加氢反应器设计计算书

加氢反应器盖板、吊耳设计计算书

1.吊盖盖板厚度

1.1材料选用16MnD-Z25 δ＞100时、δS=255N/mm2

[δ]= δS/1.6=255/1.6=159.375 N/mm2

1.2设计计算重力W

（1）设备净重W0=270t

W=K×W0

K-计算系数、吊耳设计计算系数1.2-1.65 取K=1.4

W=1.4×270t=378t

（2）吊盖受力模型

按圆板中心受一个局部均布荷载且螺栓不产生弯矩，计算公式见“建筑结构计算手册”中国建筑工业出版社1975版。

（3）局部均布载荷

均布荷载范围取800×160、即耳板形成的范围。成圆形时，当量半

径为r。

r=a+b1/4×0.875=800+160/4×0.875=274.3mm

均布荷载q=W/πr2=378×104/π×274.32=16.0N/mm2

1.3盖板应力计

(1)盖板计算半径为螺栓圆半径R=635mm

(2)β=r/R=274.3/635=0.432

(3)б=(6 /h2)×(qr2/16)[4-（1-μ）β2-4（1+μ）Inβ]

式中μ-泊桑比μ=0.3 h盖板厚度取h=160mm

б=(6/2002) ×（16×274.32/16）[4-（1-0.3）×0.4322-4（1+0.3）In0.432] =11.286×(3.869+4.365)=92.929N/mm2＜159.375N/mm2

2耳板尺寸

2.1采用单耳板形式尺寸见图2

2.2危险断面应力计标（设备直立状态时）

（1）A-A断面、按曲梁计算

M=pl/8 式中p-每个耳板受力p=k1×W

式中k1-双吊耳受力不均匀系数k1=1.1 单吊耳k1=1.0 P=W=378t

l-耳板环梁中径

l=(700-188)/2+188=444mm

M=378×104×444/8=20979×104N·mm

W=b1h12/6=160×2562/6=5747627mm3

б=M/W=120.04N/mm2＜［б］=159.375N/mm2

(2)焊缝处拉应力

б=p/a×b1×k2

式中a耳板长a=800 b1-耳板厚b1=160

k2-焊缝系数k2=0.7

б=378×104/800×160×0.7=42.19N/mm2＜［б］安全3设备起吊时耳板抗弯计标

3.1起吊时耳板根部骤变.见图2 B-B截面

设起吊时起吊力为1/2设备吊装计算应力

μ=(p/2)×l1=378×104×400/2=75600×104 N·mm

W=b1a2/6=160×8002/6=1707×104mm3

б=M/W=44.29N/mm2＜［б］

4设备起吊时设备管口骤变

设备管口尺寸φ外=1050 φ内=777、厚度136.5mm

位置D-D截面见图3

取k1-吊装动载系数k1=1.1

μ=k1×(W0/2)×l=1.1×270×104×(700-100+600)/2=178200×104 N·mm

W=π(D4-d4)/32D=π(10504-7774)/(32×1050)=7952.96×104mm3

б=M/W=22.4N/mm2＜［б］

设备管口材料9/4Cr-1MoбB=505. бs=300. ［б］1=150

5设备起吊时、封头处局部应力

（1）按封头处接管φ=1316与封头结合处位置计算

M t=k1(W0/2)l1=1.1(270×104/2) ×1300=193050×104 N·mm

(2)应力计算公式取自“化工设备元件骤变计算”化学工业部设备设计技术中心站1989.4第十章“局部应力”

切向弯矩M产生的应力

б=C t(M t/t2Rβ)

式中R-壳体中间半径R=1932-39=1893mm

t-封头厚度t=78mm

壳体参数γ=R/t=1893/78=24.27

β=0.875r0/R=0.875[1316/﹙1893×2﹚]=0.304

式中r0-接管外半径，有补强圈时按补强圈外半径（此处按补强圈计、即r0=1316/2）

由γ及β查图97，得C t=0.49

б=0.49(193050×104/782×1893×0.304)=270.18N/mm2

设备封头材料9/4Cr-1Mo［б］1=150N/mm2

由于б＜2［б］1，故安全。

6螺栓受力计算

6.1本设备顶接管使用20个H80×3双头螺栓，材料25Cr2MoV A

бB=805 бS=685 [б]1=254 (查GB150得到)

6.2设备起吊时螺栓预紧力

（1）设备起吊时重力为p2=378t/2=189t

(2)螺栓预紧力后产生的摩擦力应大于起吊重力

F×f≥p2×k3

式中F-螺栓预紧力

f-钢对钢摩擦力系数，对干摩擦，取f=0.2

k3-预紧力增加系数k3=1.2

F=p2k2/0.2=189×1.2/0.2=1134t

(3)每个螺栓的预紧力

F1=F/20=56.7t

(4)设备直立后螺栓受力

F2=p2/20=378t/20=18.9t

(5)每个螺栓受许拉力

θ=π×[δ]2=π×(762/4) ×254=1151677N=115t>F1

故螺栓拉力满足要求。

技术要求

1.材料件号 1.盖板16MnD-Z25并应符合厚度方向性能钢板

GB5313-85要求

件号2.耳板16MnD 件号3.小吊耳16Mn

2.件号1应经100%超声波检查，符合GB/T2970-91 Ⅱ级合格。

3.本次设备吊装在乌市冬季，故吊耳材料采用16MnD低温用钢材。

4.耳板与盖板丁字焊缝采用半U型双面焊，坡口尺寸允许按所用工

艺适当调正，焊接前应有焊接工艺评定，焊前应予垫及后垫，采