精馏塔强度计算实例
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第六部分 塔内件机械强度设计及校核
6.1精馏塔筒体和裙座壁厚计算
选用16MnR 钢板，查《化工设备机械基础》表9-4得：，MPa 170][t =δ焊接采用双面焊
100%无损探伤检查，焊接接头系数00.1=ϕ，则由筒体的计算厚度为：
[]0.11182300
0.76()2217010.1118
c i p D c mm t p δσϕ⨯=
==-⨯⨯-
查《化工设备机械基础》表9-10得mm C 8.01=，加上壁厚附加量C=2mm ，并圆整，还考虑刚度、稳定性及多种载荷等因素，取筒体、封头和裙座的名义厚度Sn 为8mm ，则
有效厚度 826mm e n C δδ=-=-=（）
应力校核：
采用水压试验，试验压力为
[][]
1701.25 1.250.11180.14
170T t
p p
MPa σσ==⨯⨯=（） 压力试验时的薄膜应力
()e
T δδσ2D p e i T +=
故()
0.142300626.9()26
T MPa σ⨯+=
=⨯
查表9-4，16MnR 的
MPa s 345=σ
故0.90.91345310.5()26.9MP s T MPa a ϕσσ=⨯⨯==＞ 所以满足水压试验要求。 封头采用标准椭圆封头 6.2精馏塔塔的质量载荷计算 6.2.1塔壳和裙座的质量
圆筒质量
塔体圆筒总高度Z 8m =
()14
2
2
i
D -D Z m π
ρ=
()2
232.316 2.300137.85105916.554
kg π
=
-⨯⨯⨯=
6.2.2封头质量
查的DN2300，壁厚8mm 的椭圆形封头的质量为251kg ，则
kg 5022251m 2=⨯=
6.2.3 裙座质量 圆筒裙座尺寸：23002316is os D mm D mm ==，。
()
钢πρs 2
is 2os 3H D -D 4
m =
2232.312 2.327.85106824
kg π
=-⨯⨯⨯=（） 011233640.955026824825m m m m kg =++=++=
6.2.4塔内构件质量
塔盘单位质量为175.59kg
02175.59152633.9m kg =⨯=
6.2.5人孔、法兰、接管与附属物质量
010.250.2548251206.3a m m kg ==⨯=
6.2.6保温材料质量
03m '为封头保温层质量，查《化工工艺设计手册》选用硅酸钙制品，厚度为150mm
()2203000203224
s m D D H m δρ⎡⎤'=+-+⎣⎦π ()()2
22.31620.15 2.3161330020.5870.3983004643.204π⎡⎤=
⨯+⨯-⨯⨯+⨯-⨯=⎣
⎦
kg
6.2.7平台、扶梯质量
()()[]
F F P 2s 02s 004H q nq 2
12D -B 22D 4m +⨯+++=
δδπ
()()22
12.31620.120.9 2.31620.1221504012
42
3376.1π⎡⎤=
⨯+⨯+⨯-+⨯⨯⨯⨯⨯+⨯⎣⎦=kg
式中：
P q ------平台单位质量，为；
2m /kg 150 F H -----扶梯高度，为12m ；
F q ------笼式扶梯的单位质量，为；m /0kg 4 n------平台数量。
6.2.8操作时塔内物料质量
220054
4
m i L L P i L f L
D h N D h V π
π
ρρρ=
+
+
222.30.068855.865 2.30.0326855.865 5.130.934
4
4
1826.6kg
π
π
=
⨯⨯⨯⨯+
⨯⨯⨯+⨯=
6.2.9充水质量
024
W i W f W
m D H V π
ρρ=
+
全塔操作质量
a 05040302010m m m m m m m +++++=
48252633.94643.23376.11826.11206.3
18510.6kg
=+++++=
塔设备最小质量min m
a 04030201min m m m m 2.0m m ++++= 48250.22633.94643.13376.11206.3
14577.28kg
=+⨯+++=
塔设备最小质量max m
w m m m m m m m a 04030201max +++++= 48252633.94643.13376.11206.314577.28kg
=+++++
=
塔自振周期计算
31T 10-=
90.330.1547s =⨯
6.3地震载荷计算
由表查得：45.0a max =（设计地震烈度8级）。 由表查得：3.0T g =（2类场地土，近震）。
地震影响系数0.9
0.9
g 1max 1T 0.30.450.82T 0.1547αα⎛⎫⎛⎫
==⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
结构综合影响系数 0.5C Z =。