 形 容 器的 设 计 计 算 有详 细 的 规 定 。 在 某 一 大 型项 目中 ， 一 储 存褐 ３ 设计计算 但 有 煤 的 钢 制 矩 形 锥 体料 仓 。 形 见 图 １ 设计 ３ １锥形料 仓 的分段 外 ， ． 计 算 无 具 体 的 标 准 参 照 。 面 就 其 结 构 及 下 受 力状 况 进 行 分 析 ， 出对 该 种 设 备 的 设 提 计 计 算 方法 和 依 据 。 规格， 按照ＮＢ Ｔ ７ ０ ． － ０ ９ ／ ４ ０ ３ ２ ２ ０ 依次 计 算每 段 锥体 的 容 积 ， 操作 质量 ， 重心 ， 震 力 ， 地 地 震 弯 矩 及 任 意 截 面 处 的 最 大弯 矩 等 。
为 使 仓 内料 松 散 固体 物 料 能 够 自动 流 ３． 分 析 液体 及 固体物 料对 容 器壁 的作 用 ２
出 ， 仓 无 论 横 截 面 是 圆 形 还 是 方 形 其 底 力 料 部 均 为 锥 体 ， 且 锥 体 部 分 的 半 顶 角 ｅ的 并 决 定 性 的关 系 。 顶 角 ｅ一般 由工 艺 提 供 。 半
容 器 的 壁 面 其 作 用 力 也 是 如 此 。 里 重 点 对 直 壁 板 的 垂 直 压 应 力 Ｐ， ， 平 压 应 力 这 ， 水 对 固体 松 散 物 料 及 液 体 介 质 对 容 器 壳 壁 的 ｐ ｉ 及 摩 擦 力 Ｆ ｉ 。 根 据 设 定 的 壳 体 壁 ｈｉ － ｆ ｉ并 － 作用力作分析及对 比。 体 物 料 对 圆形 容 器 的 锥 体 壁 有 垂 直 压 应 力 Ｐ 】 ， 平压 应 ￣ ｐ ｉ及 法 向压应 力ｐ ｉ 三种 水 ｖ 一 Ｊ ｈｉ － ｉ －
1---料仓施工组织专项方案
长沙市污水处理厂污泥集中处置工程料仓单体安装施工专项方案编制单位：中国建筑第八工程局有限公司编制人:审核人：审批人：编制日期:二零一三年四月五日印号：(盖章受控）版本：第一版发布日期:2013-3—21目录一、工程概况2二、编制依据2三、安装说明3四、安装准备14五、安装主要过程141 料仓钢结构支架、平台安装141。
1钢结构支架安装的程序141。
2 污泥料仓等主要设备的安装141。
3 污泥料仓预制151.4 料仓体形状和尺寸检查211.5 料仓防腐222设备安装222.1机械设备安装通用规定：222.2 桥架及保护管安装252.3 电气调试27六、资源配制计划271劳动力需用计划272主要施工机具配置计划273主要材料供应计划27七、施工保证措施291工期保证措施292质量保证措施303安全保证措施314现场保护措施33八、设备验收与保修服务35一、工程概况本工程由湖南军信污泥处置有限公司投资承建长沙市污水处理厂污泥集中处置工程，位于湖南省长沙市望城区黑麋峰固体填埋场内。
本施工为料仓系统施工方案。
污泥料仓分两个设计均值为200m3,接收各个污水处理厂运送过来含水率80％的脱水污泥，根据污泥中有机质含量及运行工况分别进入相应的有机质高低含量的污泥料仓，初期两条线设计为250t/d高有机质污泥和184t/d低有机质污泥，分别进入相应料仓内,经柱塞泵输送至系统外.餐厨垃圾料仓一个60m3，经餐厨垃圾站预处理60%含水率餐厨垃圾,初期设计为66t/d,并配有餐厨垃圾切割机，经切割后的餐厨垃圾经柱塞泵输送至混合罐.施工区域在厂内西南角。
二、编制依据本设备安装方案针对该设备特点，重点从科学的施工组织、优化的施工工序，先进可行的施工方法，有效的技术组织措施，力求以较少的投入,最短的工期，优质高效地完成该项目建设任务，使建设项目尽快发挥投资效益。
编制依据如下：1 设计院提供的施工图纸及设备随机技术资料；2采用最新版本的相应标准，具体如下：GB/T19001—2008 《质量管理体系要求》GB9969-2008《工业产品使用说明书总则》JB2932-1999 水处理设备制造技术条件JB/ZQ4000。
固体料仓 (2.26)设计计算
料仓的操作质量
料仓的最小质量
料仓的等效总质量
等效质量系数：地震计算时取
V Di θ p p0 T ψ μ q0
qw
C2 C2 C2
[σ]t φ
ReL(RP0.2) Et
[σ]t ReL(RP0.2)
Et θ
料仓计算
1500 10000 22.5 0.029 0.002
65 35 0.466307658 450 A 600 7 一 0.1 Ⅲ 1
av）*Dzi/(4*δ eia-acosθ)+maac*g/(π*ma-ac*
δeia-a*cosθ)
截面a-a处组合应力
载荷组合系数 轴向组合拉应力校核 钢板的厚度负偏差 壁厚附加量 裙座壳应力
人孔截面m-m截面应力计算公式
钢板的厚度负偏差 壁厚附加量 人孔截面开孔加强管长度 人孔截面处水平方向的最大宽度
2
3000
1
3000
见表7
段号 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
4.56E+09
li(mm)
1091 3000 3000 3000 4000 4000 4000 4000 3000 3000 ∑,N.mm N.mm
0.800 0.780 0.468 0.234
Pi(N) 11736.85 32067.75 31251.12 30053.82 38103.31 34704.5 30622.69 25985.44 13872.2 7258.99
筋板的许用应力（λ＜λc）：
仓壳锥体任意截面a-a处设计压力P和垂直于其 壁面的法向压力Pn产生的周向应力
σa-aθ=（P+Pa-ah）*Dzi/
固体料仓计算NBT47003.2-2009
固体料仓计算NBT47003.2-2009设备名称：仓壳圆筒内直径 mm D i 22500仓壳锥顶半顶⾓°θ22.5设计压⼒MPa P 0.029设计外压⼒MPa P 0-0.002设计温度℃T 100物料堆积密度Kg/m 3ρ1450物料内摩擦⾓的最⼩值°ψ35物料与壳体壁⾯的摩擦⾓°ψ'25物料与料仓间的摩擦系数 µ=tan(ψ')/µ0.466307658壳体材料//Q345R 壳体材料密度Kg/m 3ρ8000焊接接头系数/φ0.85设计温度下材料的许⽤应⼒MPa ［σ］t213仓壳锥体半顶⾓°θ522.1⽔平地震⼒抗震设防烈度度/8设计地震分组//第⼆组设计基本地震加速度g /0.2料仓⽔平地震⼒N F E 8741035.627——料仓等效总质量Kgm eq8579518.083编制⼈：固体料仓计算-----(按照NB/T47003.2-2009《固体料仓》计算)1.物料载荷计算2.地震载荷——等效质量系数/λm 0.85——地震影响系数/α10.094414414——阻尼调整系数/η21.18018018——⼀阶振型阻尼⽐/ξ0.03——地震影响系数最⼤值/αmax 0.08——与物料相关系数/I 1.1距底⾯⾼度hi集中质量mi的⽔平地震⼒N F Ei 见表2——距底⾯h k 处的集中质量Kgm k见表22.3地震弯矩N·mm 见表3——计算截⾯距地⾯⾼度mm h 见表3——设备基础距地⾯⾼度mmh 03.1⽔平风⼒基本风压值N/m 2q 0750场地⼟类别//A 相邻计算截⾯间的⽔平风⼒N Pi 见表4——料仓各计算段的外径mm D 0i 见表4——风压⾼度变化系数/f i 见表4——料仓第i段顶截⾯距地⾯的⾼度m h it 见表4——体型系数/K 10.71.7见表4——料仓⾼度mmH34500——料仓各计算段的风振系数（当H＞20m时）/K 2i 2.2垂直地震⼒3.风载荷——脉动增⼤系数/ξ 2.1505——脉动影响系数/v i 见表4——振型系数/φz i 见表4——第i段长度mml i见表43.2风弯矩料仓任意计算截⾯I-I处的风弯矩N·mm M W I-I 见表5料仓底截⾯为0-0处的风弯矩N·mmM W 0-0——物料⾃然堆积上锥⾓⾼度mm h c 7877——料仓计算截⾯以上的储料⾼度mm h w见表6——锥段以上物料堆积⾼度mm 170005雪载荷N W s 238988.9956——基本雪压值N/m 2q w 6006.1仓壳圆筒轴向应⼒计算见表64.3物料对仓壳圆筒任意截⾯I-I处产⽣的⽔平⽅向压应⼒MPa P h 见表64物料对仓壳圆筒的作⽤⼒6仓壳圆筒应⼒计算MPa P v 4.4物料与仓壳圆筒间的摩擦⼒MPa F f 见表64.2物料对仓壳圆筒任意截⾯I-I处产⽣的垂直⽅向压应⼒4.1特性纵坐标/A 41888设计产⽣的轴向应⼒I-I见表7MPaσz1——仓壳圆筒计算截⾯I-I处的有效厚度mmδ见表7eiI-I见表7物料与仓壳圆筒间摩擦⼒产⽣的轴向应⼒MPaσz2I-I见表7最⼤弯矩在仓壳圆筒内产⽣轴向应⼒MPaσz3I-I见表7由计算截⾯I-I以上料仓壳体重及垂直地震⼒产⽣的轴向应⼒MPaσz3——计算截⾯I-I以上料仓壳体及附件质量Kg m up见表7I-I——计算截⾯I-I以上料仓壳体质量Kg m1upI-I——平台、扶梯质量Kg m2upI-I——计算截⾯I-I以上的⼈孔、接管、法兰及仓壳顶安装的附件质量Kg maup6.2仓壳圆筒周向应⼒I-I见表7由设计压⼒p和物料的⽔平压应⼒ph在计算截⾯I-I处产⽣周向应⼒MPaσθ6.3应⼒组合6.3.1组合拉应⼒I-I见表7组合轴向应⼒MPaσzI-I见表7组合拉应⼒MPaσzLI-I见表7 6.3.2组合压应⼒MPaσzA6.3.4应⼒校核组合拉应⼒见表7组合压应⼒见表7——仓壳圆筒材料的许⽤轴向压应⼒MPa [σ]er见表7——载荷组合系数/K1.27.1仓壳锥体任意截⾯上的应⼒计算7.1.1仓壳锥体特性纵坐标值mm A z 见表8——仓壳锥体计算截⾯a-a处的内直径mm D zia-a见表8——物料在仓壳锥体计算截⾯a-a处的锥⾓⾼mm h zc 见表87.1.2物料对仓壳锥体的垂直压应⼒MPa p v a-a 见表87.1.3物料对仓壳锥体产⽣的⽔平压应⼒MPa p h a-a 见表87.1.4仓壳锥体任意截⾯处的法向压应⼒MPa p n a-a 见表87.1.5周向应⼒MPa σθa-a 见表87.1.6轴向应⼒MPa σza-a 见表8——仓壳锥体计算截⾯a-a处以下的仓壳锥体质量与仓壳锥体计算截⾯a-a以下的仓壳锥体所储物料质量之和Kg m c a-a 见表8——锥壳下端开孔外直径mm /20007.2组合应⼒MPa σ∑a-a 见表87.3应⼒校核MPa/见表88.1裙座壳底截⾯的组合应⼒8裙座壳应⼒7仓壳锥体应⼒MPaσ1见表9MPaσ2见表90-0见表9——0-0截⾯处的垂直地震⼒，仅在最⼤弯矩为地震弯矩参与组合时计⼊此项N Fv——裙座壳底部截⾯积mm2A sb见表9——裙座半顶⾓，对圆柱形裙座，ψ=0°ψ0——裙座壳底部截⾯模数mm3Z sb见表9——裙座壳底部内直径mm Dis22500——裙座壳底部壁厚mmδ见表9——裙座材料名称//Q345R ——设计温度下的裙座材料许⽤应⼒MPa[σ]t212——设计温度下的裙座材料屈服强度MPa R eL(R p0.2)345——设计温度下的裙座材料弹性模量MPa E t191000 8.2裙座上较⼤开孔处截⾯h-h组合应⼒MPaσ1见表9MPaσ2见表9h-h见表9——h-h截⾯处的垂直地震⼒，仅在最⼤弯矩为地震弯矩参与组合时计⼊此项N Fv——h-h截⾯处裙座壳的截⾯积mm2A sm见表9mm2A m——h-h截⾯处⽔平⽅向的最⼤宽度mm b m——h-h截⾯处裙座壳的内直径mm D is22500——开孔加长管长度mm l mh-h见表9——h-h截⾯处的最⼤弯矩N·mm Mmax——h-h截⾯处的风弯矩N·mm M w h-h 见表9——h-h截⾯以上料仓的操作质量Kg m 0h-h见表9——h-h截⾯以上料仓的试验质量，如不进⾏⽔压试验，可取为m 0h-h Kg m max h-h 见表9——h-h截⾯处裙座壳的截⾯模数mm 3Z sm见表99.1⾃⽀承式锥顶形仓壳顶仓壳顶有效厚度mm δt26.94090828——单位⾯积的仓壳顶质量与附加质量之和Kg/m 2m t 696.5306122——单位⾯积的仓壳顶质量Kg/m 2m t115——单位⾯积仓壳顶附加质量Kg/m 2m t25——单位⾯积仓壳顶上平均载荷Kg/m 2m t3600——锥顶母线与其⽔平投影线间之夹⾓，⼀般取10°～35°°β22.5——仓壳顶材料在设计温度下的弹性模量MPa E t 195000受内压锥顶的周向应⼒MPa σθ31.6445283校核公式MPa181.059.2⾃⽀承式拱形仓壳顶仓壳顶有效厚度mm δt8.21651318——拱形仓壳顶球壳内半径mm R n 10000受内压拱形仓壳顶的周向应⼒MPaσθ19.853312049仓壳顶计算结论:校核合格校核公式MPa181.05结论:校核合格9.3仓壳顶加强筋加强筋的最⼤弯矩N·mm M max213443.0454——集中载荷N W z6000——直径⽅向加强筋的数量个n24所需加强筋截⾯模数mm3Z min1002080.0259.4仓壳顶与仓壳圆筒连接处的加强结构仓壳顶、仓壳圆筒与包边⾓钢有效截⾯积之和mm2A j24470.91471——取设计压⼒P及设计外压P0中较⼤值MPa0.0299.5仓壳椎体与仓壳圆筒连接处的加强结构仓壳圆筒圆周⽅向拉⼒N/mm Y s1278.931309仓壳锥体母线⽅向拉⼒N/mm Y1350.6599931仓壳锥体圆周⽅向拉⼒N/mm Y23489.584448仓壳锥体圆周⽅向拉⼒N Q-2786147.094——仓壳锥体有效加强长度mm B n0——仓壳圆筒有效加强长度mm B n252.1606631当Q＞0时，承压圈区域内所需截⾯积mm2A c按临界许⽤应⼒计算当Q＜0时，承压圈区域内所需截⾯积mm2A c-31823.49622——设计温度下材料的许⽤压缩应⼒MPa[σ]cr1039.6仓壳圆筒加强结构9.6.1仓壳圆筒设计外压 P0=2.25f i q0×10-6+P in MPa P00.005079688——料仓内部负压值MPa P in0.0029.6.2料仓许⽤临界外压⼒MPa[P cr] 6.82415E-05——核算区间罐壁筒体的当量⾼度m H E11.772——核算区间最薄圈罐壁板的有效厚度mm t min见表10——第i圈罐壁板的有效厚度mm t i见表10——第i圈罐壁板的实际⾼度m h i见表10——第i圈罐壁板的当量⾼度m H ei见表10 9.6.3加强圈个数及位置需设置加强圈10裙座地脚螺栓座10.1基础环内外径数据——基础环外径mm D ob22800——基础环内径mm D ob22200——基础环⾯积mm2A b 2.1206E+07——基础环材料许⽤弯曲应⼒MPa[σ]b170——裙座基础板外边缘到裙座壳外表⾯的距离mm b132——基础环的截⾯模数mm3Z b 1.1773E+11 10.2基础环厚度10.2.1⽆筋板时mmδb42.868621555.990842339MPa 5.9908423394.70E+0010.2.2有筋板时mmδb35.79064119——矩形板计算⼒矩N·mm M s36294.1499N·mm|M x|23632.63652N·mm|M y|36294.1499——系数C x//-0.2264——系数C y//0.05629——裙座基础板外边缘到裙座壳外表⾯的距离 b=(D ob-D is)/2-δs mm b132——筋板间最⼤间距 l=(πD ob/n-l3-δG)/(n j+1)-δG mm l328——地脚螺栓个数/n48——两个螺栓座之间筋板数量/n j3——筋板内侧间距mm l3100——筋板厚度mmδG16 10.3地脚螺栓8.04E-02地脚螺栓承受的最⼤拉应⼒MPa8.04E-02-3.2940E+000-0——0-0截⾯处垂直地震⼒，仅在最⼤弯矩为地震弯矩参与组合时计⼊此项N Fv地脚螺栓⼩径mm20.54——地脚螺栓腐蚀裕量mm C23——地脚螺栓材料许⽤应⼒MPa[σ]bt14710.4筋板筋板压应⼒MPaσg 3.52322495——⼀个地脚螺栓承受的最⼤拉⼒N F35514.1——对应于⼀个地脚螺栓的筋板个数/n15——筋板宽度mm l2126筋板许⽤压应⼒当λ≤λc时MPa[σ]c110.94当λ＞λc时MPa[σ]c——长细⽐/λ21.626——回转半径，对长⽅形截⾯的筋板取0.289δG mm i 4.624——筋板长度mm l k200——系数/ν 1.5169——临界长细⽐/λc135.95——筋板材料的许⽤应⼒MPa[σ]G170结论：校核通过10.5盖板10.5.1⽆垫板时盖板最⼤应⼒MPaσz53.77014823 10.5.2有垫板时盖板最⼤应⼒MPaσz49.06347743——垫板上的地脚螺栓孔直径mm d227——盖板上的地脚螺栓孔直径mm d340——垫板宽度mm l460——盖板厚度，⼀般分块厚度不⼩于基础环的厚度mmδc24——垫板厚度mmδz12 10.6仓壳筒体与裙座连接焊缝10.6.1仓壳圆筒与裙座搭接焊接接头MPa140.49合格MPa145.45合格——焊接接头扛剪断⾯⾯积mm2A w778080.2631——裙座壳顶部截⾯外直径mm D ot22536J-J——搭接接头处的垂直地震⼒,仅在最⼤弯矩为地震弯矩参与组合时计⼊N FvJ-J8.68E+10——搭接焊接接头处的最⼤弯矩N·mm MmaxJ-J 1.48E+10——搭接焊接接头处处的风弯矩N·mm Mw——地震弯矩N·mm M e8.31E+10J-J9.96E+06——⽔压试验时(或满仓时)料仓最⼤质量(不计裙座质量)Kg mmaxJ-J9583002.44——J-J截⾯以上料仓操作质量Kg m——焊接接头抗剪截⾯模数mm3Z w4385468641t215——设计温度下焊接接头的许⽤应⼒，取两侧母材许⽤应⼒的较⼩者MPa[σ] w——设计温度下焊接接头的屈服强度，取两侧母材屈服强度的较⼩者MPaσs425 10.6.2仓壳圆筒与裙座对接焊接接头MPa-70.72合格——裙座顶截⾯的内直径mm D it22500。
固体料仓设计计算-29页文档资料
6设计计算固体料仓的校核计算按以下步骤进行：a)根据地震或风载的需要，选定若干计算截面（包括所有危险截面）。
b)根据JB/T 4735的相应章节，按设计压力及物料的特性初定仓壳圆筒及仓壳锥体各计算截面的有效厚度δe。
c)按6.1～6.18条的规定依次进行校核计算，计算结果应满足各相应要求，否则需要重新设定有效厚度，直至满足全部校核条件为止。
固体料仓的外压校核计算按GB 150的相应章节进行。
6.1 符号说明A ——特性纵坐标值，mm；B ——系数，按GB 150确定，MPa；C ——壁厚附加量，C=C1+C2，mm；C1 ——钢板的厚度负偏差，按相应材料标准选取，mm；C2 ——腐蚀裕量和磨蚀裕量，mm；腐蚀裕量对于碳钢和低合金钢，取不小于1 mm；对于不锈钢，当介质的腐蚀性极微时，取为0；对于铝及铝合金，取不小于1 mm；对于裙座壳取不小于2 mm；对于地脚螺栓取不小于3 mm；磨蚀裕量对于碳素钢和低合金钢、铝及铝合金一般取不小于1mm，对于高合金钢一般取不小于0.5mm。
D i ——仓壳圆筒内直径，mm；D o ——仓壳圆筒外直径，mm；E t——材料设计温度下的弹性模量，MPa；F f ——物料与仓壳圆筒间的摩擦力，N；F k1 ——集中质量m k引起的基本震型水平地震力，N；F V ——集中质量m k引起的垂直地震力，N；F Vi ——集中质量i引起的垂直地震力，N；0-F——料仓底截面处垂直地震力，N；VIIF-——料仓任意计算截面处垂直地震力，仅在最大弯矩为地震弯矩参与组合时计入此项，N；Vg ——重力加速度，取g =9.81m/s2；H——料仓总高度，mm；H o ——仓壳圆筒高度，mm；H c ——仓壳锥体高度，mm；H i ——料仓顶部至第i段底截面的距离，mm；h ——计算截面距地面高度（见图3），mm；h c ——物料自然堆积上锥角高度（见图7），mm；h i ——料仓第i段集中质量距地面的高度（见图3），mm；h k ——任意计算截面I－I以上集中质量m k距地面的高度（见图3），mm；h W ——料仓计算截面以上的储料高度（见图7），mm；I I E M -—— 任意计算截面I －I 处的基本振型地震弯矩，N·mm ； 00-E M —— 底部截面0－0处的地震弯矩，N·mm ； e M —— 由偏心质量引起的弯矩，N·mm ；II w M -—— 任意计算截面I －I 处的风力弯矩，N·mm ； 00-w M —— 底部截面0－0处的风力弯矩，N·mm ； I I M -m ax —— 任意计算截面I －I 处的最大弯矩，N·mm ； 00m ax -M —— 底部截面0－0处的最大弯矩，N·mm ； m c —— 仓壳锥体质量与仓壳锥体部分所储物料质量之和，kg ； m min —— 料仓最小质量，kg ；m t —— 单位面积的仓壳顶质量与附加质量之和，kg ； m o —— 料仓操作质量，kg ； m 05 —— 料仓储料质量，kg ； p —— 设计压力，MPa ； p o —— 设计外压力，MPa ；I I h p -—— 物料在仓壳圆筒计算截面I －I 处产生的水平压力，MPa ；I I v p -—— 物料在仓壳圆筒计算截面I －I 处产生的垂直压力，MPa ；a a h p -—— 物料对仓壳锥体计算截面a －a 处产生的水平压力，MPa ； a a n p -—— 物料对仓壳锥体计算截面a －a 处产生的法向压力，MPa ；a a v p -—— 物料对仓壳锥体计算截面a －a 处产生的垂直压力，MPa ；II II n p -—— 物料对仓壳锥体大端II －II 处产生的法向压力，MPa ；II II v p -—— 物料在仓壳锥体大端II －II 处产生的垂直压力，MPa ；q o —— 基本风压值，见GB 50009，或按当地气象部门资料，但均不应小于300 N/m 2； q w ——基本雪压值，N/m 2。
(整理)固体料仓设计计算
6设计计算固体料仓的校核计算按以下步骤进行：a)根据地震或风载的需要，选定若干计算截面（包括所有危险截面）。
b)根据JB/T 4735的相应章节，按设计压力及物料的特性初定仓壳圆筒及仓壳锥体各计算截面的有效厚度δe。
c)按6.1～6.18条的规定依次进行校核计算，计算结果应满足各相应要求，否则需要重新设定有效厚度，直至满足全部校核条件为止。
固体料仓的外压校核计算按GB 150的相应章节进行。
6.1 符号说明A ——特性纵坐标值，mm；B ——系数，按GB 150确定，MPa；C ——壁厚附加量，C=C1+C2，mm；C1 ——钢板的厚度负偏差，按相应材料标准选取，mm；C2 ——腐蚀裕量和磨蚀裕量，mm；腐蚀裕量对于碳钢和低合金钢，取不小于1 mm；对于不锈钢，当介质的腐蚀性极微时，取为0；对于铝及铝合金，取不小于1 mm；对于裙座壳取不小于2 mm；对于地脚螺栓取不小于3 mm；磨蚀裕量对于碳素钢和低合金钢、铝及铝合金一般取不小于1mm，对于高合金钢一般取不小于0.5mm。
D i ——仓壳圆筒内直径，mm；D o ——仓壳圆筒外直径，mm；E t——材料设计温度下的弹性模量，MPa；F f ——物料与仓壳圆筒间的摩擦力，N；F k1 ——集中质量m k引起的基本震型水平地震力，N；F V ——集中质量m k引起的垂直地震力，N；F Vi ——集中质量i引起的垂直地震力，N；0-F——料仓底截面处垂直地震力，N；VIIF-——料仓任意计算截面处垂直地震力，仅在最大弯矩为地震弯矩参与组合时计入此项，N；Vg ——重力加速度，取g =9.81m/s2；H——料仓总高度，mm；H o ——仓壳圆筒高度，mm；H c ——仓壳锥体高度，mm；H i ——料仓顶部至第i段底截面的距离，mm；h ——计算截面距地面高度（见图3），mm；h c ——物料自然堆积上锥角高度（见图7），mm；h i ——料仓第i段集中质量距地面的高度（见图3），mm；h k ——任意计算截面I－I以上集中质量m k距地面的高度（见图3），mm；h W ——料仓计算截面以上的储料高度（见图7），mm；I I E M -—— 任意计算截面I －I 处的基本振型地震弯矩，N·mm ； 00-E M —— 底部截面0－0处的地震弯矩，N·mm ； e M —— 由偏心质量引起的弯矩，N·mm ；II w M -—— 任意计算截面I －I 处的风力弯矩，N·mm ； 00-w M —— 底部截面0－0处的风力弯矩，N·mm ； I I M -m ax —— 任意计算截面I －I 处的最大弯矩，N·mm ； 00m ax -M —— 底部截面0－0处的最大弯矩，N·mm ； m c —— 仓壳锥体质量与仓壳锥体部分所储物料质量之和，kg ； m min —— 料仓最小质量，kg ；m t —— 单位面积的仓壳顶质量与附加质量之和，kg ； m o —— 料仓操作质量，kg ； m 05 —— 料仓储料质量，kg ； p —— 设计压力，MPa ； p o —— 设计外压力，MPa ；I I h p -—— 物料在仓壳圆筒计算截面I －I 处产生的水平压力，MPa ；I I v p -—— 物料在仓壳圆筒计算截面I －I 处产生的垂直压力，MPa ；a a h p -—— 物料对仓壳锥体计算截面a －a 处产生的水平压力，MPa ； a a n p -—— 物料对仓壳锥体计算截面a －a 处产生的法向压力，MPa ；a a v p -—— 物料对仓壳锥体计算截面a －a 处产生的垂直压力，MPa ；II II n p -—— 物料对仓壳锥体大端II －II 处产生的法向压力，MPa ；II II v p -—— 物料在仓壳锥体大端II －II 处产生的垂直压力，MPa ；q o —— 基本风压值，见GB 50009，或按当地气象部门资料，但均不应小于300 N/m 2； q w ——基本雪压值，N/m 2。
固体料仓标准
固体料仓的标准包括以下几个方面：
1.结构设计：根据物料的性质、存储需求和工艺要求，固体料仓可采用不同的结构类型，如直立筒仓、平底仓和锥底仓等。
料仓的结构设计应确保
稳定性和耐用性。
2.材料选择：固体料仓的材料应具有足够的强度和耐腐蚀性，以适应存储物料的性质和环境条件。
常见的材料包括钢铁、混凝土等。
3.容量和尺寸：固体料仓的容量和尺寸应根据存储需求确定，以确保满足生产工艺和物料周转的要求。
标准尺寸可能因厂家和用途而异，一般需要
根据实际情况进行定制。
4.进料和出料装置：固体料仓应配备适当的进料和出料装置，以确保物料的顺畅流动和准确计量。
这些装置的设计应考虑到物料的性质、流动性和
工艺要求。
5.安全设施：为确保操作安全，固体料仓应设置必要的安全设施，如料位计、压力传感器、防爆装置等。
这些设施能够监测料仓的工作状态，并在
异常情况下采取相应的保护措施。
6.环保要求：固体料仓应符合环保要求，防止物料泄漏和粉尘飞扬。
料仓的密封性能和排风系统应经过合理设计，以减少对环境的影响。
需要注意的是，具体的固体料仓标准可能会因行业、地区和特定应用而有所不同。
因此，在设计和选用固体料仓时，建议参考相关行业标准、国家法规以及厂家提供的技术规格和质量标准，确保满足特定需求的同时，也符合通用的规范和标准。
矩形固体料仓
矩形固体料仓摘要：结合圆形固体料仓及矩形容器的设计标准及原理，分析比较矩形固体料仓及液体矩形容器的结构及受力状况，提出矩形固体料仓的计算方法。
并指出料仓在结构设计，制造中应该注意的一些问题。
关键词：矩形固体料仓设计计算NB/T47003.2-2009《固体料仓》对储存固体松散物料的钢制焊接立式圆筒形料仓的设计算有明确的阐述,NB/T47003.1-2009《钢制焊接常压容器》中对储存液体物料的钢制焊接矩形容器的设计计算有详细的规定。
但在某一大型项目中,有一储存褐煤的钢制矩形锥体料仓。
外形见图1,设计计算无具体的标准参照。
下面就其结构及受力状况进行分析,提出对该种设备的设计计算方法和依据。
1 工艺条件所有的工艺参数包括设计温度,设计压力,料仓材质,磨蚀及腐蚀裕量,充装介质的密度,颗粒度,安息角,介质与壳体的磨擦系数及磨擦角等均由工艺专业提供。
2 选材设备的选材除应满足设计要求外,还要考虑其经济型。
应尽量考虑优选用价格低廉并且刚性较好的碳钢材料。
3 设计计算3.1 锥形料仓的分段为使仓内料松散固体物料能够自动流出,料仓无论横截面是圆形还是方形其底部均为锥体,并且锥体部分的半顶角θ的大小与物料与壳体的摩擦系数及摩擦角有决定性的关系。
半顶角θ一般由工艺提供。
如图1,整个设备就是一个截面为矩形的锥形容器。
为了准确的计算风载荷及地震载荷,将料仓在高度方向等间距截面划分,每一段就是一个小的矩形锥体。
将每个截面及划分后的锥体从上到下分别按顺序编号,如图1。
并且在每个截面及竖向同等间距设置加强筋。
设定料仓壳体的名义厚度及加强筋的规格,按照NB/T47003.2-2009依次计算每段锥体的容积,操作质量,重心,地震力,地震弯矩及任意截面处的最大弯矩等。
3.2 分析液体及固体物料对容器壁的作用力固体料仓是储存固体松散物料的容器,它是区别于储存气体,液体的容器。
气体充满于所储存的容器内,以自身的压力对整个容器壁产生作用力。
固体料仓计算NBT47003.2-2009
设备名称：仓壳圆筒内直径 mm D i 22500仓壳锥顶半顶角°θ22.5设计压力MPa P 0.029设计外压力MPa P 0-0.002设计温度℃T 100物料堆积密度Kg/m 3ρ1450物料内摩擦角的最小值°ψ35物料与壳体壁面的摩擦角°ψ'25物料与料仓间的摩擦系数 μ=tan(ψ')/μ0.466307658壳体材料//Q345R 壳体材料密度Kg/m 3ρ8000焊接接头系数/φ0.85设计温度下材料的许用应力MPa ［σ］t213仓壳锥体半顶角°θ522.1水平地震力抗震设防烈度度/8设计地震分组//第二组设计基本地震加速度g /0.2料仓水平地震力N F E 8741035.627——料仓等效总质量Kgm eq8579518.083编制人：固体料仓计算-----(按照NB/T47003.2-2009《固体料仓》计算)1.物料载荷计算2.地震载荷——等效质量系数/λm 0.85——地震影响系数/α10.094414414——阻尼调整系数/η21.18018018——一阶振型阻尼比/ξ0.03——地震影响系数最大值/αmax 0.08——与物料相关系数/I 1.1距底面高度hi集中质量mi的水平地震力N F Ei 见表2——距底面h k 处的集中质量Kgm k见表22.3地震弯矩N·mm 见表3——计算截面距地面高度mm h 见表3——设备基础距地面高度mmh 03.1水平风力基本风压值N/m 2q 0750场地土类别//A 相邻计算截面间的水平风力N Pi 见表4——料仓各计算段的外径mm D 0i 见表4——风压高度变化系数/f i 见表4——料仓第i段顶截面距地面的高度m h it 见表4——体型系数/K 10.71.7见表4——料仓高度mmH34500——料仓各计算段的风振系数 （当H＞20m时 ）/K 2i 2.2垂直地震力3.风载荷——脉动增大系数/ξ 2.1505——脉动影响系数/v i 见表4——振型系数/φz i 见表4——第i段长度mml i见表43.2风弯矩料仓任意计算截面I-I处的风弯矩N·mm M W I-I 见表5料仓底截面为0-0处的风弯矩N·mmM W 0-0——物料自然堆积上锥角高度mm h c 7877——料仓计算截面以上的储料高度mm h w见表6——锥段以上物料堆积高度mm 170005雪载荷N W s 238988.9956——基本雪压值N/m 2q w 6006.1仓壳圆筒轴向应力计算见表64.3物料对仓壳圆筒任意截面I-I处产生的水平方向压应力MPa P h 见表64物料对仓壳圆筒的作用力6仓壳圆筒应力计算MPa P v 4.4物料与仓壳圆筒间的摩擦力MPa F f 见表64.2物料对仓壳圆筒任意截面I-I处产生的垂直方向压应力4.1特性纵坐标/A 41888设计产生的轴向应力I-I见表7MPaσz1——仓壳圆筒计算截面I-I处的有效厚度mmδ见表7eiI-I见表7物料与仓壳圆筒间摩擦力产生的轴向应力MPaσz2I-I见表7最大弯矩在仓壳圆筒内产生轴向应力MPaσz3I-I见表7由计算截面I-I以上料仓壳体重及垂直地震力产生的轴向应力MPaσz3——计算截面I-I以上料仓壳体及附件质量Kg m up见表7I-I——计算截面I-I以上料仓壳体质量Kg m1upI-I——平台、扶梯质量Kg m2upI-I——计算截面I-I以上的人孔、接管、法兰及仓壳顶安装的附件质量Kg maup6.2仓壳圆筒周向应力I-I见表7由设计压力p和物料的水平压应力ph在计算截面I-I处产生周向应力MPaσθ6.3应力组合6.3.1组合拉应力I-I见表7组合轴向应力MPaσzI-I见表7组合拉应力MPaσzLI-I见表7 6.3.2组合压应力MPaσzA6.3.4应力校核组合拉应力见表7组合压应力见表7——仓壳圆筒材料的许用轴向压应力MPa [σ]er见表7——载荷组合系数/K1.27.1仓壳锥体任意截面上的应力计算7.1.1仓壳锥体特性纵坐标值mm A z 见表8——仓壳锥体计算截面a-a处的内直径mm D zia-a见表8——物料在仓壳锥体计算截面a-a处的锥角高mm h zc 见表87.1.2物料对仓壳锥体的垂直压应力MPa p v a-a 见表87.1.3物料对仓壳锥体产生的水平压应力MPa p h a-a 见表87.1.4仓壳锥体任意截面处的法向压应力MPa p n a-a 见表87.1.5周向应力MPa σθa-a 见表87.1.6轴向应力MPa σza-a 见表8——仓壳锥体计算截面a-a处以下的仓壳锥体质量与仓壳锥体计算截面a-a以下的 仓壳锥体所储物料质量之和Kg m c a-a 见表8——锥壳下端开孔外直径mm /20007.2组合应力MPa σ∑a-a 见表87.3应力校核MPa/见表88.1裙座壳底截面的组合应力8裙座壳应力7仓壳锥体应力MPaσ1见表9MPaσ2见表90-0见表9——0-0截面处的垂直地震力，仅在最大弯矩为地震弯矩参与组合时计入此项N Fv——裙座壳底部截面积mm2A sb见表9——裙座半顶角，对圆柱形裙座，ψ=0°ψ0——裙座壳底部截面模数mm3Z sb见表9——裙座壳底部内直径mm D is22500——裙座壳底部壁厚mmδ见表9——裙座材料名称//Q345R ——设计温度下的裙座材料许用应力MPa[σ]t212——设计温度下的裙座材料屈服强度MPa R eL(R p0.2)345——设计温度下的裙座材料弹性模量MPa E t191000 8.2裙座上较大开孔处截面h-h组合应力MPaσ1见表9MPaσ2见表9h-h见表9——h-h截面处的垂直地震力，仅在最大弯矩为地震弯矩参与组合时计入此项N Fv——h-h截面处裙座壳的截面积mm2A sm见表9mm2A m——h-h截面处水平方向的最大宽度mm b m——h-h截面处裙座壳的内直径mm D is22500——开孔加长管长度mm l mh-h见表9——h-h截面处的最大弯矩N·mm Mmax——h-h截面处的风弯矩N·mm M w h-h 见表9——h-h截面以上料仓的操作质量Kg m 0h-h见表9——h-h截面以上料仓的试验质量，如不进行水压试验，可取为m 0h-h Kg m max h-h 见表9——h-h截面处裙座壳的截面模数mm 3Z sm见表99.1自支承式锥顶形仓壳顶仓壳顶有效厚度mm δt26.94090828——单位面积的仓壳顶质量与附加质量之和Kg/m 2m t 696.5306122——单位面积的仓壳顶质量Kg/m 2m t115——单位面积仓壳顶附加质量Kg/m 2m t25——单位面积仓壳顶上平均载荷Kg/m 2m t3600——锥顶母线与其水平投影线间之夹角，一般取10°～35°°β22.5——仓壳顶材料在设计温度下的弹性模量MPa E t 195000受内压锥顶的周向应力MPa σθ31.6445283校核公式MPa181.059.2自支承式拱形仓壳顶仓壳顶有效厚度mm δt8.21651318——拱形仓壳顶球壳内半径mm R n 10000受内压拱形仓壳顶的周向应力MPaσθ19.853312049仓壳顶计算结论:校核合格校核公式MPa181.05结论:校核合格9.3仓壳顶加强筋加强筋的最大弯矩N·mm M max213443.0454——集中载荷N W z6000——直径方向加强筋的数量个n24所需加强筋截面模数mm3Z min1002080.0259.4仓壳顶与仓壳圆筒连接处的加强结构仓壳顶、仓壳圆筒与包边角钢有效截面积之和mm2A j24470.91471——取设计压力P及设计外压P0中较大值MPa0.0299.5仓壳椎体与仓壳圆筒连接处的加强结构仓壳圆筒圆周方向拉力N/mm Y s1278.931309仓壳锥体母线方向拉力N/mm Y1350.6599931仓壳锥体圆周方向拉力N/mm Y23489.584448仓壳锥体圆周方向拉力N Q-2786147.094——仓壳锥体有效加强长度mm B n0——仓壳圆筒有效加强长度mm B n252.1606631当Q＞0时，承压圈区域内所需截面积mm2A c按临界许用应力计算当Q＜0时，承压圈区域内所需截面积mm2A c-31823.49622——设计温度下材料的许用压缩应力MPa[σ]cr1039.6仓壳圆筒加强结构9.6.1仓壳圆筒设计外压 P0=2.25f i q0×10-6+P in MPa P00.005079688——料仓内部负压值MPa P in0.0029.6.2料仓许用临界外压力MPa[P cr] 6.82415E-05——核算区间罐壁筒体的当量高度m H E11.772——核算区间最薄圈罐壁板的有效厚度mm t min见表10——第i圈罐壁板的有效厚度mm t i见表10——第i圈罐壁板的实际高度m h i见表10——第i圈罐壁板的当量高度m H ei见表10 9.6.3加强圈个数及位置需设置加强圈10裙座地脚螺栓座10.1基础环内外径数据——基础环外径mm D ob22800——基础环内径mm D ob22200——基础环面积mm2A b 2.1206E+07——基础环材料许用弯曲应力MPa[σ]b170——裙座基础板外边缘到裙座壳外表面的距离mm b132——基础环的截面模数mm3Z b 1.1773E+11 10.2基础环厚度10.2.1无筋板时mmδb42.868621555.990842339MPa 5.9908423394.70E+0010.2.2有筋板时mmδb35.79064119——矩形板计算力矩N·mm M s36294.1499N·mm|M x|23632.63652N·mm|M y|36294.1499——系数C x//-0.2264——系数C y//0.05629——裙座基础板外边缘到裙座壳外表面的距离 b=(D ob-D is)/2-δs mm b132——筋板间最大间距 l=(πD ob/n-l3-δG)/(n j+1)-δG mm l328——地脚螺栓个数/n48——两个螺栓座之间筋板数量/n j3——筋板内侧间距mm l3100——筋板厚度mmδG16 10.3地脚螺栓8.04E-02地脚螺栓承受的最大拉应力MPa8.04E-02-3.2940E+000-0——0-0截面处垂直地震力，仅在最大弯矩为地震弯矩参与组合时计入此项N Fv地脚螺栓小径mm20.54——地脚螺栓腐蚀裕量mm C23——地脚螺栓材料许用应力MPa[σ]bt14710.4筋板筋板压应力MPaσg 3.52322495——一个地脚螺栓承受的最大拉力N F35514.1——对应于一个地脚螺栓的筋板个数/n15——筋板宽度mm l2126筋板许用压应力当λ≤λc时MPa[σ]c110.94当λ＞λc时MPa[σ]c——长细比/λ21.626——回转半径，对长方形截面的筋板取0.289δG mm i 4.624——筋板长度mm l k200——系数/ν 1.5169——临界长细比/λc135.95——筋板材料的许用应力MPa[σ]G170结论：校核通过10.5盖板10.5.1无垫板时盖板最大应力MPaσz53.77014823 10.5.2有垫板时盖板最大应力MPaσz49.06347743——垫板上的地脚螺栓孔直径mm d227——盖板上的地脚螺栓孔直径mm d340——垫板宽度mm l460——盖板厚度，一般分块厚度不小于基础环的厚度mmδc24——垫板厚度mmδz12 10.6仓壳筒体与裙座连接焊缝10.6.1仓壳圆筒与裙座搭接焊接接头MPa140.49合格MPa145.45合格——焊接接头扛剪断面面积mm2A w778080.2631——裙座壳顶部截面外直径mm D ot22536J-J——搭接接头处的垂直地震力,仅在最大弯矩为地震弯矩参与组合时计入N FvJ-J8.68E+10——搭接焊接接头处的最大弯矩N·mm MmaxJ-J 1.48E+10——搭接焊接接头处处的风弯矩N·mm Mw——地震弯矩N·mm M e8.31E+10J-J9.96E+06——水压试验时(或满仓时)料仓最大质量(不计裙座质量)Kg mmaxJ-J9583002.44——J-J截面以上料仓操作质量Kg m——焊接接头抗剪截面模数mm3Z w4385468641t215——设计温度下焊接接头的许用应力，取两侧母材许用应力的较小者MPa[σ]w——设计温度下焊接接头的屈服强度，取两侧母材屈服强度的较小者MPaσs42510.6.2仓壳圆筒与裙座对接焊接接头MPa-70.72合格——裙座顶截面的内直径mm D it22500。
矩形混合料仓的设计
•设计与计算•矩形混合料仓的设计王新芳ꎬ程涛涛ꎬ邵继东(惠生工程(中国)有限公司ꎬ河南郑州㊀４５００１８)摘㊀要:通过研究矩形容器及固体料仓的标准释义ꎬ着重分析液体受力和固体颗粒受力的计算模型ꎬ深入讨论计算公式选用㊁计算载荷确定ꎬ从而简化得到易于工程应用的矩形料仓壁厚及加强筋的计算方法ꎮ关键词:矩形容器ꎻ料仓ꎻ计算模型ꎻ设计中图分类号:ＴＱ４７ꎬＴＧ８㊀㊀㊀文献标识码:Ｂ㊀㊀㊀文章编号:１００３－３４６７(２０２０)０８－００５５－０３㊀㊀«钢制焊接常压容器»阐述了承装液体的矩形容器的计算方法ꎬ«固体料仓»给出储存固体松散物料的圆筒形料仓的计算方法[１－３]ꎮ对矩形料仓ꎬ无直接设计标准ꎮ通过研究两个标准的计算原理ꎬ理论分析ꎬ简化得到易于工程应用的矩形料仓壁厚及加强筋的计算方法ꎮ１㊀工程实例简介某项目中矩形混合料仓ꎬ介质为催化剂固体颗粒ꎬ松散物料内摩擦角的最小值(ψ)及松散物料与壳体壁面的摩擦角(ψᶄ)均为４５ʎꎮ其它工艺条件如下:设计压力(表)０.０１/－０.０１ＭＰａꎬ堆密度４００~５００ｋｇ/ｍ３ꎬ设计温度６５ħꎬ颗粒规格１８０~１０００μｍꎬ材料Ｓ３０４０８ꎬ规格尺寸５６００ｍｍˑ８００ｍｍˑ４０００ｍｍꎮ２㊀设备选材为保证洁净度ꎬ设备主体(包括斜壁板㊁竖直壁板㊁顶板㊁管口等)采用Ｓ３０４０８ꎬ其余不接触介质的材料为碳钢ꎮ考虑到固体物料对料仓的机械磨蚀ꎬ本设备磨蚀裕量确定为１ｍｍꎮ３㊀结构方案确定３.１㊀总体结构设备外形结构见图１ꎬ在截面为矩形的锥壳下部ꎬ设有ＤＮ２００的圆管(Ｎ２ａ㊁Ｎ２ｂ㊁Ｎ２ｃ)ꎬ为减少物料在锥壳内挂料滞留ꎬ便于固体颗粒顺利从锥壳流出ꎬ需要在锥壳下部设置方变圆过渡段ꎮ这样整个设备大致分为上部矩形容器㊁中部锥壳ꎬ下部方变圆过渡段ꎮ图１㊀设备结构方案㊀㊀收稿日期:２０２０－０４－２０㊀㊀作者简介:王新芳(１９８１－)ꎬ女ꎬ工程师ꎬ从事化工设备设计工作ꎬ电话:138****9267ꎬE －ｍａｉｌ:ｃｌｅｖｅｒｍｕ＠１６３.ｃｏｍꎮ５５ 第８期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀王新芳等:矩形混合料仓的设计３.２㊀支撑结构料仓支撑结构主要是裙座㊁短裙座㊁耳式支座和带整体加强环耳式支座ꎮ对于此矩形料仓ꎬ考虑到设备安装因素ꎬ这里采用耳座ꎬ设置在上部矩形容器壁板上ꎮ３.２.１㊀耳座设置原则耳座个数:考虑到设备稳定性ꎬ在长度方向壁板上各设置３个ꎬ总计６个耳座ꎮ耳座位置:耳座位置应尽量保证每个耳座受力合理ꎬ故中间耳座位于中间锥壳部分重心正上方ꎬ两侧耳座分别位于两侧锥壳部分重心正上方ꎮ耳座选用:计算出矩形容器的当量直径ꎬ并乘以１.２系数ꎬ圆整为３０００ｍｍꎬ按照等效的ＤＮ３０００直径ꎬ使用ＮＢ/Ｔ４７０６５.３－２０１８耳式支座中的Ｃ型耳座ꎬ并校核壳体局部用力ꎮ耳座材料:考虑到环境温度的影响ꎬ采用Ｑ３４５Ｄꎬ垫板为Ｓ３０４０８ꎮ３.２.２㊀加强筋设置参照ＮＢ/Ｔ４７００３.１－２００９«钢制焊接常压容器»ꎬ矩形容器的刚度通常需要横向与竖向的加强筋来满足ꎬ结合工程经验ꎬ加强筋设置方案ꎬ如图２所示ꎮ图２㊀壁板受力模型３.２.３㊀防磨板设置从图１中易知ꎬ从管口Ｎ１ａ㊁Ｎ２ｂ进入催化剂颗粒将会直接冲击正下方的相邻锥壳的斜壁板以及之间的连接焊缝ꎬ为避免直接冲击磨蚀ꎬ需要在此设置防磨板ꎬ如图１所示ꎮ４㊀设计计算４.１㊀设计范围计算为强度㊁刚度两部分:顶板㊁竖直壁板㊁斜壁板的壁厚及相应加强筋设设置ꎮ４.２㊀计算模型选用固体料仓是储存固体松散物料的容器ꎬ松散的固体物料盛装在容器里ꎬ对物料面以下的容器壁ꎬ产生垂直压力㊁水平压力㊁在物料流动的情况下对壁面还产生摩擦力[４]ꎮ对矩形混合料仓的竖直壁板㊁斜壁板也存在这些力ꎮ此设备计算模型ꎬ主要参照矩形容器和固体料仓ꎬ计算方法参照矩形容器ꎬ但对于载荷形式ꎬ充分考虑到固体料仓的特殊性ꎬ进行重新确定ꎮ４.２.１㊀计算公式选用由ＮＢ/Ｔ４７００３.１－２００９«钢制焊接常压容器»中壁板以及顶板壁厚计算模型释义可知ꎬ矩形容器壁板㊁顶板的力学模型均为矩形薄板ꎬ四边简支的理论假定ꎬ它们的区别在于壁板受到是三角形或梯形的液体静压力ꎬ而顶板受到的是均布附加载荷和自重[２]ꎮ在壁板模型中ꎬ若将三角形或梯形的液体静压力保守转换为液体静压力最大值的均布载荷ꎬ则可认为顶板壁厚的计算模型与壁板是一致的ꎬ并且壁板计算厚度将会较保守ꎬ但能满足工程设计要求ꎮ同时壁板加强筋计算(即刚度计算)模型ꎬ也采用顶板计算模型ꎬ故本文的矩形混合料仓的竖直壁板㊁斜壁板㊁顶板的壁厚和加强筋均采用ＮＢ/Ｔ４７００３.１－２００９«钢制焊接常压容器»中顶板计算公式ꎬ见公式(１)~(６):计算厚度:δＴ＝３Ａ２αρＭｇ＋Ａ３α(３Ａ２αρ２Ｍｇ２)＋２Ｐａ[σ]ｔ[σ]ｔ(１)最大挠度:ｆＴꎬｍａｘ＝βＡ４ρＭｇδＴꎬｅ＋ＰａＥｔδ３Ｔꎬｅ(２)许用挠度:[ｆ]＝５(δＴꎬｅ２＋ＢＡＡ５００)(３)加强筋Ｌ方向截面系数:ＺＴꎬＬ＝(ρＭｇδＴꎬｅ＋Ｐａ)ＬＴＷ２Ｔ９.４[σ]ｂ－ＬＴδ２Ｔꎬｅ６(４)加强筋Ｗ方向截面系数:ＺＴꎬＷ＝(ρＭｇδＴꎬｅ＋Ｐａ)ＷＴＬ２Ｔ９.４[σ]ｂ－ＷＴδ２Ｔꎬｅ６(５)加强筋最大截面系数:ＺＴ＝ｍａｘ(ＺＴꎬＬꎬＺＴꎬＷ)(６)式中:Ａ㊁Ｂꎬ矩形板计算公式与图表中矩形边ꎬｍｍꎻ应用时视具体问题以Ｌ㊁ＬＰ㊁ＬＴ代替Ａꎬ以Ｈ㊁Ｈｉ㊁Ｗ㊁ＷＴ代替Ｂꎻα㊁βꎬ系数ꎬ见标准中图８－５㊁８－７㊁８－１５ꎻＥｔꎬ设计温度下材料的弹性模量ꎬＭＰａꎻ[ｆ]ꎬ壁板或顶板的许用挠度ꎬｍｍꎻｆＴꎬｍａｘꎬ顶板最大挠度ꎬ６５ 河南化工ＨＥＮＡＮＣＨＥＭＩＣＡＬＩＮＤＵＳＴＲＹ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀２０２０年㊀第３７卷ｍｍꎻｇꎬ重力加速度ꎬｇ＝９.８１ｍ/ｓ２ꎻＰａꎬ顶板附加载荷ꎬＰａ＝１.２ˑ１０－３ＭＰａꎻＺＴꎬ顶板加强筋所需截面系数ꎬｍｍ３ꎻＺＴꎬＬꎬ顶板加强筋Ｌ方向截面系数ꎬｍｍ３ꎻＺＴꎬＷꎬ顶板加强筋Ｗ方向截面系数ꎬｍｍ３ꎻＬＴ㊁ＷＴꎬ顶板加强筋沿Ｌ㊁Ｗ方向的间距ꎬｍｍꎻ[σ]ｂꎬ常温下型钢结构件材料的许用应力ꎬＭＰａꎻ[σ]ｔꎬ设计温度下矩形板材料的许用应力ꎬＭＰａꎻδＴꎬｅꎬ顶板有效厚度ꎬｍｍꎻδＴꎬ顶板计算厚度ꎬｍｍꎻρＭꎬ矩形板或加固件的材料密度ꎬｋｇ/ｍｍ３ꎬρＭ＝７.８５ˑ１０－６ｋｇ/ｍｍ３ꎮ在公式(１)~(６)中ꎬ各符号与标准中含义相同ꎮ４.２.２㊀计算载荷确定在公式(１)~(６)中附加载荷Ｐａꎬ这里为内压Ｐｉ和壁板侧向压力之和ꎮ参照固体料仓(ＮＢ/Ｔ４７００３.２－２００９)可知:①对于圆筒形的竖直壁板Ｉ－Ｉ截面将受到水平压力Ｐｈꎬ垂直压力Ｐｖꎬ摩擦力Ｆｆꎬ内压Ｐｉꎬ如图２ａ所示ꎻ②而斜壁板Ｉ－Ｉ截面将受到水平压力Ｐｈꎬ垂直压力Ｐｖꎬ法向压力Ｐｎꎬ内压Ｐｉꎬ如图２ｂ所示ꎮ而这些矩形设备的竖直壁板以及斜壁板受力将是一样的ꎬ其中侧向压力ꎬ对于竖直壁板将是水平压力Ｐｈꎬ而斜壁板为法向压力Ｐｎꎮ对于Ｐｈ和Ｐｎ可以按照ＮＢ/Ｔ４７００３.２－２００９中计算公式ꎬ利用前文的物性参数进行计算得出ꎮ对于竖直壁板和斜壁板ꎬ重点是根据内外压和物料的重力载荷来调整公式中的附加载荷Ｐａ值ꎮ通过分析此设备ꎬ竖直壁板的Ｐａ可取距顶部包边角钢上表面以下３ｍ处水平压力Ｐｈ与内压０.０１ＭＰａ之和为０.０１２ＭＰａ(这里不考虑外压)ꎻ而斜壁板的Ｐａ为顶部包边角钢上表面以下３ｍ法向压力Ｐｎ与内压０.０１ＭＰａ之和为０.０１４ＭＰａꎮ而顶板Ｐａ为外压０.０１ＭＰａ与活动载荷０.００１２ＭＰａ之和ꎬ这里取Ｐａ＝０.０１２ＭＰａꎮ４.２.３㊀计算结果公式中矩形板的应力计算系数α和挠度计算系数βꎬ需按照图２不同部位中最大矩形板的长度Ａ与宽度Ｂ查标准中图表来确定ꎬ表２给出矩形混合料仓主要计算结果ꎮ表２㊀矩形混合料仓主要计算结果竖直壁板计算数据斜壁板计算数据顶板计算数据计算厚度４.０８ｍｍ计算厚度４.０３ｍｍ计算厚度４.８ｍｍ最大挠度４.９３ｍｍ最大挠度２.９５ｍｍ最大挠度７.３１ｍｍ许用挠度２３.６ｍｍ许用挠度２２.６ｍｍ许用挠度２４.６ｍｍ加强筋最大截面系数－２４４.１ｍｍ３加强筋最大截面系数４１３.３ｍｍ３加强筋最大截面系数２５４８.３ｍｍ３４.３㊀设备参数确定根据表２计算数据ꎬ竖直壁板㊁斜壁板㊁顶板壁板取８ｍｍꎬ而加强筋选ø６３ˑ６ꎬ其截面系数为６０００ｍｍ３ꎬ能满足刚度要求ꎬ整个设备主体设计参数已确定ꎮ５㊀结论结合工程经验ꎬ确定矩形混合料仓的支撑结构㊁加强筋㊁防磨板的设置方案ꎮ通过研究«钢制焊接常压容器»(ＮＢ/Ｔ４７００３.１－２００９)中壁板以及顶板壁厚计算模型释义ꎬ最终确定矩形混合料仓的竖直壁板㊁斜壁板㊁顶板的壁厚和加强筋均采用«钢制焊接常压容器»中计算公式ꎮ通过研究«固体料仓»(ＮＢ/Ｔ４７００３.２－２００９)ꎬ可知壁板的侧向压力ꎬ对于竖直壁板将是水平压力Ｐｈꎬ而斜壁板为法向压力Ｐｎꎮ对于Ｐｈ和Ｐｎ可以按照ＮＢ/Ｔ４７００３.２－２００９中计算公式ꎬ利用前文的物性参数进行计算得出ꎮ通过对竖直壁板㊁斜壁板㊁顶板确定各自附加载荷Ｐａꎬ从而利用这些计算公式得到计算厚度和截面系数ꎬ从而确定设备壁板取８ｍｍꎬ加强筋为ø６３ˑ６ꎮ本文矩形混合料仓的设计方法ꎬ操作简单ꎬ可靠性高ꎬ可以为此类设备设计提供参考ꎮ参考文献:[１]㊀全国压力容器标准化技术委员会.ＮＢ/Ｔ４７００３.１－２００９钢制焊接常压容器[Ｓ].北京:新华出版社ꎬ２００９. [２]㊀全国压力容器标准化技术委员会.ＮＢ/Ｔ４７００３.１－２００９钢制焊接常压容器释义[Ｍ].北京:新华出版社ꎬ２００９.[３]㊀全国压力容器标准化技术委员会.ＮＢ/Ｔ４７００３.２－２００９固体料仓[Ｓ].北京:新华出版社ꎬ２００９. [４]㊀全国压力容器标准化技术委员会.ＮＢ/Ｔ４７００３.２－２００９固体料仓释义[Ｍ].北京:新华出版社ꎬ２００９.７５第８期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀王新芳等:矩形混合料仓的设计。
固体料仓
JB/T 4735.3─XXXX《固体料仓》标准释义引言固体料仓是储存固体松散物料的容器，它区别于储存气体、液体的容器。
气体和液体在常温的自然状态下是无形的物质，松散的固体物料在自然状态下有堆积形态。
气体充满于所储存的容器内，以自身的压力对整个容器壁产生作用力。
液体盛装在容器里，对液面以下的容器壁，以液柱的静压对不同高度的壁面产生不同的作用力。
松散的固体物料盛装在容器里，对物料面以下的容器壁，产生垂直压力、水平压力、在物料流动的情况下对壁面还产生摩擦力。
所以设计固体料仓时除要考虑容器的共性外还要考虑到它的特殊性。
在古代，生产力发展到一定水平后，首先是稻谷、小麦、大豆等粮食类松散粒状固体物料要进行储存，人们用苇席编制、陶制、木制、砖木混制的各种容器、仓体等来储存多余的粮食。
而后随着生产力的飞速发展，科学、技术的进一步提高，除对粮食类物料外，对建筑材料中的沙石、水泥，及各种工业原料和产品等需要进行储存、配用，需要储存的松散固体物料的种类越来越多。
特别是粮食、水泥、煤炭成为料仓中储存的松散固体物料品种中最多的品种。
制造料仓的材料也随之出现了钢筋混泥土、钢材、铝材、复合材料制等多种材质。
仓体的形状也更多样化，出现了圆形、方形、矩形、星形、蜂窝形以及组合式等各种储存料仓，同时还产生了管风琴式、内置多卸料管式等均化料仓。
物料的输送方式和输送量也发生了巨大的变化，料仓的容积也越来越大，出现了上万立方米容量的特大型料仓。
料仓也成为一种具有独特用途和结构的设备。
料仓（bin，bunker）的种类繁多，其结构和制造工艺也相差甚远，其中金属制料仓具有占地面积小，具有先进的装、卸料工艺，机械化程度高，能保证储存的物料的质量等优点，成为工业用料仓中的一个不可缺少的设备。
本标准并未将所有料仓都包括在内，只涉及适用于石油、化工、化纤的工业用的金属制圆筒形料仓（也称筒仓，silo），以及能盛装在用金属制料仓里的，如粮食、建筑用物料用的料仓。
料仓施工方案精品文档
目录目录 (1)一、工程概况 (12)二、编制依据 (13)三、施工特点分析 (13)四、施工组织机构 (14)五、施工部署： (14)、施工任务划分 (14)、施工阶段安排 (14)、施工预备 (15)2）焊接进程卡编制并审批完； (15)3）焊接工艺按设计要求评定完； (15)5.3.3材料的运输、堆放 (16)铝材的运输、堆放进程中，避免与坚硬物体碰撞、摩擦，严禁与地面接触，严禁与碳钢材料混放，露天寄存要遮盖好，避免材料及半成品受潮。
在运输进程中，板间必需衬垫隔离纸，避免板间静电击伤。
(16)5.3.4 基础验收 (16)1）.......................................................................................................................... 复测基础标高；162）.................................................................................................................. 复测基础坐标位置；163）...................................................................................................... 复测地脚螺栓散布圆直径；164）.................................................................................................................. 复测地脚螺栓间距；165）.................................................................................................. 检查地脚螺栓垂直度及高度；166）.............................................................................................. 检查螺栓长度及螺纹保护情形。
钢制矩形料仓的设计计算
钢制矩形料仓的设计计算
李林
【期刊名称】《石油和化工设备》
【年(卷),期】2016(019)007
【摘要】通过GB 50884-2013《钢筒仓技术规范》、材料力学等设计标准和力学原理，结合钢结构及混凝土料仓的结构和受力分析，提出了一种矩形固体料仓的设计计算方法，并指出在钢制固体料仓结构设计和制造过程中应注意的一些问题。
【总页数】3页(P17-19)
【作者】李林
【作者单位】贵州东华工程股份有限公司，贵州贵阳 550002
【正文语种】中文
【相关文献】
1.钢制矩形料仓加劲肋组合截面特性计算
2.钢制料仓在工业厂房中的应用
3.钢制常压矩形储槽的设计计算
4.大型固体料仓设计计算及制作工艺研究
5.吨袋包装机料仓额定容量设计计算方法研究
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矩形固体料仓
NB/T47003.2-2009 《固体料仓》对储存固体松散物料的钢制焊接立式圆筒形料仓的设计算有明确的阐述,NB/T47003.1-2009
钢制焊接常压容器》中对储存液体物料的钢制焊接矩形容器的
设计计算有详细的规定。
但在某一大型项目中, 有一储存褐煤的钢制矩形锥体料仓。
外形见图1, 设计计算无具体的标准参照。
面就其结构及受力状况进行分析, 提出对该种设备的设计计算
方法和依据。
1工艺条件
所有的工艺参数包括设计温度, 设计压力, 料仓材质, 磨蚀及腐蚀裕量,充装介质的密度, 颗粒度,安息角,介质与壳体的磨擦
系数及磨擦角等均由工艺专业提供。
2选材
设备的选材除应满足设计要求外, 还要考虑其经济型。
应尽量考虑优选用价格低廉并且刚性较好的碳钢材料。
3设计计算
3.1锥形料仓的分段
为使仓内料松散固体物料能够自动流出, 料仓无论横截面是圆形还是方形其底部均为锥体, 并且锥体部分的半顶角9 的大
小与物料与壳体的摩擦系数及摩擦角有决定性的关系。
半顶角9 一般由工艺提供。
如图1, 整个设备就是一个截面为矩形的锥形
容器。
为了准确的计算风载荷及地震载荷 , 将料仓在高度方向等间
距截面划分 , 每一段就是一个小的矩形锥体。
将每个截面及划分 竖向同等间距设置加强筋。
NB/T47003.2-2009 依次计算每段锥体的容积 震力 , 地震弯矩及任意截面处的最大弯矩等。
3.2 分析液体及固体物料对容器壁的作用力
固体料仓是储存固体松散物料的容器 , 它是区别于储存气体 ,
液体的容器。
气体充满于所储存的容器内 , 以自身的压力对整个 容器壁产生作用力。
液体盛装在容器内 , 以液柱静压力对不同高 度的壁面产生不同的作用力。
而松散的固体物料在自然状态下有 堆积形态 ,对物料面以下的容器壁产生垂直压力 ,水平压力 ,在物
料流动的情况下对壁面还产生摩擦力。
对于矩形容器的壁面其作 用力也是如此。
这里重点对固体松散物料及液体介质对容器壳壁 的作用力作分析及对比。
NB/T 47003.2-2009 《固体料仓》中固体物料对圆形容器的 锥体壁有垂直压应力 pvi-i, 水平压应力 phi-i 及法向压应力
pni-i 三种作用力。
固体物料对圆形容器直筒壁有垂直压应力
pvi-i, 水平压应力 phi-i 及摩擦力 Ffi-i 。
实际上固体物料对容 器壳体的作用力跟设备横截面的形状没有关系。
固体物料对该料 仓的斜壁板A 及直壁板B 在任意截面i-i 的作用力如图2所示, 物料对斜壁板的法向作用力 pni-i 以及对直壁板的水平压应力
phi-i 决定设备壳体的材料和厚度以及加强筋的材料和规格是否 满足强度及刚度要求。
后的锥体从上到下分别按顺序编号 ,如图 1。
并且在每个截面及
设定料仓壳体的名义厚度及加强筋的规格
, 按照
, 操作质量 , 重心, 地
而对于充装液体的矩形容器, 任意截面介质的作用力就是其
界面以上部分液体的液柱静压力P ghi-i,且对同一截面各个方
向的力都是一样的, 其设计计算见NB/T 47003.1-2009 《钢制焊接常压容器》第8 章矩形容器。
3.3固体物料对矩形壳体作用力的计算及应力校核
如图三, 将该料仓每个矩形截面的对角线作为该截面的当量直径
DHi-i, 代替NB/T47003.2 计算中的Dii-i 及Dz|, 计算任意截面固体物料对斜壁板的垂直压应力pvi-i, 水平压应力phi-i
及法向压应力pni-i 。
对直壁板的垂直压应力pvi-i, 水平压应力
phi-i 及摩擦力Ffi-i 。
并根据设定的壳体壁厚, 按照
NB/T47003.2 校核各个截面的各个应力, 如不合格, 调整壳体厚度,
重新计算直至合格。
3.4按NB/T47003.1 矩形容器计算壳体壁厚, 加强圈的惯性矩及绕度
将固体物料对斜壁板的法向作用力pni-i 以及对直壁板的水平压应力phi-i 代替NB/T47003.1 第8 章矩形容器各计算公式中的P ghi-i,分别计算斜壁板A及直壁板B在各个截面处的载
荷,惯性矩,壁板的计算厚度,绕度。
替换后各计算公式见表1。
若设定的壁板厚度及加强筋规格能同时满足要求, 停止计算。
否则重新设定,重新计算,直至满足要求。
因为当量直径DH 只是设定的直径, 按其计算的固体物料对壳体壁的作用力存在一定的偏差。
最终确定的壁板厚度及加强圈的规格在计算中应留有较大的裕量。
加强圈惯性矩的计算可参考机械设计手册, 也可参照HG 20582-1998 带刚性环耳式支座的设计及计算中刚性环组合截面惯性矩的计算方法。
另外,由于该料仓与钢梁的预埋件相焊,悬挂在空中。
最大操作状态
下料仓与预埋件的焊缝剪切力必须小于料仓与钢梁操作条件下许用应力小值的0.6 倍。
4结构设计
除料仓锥体的半顶角要保证物料能够自动流出之外, 还要考虑在料仓的壁面上设置吹扫口。
对于易燃介质, 如果采用气体吹扫时必须采用惰性气体。
最长用的是氮气。
另外,为了尽量减少物料在壳体内挂料滞留, 壳内所有焊缝应为连续焊。
接管与壳体内壁齐平, 壳体内部所有角焊缝应打磨圆角,呈圆滑过渡。
加强筋尽量设备在壳体外表面。
5制造
由于该料仓壳体的外表面横向及竖向均有加强筋。
必须保证加强筋的横竖筋之间无间隙, 互相咬合。
保证加强作用。
还有对于加强筋与壳体的焊接中应采取一定的措施避免较大的焊接变形,如均匀焊接,对称焊接,焊接中采取较低的线能量等。