框架式塔设备的设计

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塔设备机械设计说明

塔设备机械设计说明

第一章绪论1.1塔设备概述塔设备是石油、化工、轻工等各工业生产中仅次与换热设备的常见设备。

在上述各工业生产过程中,常常需要将原料中间产物或粗产品中的各个组成部分(称为组分)分离出来作为产品或作为进一步生产的精制原料,如石油的分离、粗酒精的提纯等。

这些生产过程称为物质分离过程或物质传递过程,有时还伴有传热和化学反应过程。

传质过程是化学工程中一个重要的基本过程,通常采用蒸馏、吸收、萃取。

以及吸附、离子交换、干燥等方法。

相对应的设备又可称为蒸馏塔、吸收塔、萃取塔等。

在塔设备中所进行的工艺过程虽然各不相同,但从传质的必要条件看,都要求在塔内有足够的时间和足够的空间进行接触,同时为提高传质效果,必须使物料的接触尽可能的密切,接触面积尽可能大。

为此常在塔内设置各种结构形式的内件,以把气体和液体物料分散成许多细小的气泡和液滴。

根据塔内的内件的不同,可将塔设备分为填料塔和板式塔。

在板式塔中,塔内装有一定数量的塔盘,气体自塔底向上以鼓泡喷射的形式穿过塔盘上的液层,使两相密切接触,进行传质。

两相的组分浓度沿塔高呈阶梯式变化。

不论是填料塔还是板式塔,从设备设计角度看,其基本结构可以概括为:(1)塔体,包括圆筒、端盖和联接法兰等;(2)内件,指塔盘或填料及其支承装置;(3)支座,一般为裙式支座;(4)附件,包括人孔、进出料接管、各类仪表接管、液体和气体的分配装置,以及塔外的扶梯、平台、保温层等。

塔体是塔设备的外壳。

常见的塔体是由等直径、等壁厚的圆筒及上、下椭圆形封头所组成。

随着装置的大型化,为了节省材料,也有用不等直径、不等壁厚的塔体。

塔体除应满足工艺条件下的强度要求外,还应校核风力、地震、偏心等载荷作用下的强度和刚度,以及水压试验、吊装、运输、开停车情况下的强度和刚度。

另外对塔体安装的不垂直度和弯曲度也有一定的要求。

支座是塔体的支承并与基础连接的部分,一般采用裙座。

其高度视附属设备(如再沸器、泵等)及管道布置而定。

它承受各种情况下的全塔重量,以及风力、地震等载荷,因此,应有足够的强度和刚度。

六年级下册科学建造塔台设计标本

六年级下册科学建造塔台设计标本

六年级下册科学建造塔台设计标本一、塔台的功能与要求。

1. 功能。

- 塔台需要具备一定的高度,以满足诸如信号发射、观测等功能需求。

例如,在通信塔台中,高度足够才能保证信号覆盖较大的范围。

- 要能够稳定地站立,承受一定的外力,像风力、可能存在的轻微碰撞力等。

2. 要求。

- 稳定性。

- 底部面积要合适,较大的底部面积有助于分散塔台所承受的压力,使其更加稳定。

例如,埃菲尔铁塔的底部是四个大的支脚,支脚间的距离较大,这样能有效地将整个塔台的重量分散到地面上。

- 结构形状合理,三角形结构在建筑中是非常稳定的结构。

在塔台的设计中,可以多采用三角形框架结构,如在塔台的侧面或者内部支撑部分使用三角形结构,增强整体稳定性。

- 高度。

- 根据实际需求确定合适的高度。

如果是用于校园内的小型气象观测塔台,可能几米到十几米的高度就足够;而用于城市通信的大型塔台,可能需要几十米甚至上百米的高度。

- 材料选择。

- 要考虑材料的强度和重量。

例如,钢材强度高,适合用于承受较大压力的塔台框架部分,但如果全部使用钢材可能会使塔台过重,增加底部的压力。

所以可以在一些非关键部位使用较轻的材料,如铝合金或者工程塑料。

- 材料的成本也是一个重要因素。

在满足塔台功能和质量要求的前提下,尽量选择成本较低的材料。

例如,在小型简易塔台的建造中,木材是一种相对成本较低且容易获取的材料。

二、设计过程。

1. 需求分析。

- 首先要明确建造塔台的目的。

是用于科学实验观测(如气象观测、天文观测等),还是用于通信、导航等其他功能。

不同的目的对塔台的高度、稳定性、精度等要求会有所不同。

- 考虑塔台所处的环境因素。

如果是在海边建造塔台,要考虑海风的强度和腐蚀性;如果是在山区,可能要考虑地形的起伏和地质条件对塔台基础的影响。

2. 方案设计。

- 草图绘制。

- 画出塔台的初步形状,包括整体的轮廓和主要的结构部分。

例如,可以先画出塔台的大致高度和底部形状,然后在上面添加支撑结构和可能的功能区域(如信号发射装置的放置区域等)。

框架结构建筑塔式起重机安装方案 (一)

框架结构建筑塔式起重机安装方案 (一)

框架结构建筑塔式起重机安装方案 (一)随着建筑行业的不断发展,框架结构建筑在城市建设中越来越常见。

而在建筑施工中,起重机是必不可少的设备之一,为建筑施工提供了有力的技术保障。

在搭建和安装起重机时,对于框架结构建筑塔式起重机的安装方案需要有详细的规划和实施,以确保工作的安全和高效。

一、前期准备工作1. 管理人员组建安装团队,制定分工和安排时间表;2. 检查施工现场和相关材料配件,确保其完好无损;3. 确定吊装区域和搭建塔式起重机的安装位置;4. 安排专业技术人员负责对塔式起重机的安装检测,验收方案的合理性。

二、搭建基础和塔式架体1. 搭建基础部分,包括打地基、安装基础钢筋和钢模板等;2. 利用螺栓将基础和塔式架体紧密连接;3. 根据需要在塔式架体上配置配重块,确保其稳定性。

三、主体部分安装1. 安装旋臂部分,包括置放安装支座、旋臂筋筒、旋臂架等;2. 安装机械室和配重架,包括安装机械室壳体、各种配重块以及配重架和吊杆支座等;3. 安装操作室,包括放置四根主柱、主柱门式柱头、操作室顶板、操作室加固钢板等。

四、安装检测1. 进行安装验收,确保塔机的整体稳定性和精度;2. 检测起重机各项电气参数是否符合要求;3. 检测液压系统的各种管路是否密封、是否无漏油现象;4. 检测钢丝绳系统是否正常运转。

以上就是框架结构建筑塔式起重机安装方案的详细内容。

在实际的安装施工中,需要严格按照这个步骤进行,确保施工过程的安全和准确性。

同时,为了减少安装过程中的风险,也可增加保险措施和安全监测手段,如设立安全带、安全网等,以减少人员伤害的风险。

总之,安装前期准备充足、安装过程规范、检测验收合格是实现框架结构建筑塔式起重机安装工程的关键所在。

设备框架及平台界定

设备框架及平台界定

设备支座属设备本体,是设备自身带来的。

设备支架是设备与附着结构连接的桥梁。

就是说设备是通过支架而架设在结构上的,而设备支座往往是安装在设备支架上的。

.第九章工艺金属结构中的设备支架制作安装适用范围是什么?定额子目以“每组重量”划分步距,请问几个支架为一组?答:广义的设备支架应包括支座和支架两大类。

前者通常是在设备制造过程中完成,组焊于设备本体或作为设备部件到货现场组焊,属于静置设备制作安装的范围(如常见的卧式容器鞍座、立式容器和塔类的裙座、支撑式支座等)。

本章中的设备支架主要是指在施工现场制作的以型钢为主体的支腿式、托(吊)架式以及单台设备配用或多台设备共用的底座式型钢构架,也包括单件重量大于100kg的管道支架(管廊结构、桁架式结构除外)。

至于每组支架的个数,应根据施工图设计确定。

一般情况下,支腿式、托(吊)架式应以一台设备为一组;大于100kg的管道支架(不论落地式或悬臂式)以一个管架为一组;而对于底座式型钢架,不论用于支承单台设备或多台设备,只要设计为一个整体结构,就应视为“一组”。

桁架、管廊、设备框架、单梁结构如何定义和划分?答:从广义上说,凡是由杆件和节点组成,通过焊接、铆接或螺栓连接而成的结构,都可称为桁架。

桁架的杆件可以是单根型钢或钢管,也可以由两根相同规格或两根以上不同种类不同规格的型钢组焊而成。

其节点型式有钢板连接板(俗称拉筋板)和球节点等型式。

桁架结构的应用极其广泛,如常见的桁架式桥梁、高压输电线路铁塔及广播电视、通讯铁塔等。

工艺金属结构中的桁架结构,主要是指与安装专业相关的、为了支承和传递工艺设备或工艺管道的本身重量以及其他附加应力所引起的荷载,以满足生产工艺要求的桁架类钢结构。

如皮带输送机或其他输送机栈桥(也称为通廊)、架空管道跨路支托桁架等,一般是由平行的上、下弦杆和腹杆拉撑等构件组成的格架式结构,其结构断面以方、矩形最为常见。

管廊钢结构(俗称管廊柱子),是由连续的管廊架(梁)和成排的落地立柱以及各种拉撑组成的大型构架,其基本结构断面呈“Ⅱ”型。

钢框架设计规定 BG

钢框架设计规定 BG

公 司 标 准62BG006 -2011 代替: 62BG006 -2005钢框架设计规定第 1 页 共 11 页武笑平 万朝梅 王维宗 王松生 2011-12-30 2012-01-15 编 制校 审标准化审核审 定发 布 日 期实 施 日 期目 次1 适用范围…………………………………………………………………………………………12 引用文件…………………………………………………………………………13 钢材………………………………………………………………………24 连接材料………………………………………………………………… 35 结构设计………………………………………………………………………………46 构造要求……………………………………………………………………………8 1适用范围本标准规定了钢框架的材料、结构设计和构造要求。

本标准适用于冷换框架、空冷框架、三旋框架、反应器框架、塔型设备支架、管架、钢楼梯间、排气筒和火炬塔架及其它支承设备和供操作用的钢框架结构。

执行本规定时,尚应遵守国家现行有关标准规范。

2引用文件2.1 国家标准规范序号 编号规范/标准名称1 GB 50011-2010 建筑抗震设计规范2 GB 50017-2003 钢结构设计规范3 GB 50160-2008 石油化工企业设计防火规范4 GB/T 700-2006 碳素结构钢5 GB/T 706-2008 热轧型钢6 GB/T 1228-2006 钢结构用高强度大六角头螺栓7 GB/T 1229-2006 钢结构用高强度大六角螺母8 GB/T 1230-2006 钢结构用高强度垫圈9 GB/T 1231-2006 钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件 10 GB/T 1591-2008 低合金高强度结构钢 11GB/T 3277-1991花纹钢板第2 页共11 页62BG006-201112 GB/T 5117-1995 碳钢焊条13 GB/T 5118-1995 低合金钢焊条14 GB/T 5313 厚度方向性能钢板15 GB/T 5780-2000 六角头螺栓C级16 GB/T 5781-2000 六角头螺栓全螺纹C级17 GB/T 11263-2010 热轧H型钢及剖分T型钢2.2行业标准规范序号编号规范/标准名称1 YB 3301-2005 焊接H型钢2 YB/T 4001.1-2007 钢格栅板及配套件第1部分:钢格栅板3 JGJ 81-2002 建筑钢结构焊接技术规程4 JGJ 82-2011 钢结构高强度螺栓连接技术规程5 SH 3077-1996 石油化工企业钢结构冷换框架设计规范6 SH 3043-2003 石油化工设备管道钢结构表面色和标志规定7 SH/T 3147-2004 石油化工构筑物抗震设计规范2.3公司标准规定序号编号规范/标准名称1 62SC 013-2008 建构筑物结构设计手册(3)-钢框架2 62SC 014-2008 建构筑物结构设计手册(4)-钢管架3 62SC 016-2010 建构筑物结构设计手册(6)-焦炭塔框架4 62SC 023-2010 建构筑物结构设计手册(13)-楼梯间5 62SC 033-2010 建构筑物结构设计手册(21)-重整反应构架6 62SC 034-2011 建构筑物结构设计手册(22)-重整再生构架7 62SC 039-2010 建构筑物结构设计手册(27)-标准图块8 62BS 003-2008 设备钢支座计算表格9 62BS 005-2009 楼梯间风荷载计算表10 62BS 006-2009 冷换框架风及设备荷载计算11 62BS 007-2009 管架风及设备荷载计算3 钢材3.1钢材宜采用Q235-B。

浅析石油化工塔型设备基础的结构设计及设计要点

浅析石油化工塔型设备基础的结构设计及设计要点

浅析石油化工塔型设备基础的结构设计及设计要点摘要:在石油化工工业中,塔型设备所占比例较大,其主要由设备主体、辅助结构及支承基础组成。

在这些附属设施中,有操作平台,扶手,梯子等。

塔基支承设备所承受的压力可划分为垂直载荷和水平载荷。

所以,要确保其牢固、实用、经济、合理,就必须进行合理的结构设计。

在塔基的设计中,既要考虑风作用,又要考虑地震作用,因此,对其所受的荷载要有一个明确的认识。

所以,本文主要是简要地介绍了石油化工塔型设备的有关基础结构的设计要求及关键点等,以期能给业界的有关人员带来一些借鉴。

关键词:石油化工;塔型设备;辅助结构;支撑基础;设计要求;借鉴塔型设备基础是一种比较重要的高层建筑物,广泛用于石化工业和其他工业。

根据不同的操作过程,可分为吸收塔,裂解塔,热再生塔和蒸发塔。

在承载能力方面,该框架不仅存在着大变形,还存在着一些侧向干涉,主要表现为风与地震两种干涉方式。

在这两种水平力共同作用下,基础是决定整个高耸建筑安全的重要因素。

为了确保塔架的安全使用,不仅要确保塔架的设计工作的顺利开展,而且要使塔架的设计与塔架的结构密切相关,相互配合。

因此,建筑设计人员应具备相应的专业知识。

1.石油化工塔形设备概述石化厂在炼油厂普遍采用的塔型设备,直接关系到炼油厂的生产能力、产品质量、能耗、原料消耗和环境保护。

据资料显示,石油化工企业的能耗占到了全工业能耗的很大比例,其所需能耗超过60%。

在化工和石油化工项目中,总投资的30%-40%左右。

塔设备的分选效果与产物的纯度、回收率、工艺能耗有关。

从整体上看,可以分为地面框架式高塔、底部框架式高塔、边框式高塔和排架式高塔。

最普遍使用的是倾斜的塔形和倾斜的塔形。

在进行塔型设备基础的设计时,首先要明确它的载荷,在塔基上的载荷可以分为两类:永久性负载与可变负载:结构自重、各种管线及保温重、平台、栏杆、梯子重量等。

风荷载、平台活荷载和充水荷载等是影响其稳定性的主要因素。

塔设备

塔设备

旋流板式除沫器(离心式除沫器) 结构
用固定的叶片构成风车状圆盘 夹带液滴的气体通过液片时产生旋 转运动,在离心力作用下将液滴甩 至塔壁,实现气—液分离。 适合含有较大液滴或固颗的气—液 分离,除沫效率不如丝网除沫器。
除沫 原理
应用
1—吊柱; 2—人孔; 3—排管式液体分布器; 4—床层定位器; 5—规整填料; 6—填料支承栅板; 7—液体收集器; 8—集液管;
(二)按操作压力分类
从操作方便和设备简单的角度来说,选常压操作最
好,从冷却剂的来源角度看,一般宜将塔顶冷凝温度控制
在30~40℃以便采用廉价的水或空气作为冷却剂。所以塔 设备根据具体工艺要求,设备及操作成本综合考虑,有时 可以在常压下操作、有时需要在加压下操作,有时还需要减 压操作。相应的塔设备分别称为常压塔、加压塔和减压塔。
第一节 概述
一、塔设备的作用
塔设备能够为气、液或液、液两相进行充分接触提供适宜 的条件,即充分的接触时间、分离空间和传质传热的面积, 从而起到相际间质量和热量交换的目的,实现工艺所要求的 生产过程,生产出合格产品。 广泛用于蒸馏、吸收、解吸(气提)、萃取、气体的洗 涤、增湿、干燥及冷却等单元操作。 化工生产过程中可提供气液或液液两相之间进行直接接 触机会,达到相际传质及传热目的,又能使接触之后的两 相及时分开,互不夹带的设备。
填料塔中则装填一定高度的填料,属微分接触型气液传质设 备;液体自塔顶沿填料表面呈膜状向下流动,气体作为连续相自 塔底向上逆流流动,气液在填料的润湿表面上进行接触传热传质。 两相的组分浓度或温度沿塔高呈连续变化。填料塔特有的:填料、 液体分布、再分布、填料支承。
塔体是塔设备的外壳,常见的塔体由等直径、等厚度的圆筒及上 下封头组成。封头可以是半球形、椭圆形、碟形等。 支座是将塔体安装在基础上的连接部分,因为塔设备较高、重量 较大,为保证其足够的强度及刚度,通常采用裙式支座(简称“裙 座” )。有圆筒形和圆锥形两种,常采用圆筒形。裙座与塔体采 用对接銲接或搭接焊接连接,裙座的高度由工艺要求的附属设备 (如再沸器、泵)及管线的布置情况而定。 附件包括人孔或手孔、除沫器、接管、吊柱及扶梯、操作平台等。

塔的附件及布置

塔的附件及布置

1、塔的平台塔平台为从人孔、手孔检查设备哦;紧固法兰;操作和维修调节阀组及检修、安装液面调节阀、大口径阀门、检修仪表和安全阀等附件而设。

当下列附件需要布置在距离地面3600mm以上,或距平台面1800mm以上时,应考虑设置平台(从地面至3600mm以下的高度,可使用移动平台):控制阀组;重沸器;人孔;安全阀;DN100以上的阀门,电动阀;取样装置;DN200以上的盲法兰或“8”字盲板;有必要加法兰的地方;液位计。

现有的平台宽度一般为1-1.5m。

人孔用平台最小宽度为1m。

塔顶平台是为操作吊柱,放空阀和维修安全阀设置的,可制成方形,大小按需要确定。

此外,还需考虑如下事项:(1)人孔中心线以距平台600-1000mm之间为宜,最适宜高度750mm。

(SH 3011规定平台距人孔底部不宜大于800mm)(2)设置人孔的部位必须注意塔的内部构件,一般应设在塔板上方的鼓泡区,不得设在塔的降液管或受液槽区域内;塔的人孔应设在塔的操作区内,进、出塔比较方便、安全、合理的地方,并宜设在同一方位上。

塔体上的人孔(或手孔),一般每3-8层塔板布置一个;一座塔上的人孔宜布置在同一垂直线上,使其整齐美观;在平台上的人孔盖的闭合方向要与平台出口方向一致,避免紧急事故时,人孔盖挡住人员撤离的通道。

人孔所在平台应设置服务点(非净化风等),方便使用风动扳手以及正压通风。

(3)有两个以上塔设备并联的时候,建议同一平台标高,做联合平台。

平台应设防护栏和踢脚板,栏杆高度以1.2m为宜;平台的进出口处应有自动复位栏杆;影响检修的栏杆段,应为可拆卸的。

(4)联合平台应考虑各塔、架之间的热胀及其移动因素,留有缝隙,加入适当的销子。

塔身用法兰连接时,应在法兰下侧设置平台,平台面与法兰的距离不宜大于1.5m。

(5)通常,平台的均布载荷为250-400kgf/m2(2.5-4kPa)为宜,因维修或管架原因需要平台承当更大负荷时,须给设备工程师提出条件。

浅谈大型化工设备基础设计的思考

浅谈大型化工设备基础设计的思考

浅谈大型化工设备基础设计的思考摘要:化工设备基础是支承和固定化学工厂设备的结构体,它其主要任务是将设备可靠稳固地固定在设备基础的相应部位上,将设备的恒荷载、活荷载和设备动荷载传给地基,不产生危害设备运转的地基沉降、位移和振动,不影响人员对设备的操作和正常生产工作,并满足设备正常运转的全部要求。

本文通过对大型化工设备的种类的分析。

关键词:化工设备;设备地基;思考;1大型化工设备基础设计的要求1.1大型化工设备的种类大型化工设备主要有以下几类1.1.1用于输送气体、液体和压缩气体的设备:包括通风机、鼓风机、压缩机、制冷机和各类泵等。

通风机用于通风、干燥过程;轴流风机因风压小,流量大,只用于通风换气,如凉水塔,空冷器的通风等。

1、用于气体、液体换热的设备:包括冷却器、加热器、再沸器、冷凝器、蒸发器、过热器、废热锅炉、换热器等。

1.1.2用于储存气体液体的贮罐容器设备:包括方形贮罐、圆筒形罐、球形罐和特殊形贮罐(如椭圆形、半椭圆形)每种型式又按封头形式不同,分为若干种型式。

常见的封头有平板、锥形、球形、碟形、椭圆形等。

有些容器如气柜、浮顶式贮罐、其顶部(封头)是可以升降浮动的等等。

1.1.3用于液体分馏的塔设备:包括板式塔、浮阀塔、填料塔等。

1.1.4用于化学反应的反应器:包括槽式反应器、管式反应器、固定床反应器等1.1.5用于液体和固体分离的固液分离设备:包括离心机和过滤机等1.1.6用于固体干燥的干燥设备:包括箱式干燥器、带式干燥器、喷雾干燥器、气流干燥器、流化床干燥器、旋转闪蒸干燥、回转干燥、真空干燥器、双锥干燥机等1.2大型化工设备基础设计的不同要求由于大型化工设备种类繁多,特性各异,基础设计要满足不同的要求:1、为避免储存易燃易爆有机气体发生爆炸事故,气体或液体贮罐等设备基础须采取严格的防火隔热措施。

2、受高温辐射的设备基础,要采取隔热保护措施。

3、接触低温的空气分离塔基础要有隔冷、散水和排水措施。

国内塔设备相关标准

国内塔设备相关标准

塔式容器在工艺上的作用:塔式容器是直立设备中的一种,它可使气液或液液两相之间进行紧密接触,达到传质及传热的目的。

在化工、炼油、医药、石化、轻纺、石油天然气等行业的蒸馏、吸收、解吸、萃取及气体的洗涤、冷却、增湿、干燥的单元操作中得到广泛的应用,是生产中最重要的设备之一。

塔式容器的主要特点:体型高,长宽比大,荷载重,塔身除了承受压力载荷、温度载荷外,还承受风载荷、地震载荷和重量载荷。

塔式容器的支座通常为裙式支座,塔式的整个重量都是由裙座支承。

地脚螺栓又将裙座固定在基础上。

对于直径较小的塔式容器也有采用耳座、圈座等支承方式。

也有由操作平台连成一体的塔群或排塔。

塔式容器的种类:从结构考虑:等直径等壁厚塔;等直径不同壁厚塔;变径塔等。

从塔内件考虑:空塔;填料塔;板式塔等。

国内塔设备相关标准1.(重要)JB/T4710-2005《钢制塔式容器》总则1.适用范围适用于设计压力不大于35MPa,H/D>5,且高度H>10m裙座自支承的塔式容器:塔式容器必须是自支承的。

适用范围是考虑下述因素制定的:a. 塔式容器振动时只作平面弯曲振动;b. 高度小的塔式容器截面的弯曲应力小,计算壁厚取决于压力或最小厚度。

本标准仅适用于裙座自支承的塔器,所谓裙座自支承是指由裙座支承在基础上的独立塔器,塔与塔之间,塔与框架之间毫无关连。

这也使计算自振特性时得以方便。

2.编号HGJ211--85《化工塔类设备施工及验收规范》总则中提到适用范围,塔的吊装,及分类。

3.HG 20652-1998 《塔器设计技术规定》4.SH 3098-2000 《石油化工塔器设计规范》同样也是由JB/T4710标准补充而来5.此外,塔设备的设计一般都离不开GB50011-2001《建筑抗震设计规范》和GB50009-2001《建筑结构载荷规范》6.JB/T1205-80(塔盘技术条件)本标准适用于石油、石油化工和化学工业用塔器的钢制筛板塔盘、浮阀塔盘、圆泡罩(帽)塔盘和舌形塔盘。

钢结构的塔式结构

钢结构的塔式结构

钢结构的塔式结构钢结构是一种广泛应用于建筑、桥梁、机场、航空运输等领域的结构形式。

在大型建筑物的构建中,因为钢材结构的质量轻、刚度高、抗震性好等优点,钢材结构大量应用于高层建筑、钢桥、机场跑道等建筑物中。

而其中的塔式结构在高层建筑领域中占据重要地位,本文将主要探讨钢结构的塔式结构。

一、塔式结构的定义钢结构的塔式结构是建筑物结构中的一种,由钢材构成。

塔式结构是一种具有一定高度的、由钢材或其它金属材料构成的单塔或多塔结构,在建设中通常形成支撑建筑物上层区域的功能,比如电视塔、通讯塔等。

传统诠释下的塔式结构一般指单个钢杆支撑塔、桁架支撑塔、及其组合形式构成的、以结构简洁、刚度好为特点的特殊结构。

二、塔式结构的应用在建筑领域中,塔式结构的应用非常广泛。

比如在通讯领域中,塔式结构被广泛采用来支撑电视塔、手机发射塔、地面站等设备。

在交通领域中,塔式结构被广泛应用于桥梁等建筑设施中。

在普通建筑领域中,虽然塔式结构没有像钢框架结构、钢筋混凝土结构那样被广泛采用,但是,随着越来越多的建筑面临限高问题,塔式结构也被逐渐推广和应用。

在某些高层建筑中,为了保证建筑的安全和稳定性,塔式结构也被采用来进行加固和补强。

三、塔式结构的设计原则塔式结构的设计需要遵循一定的原则。

在设计过程中,需要考虑结构的刚度、稳定性、承载力等。

塔式结构的设计需要满足刚度高、强度大、重量轻、稳定可靠的要求。

同时,需要考虑其操作维护的方便性,比如防雷措施、维护方式等。

四、塔式结构的分类塔式结构按照结构形式分为桁架式、空心柱式、空芯板式、四边形结构式及格子结构式等。

其中桁架式塔结构又可分为单管桁架塔、多管桁架塔、桁架框架结构塔等。

五、塔式结构的施工和维护在塔式结构的施工中,需要进行多次的安全检测。

在建筑物竣工后,需要进行定期的检测和维护,特别是经常接受自然灾害影响的塔式结构,需要进行加强,以确保其安全。

同时,在塔式结构的维修中,要特别注重维修质量和维修时间,以确保设备的正常使用。

浅谈石油化工塔型设备基础的结构设计及设计要点

浅谈石油化工塔型设备基础的结构设计及设计要点

浅谈石油化工塔型设备基础的结构设计及设计要点发布时间:2023-02-15T07:02:45.845Z 来源:《建筑实践》2022年19期作者:张弘强[导读] 塔型设备是石油化工行业中的重要组成部分,张弘强中石油吉林化工工程有限公司 132002摘要:塔型设备是石油化工行业中的重要组成部分,它包括设备本体、附属构筑物、基础设备等。

其中,操作平台、扶手、梯子等辅助性构件非常重要。

塔基支承塔式装置的受力可分为垂直荷载和水平荷载两类。

为此,应采取合理的结构设计,以确保基础的坚固、适用、经济合理。

塔型设备基础的设计要充分考虑到风、震的影响,因此,在进行基础结构设计时,必须明确塔型设备承受的荷载。

因此,本文着重介绍了塔形设备的有关基础设施的设计要求及注意事项,以供同行借鉴。

关键词:塔型设备;基础设备;结构设计;设计要求引言:塔型设备是一种比较重要的高层建筑,广泛用于石化工业和其他工业领域。

按照生产流程分为吸收塔、裂解塔、热再生塔、蒸发塔等。

从受力角度来看,该结构的变形比较大,存在着一定的侧向扰动,并以风荷载和地震作用为主。

由于上述两种水平力的作用,使得塔体的基础成为整个塔体的核心。

为了确保塔型设备的安全运营,不仅要确保其设计工作的顺利进行,而且要使其与其设计密切相关,并且与之相协调。

因此,建筑设计人员需要具备充分的相关知识。

1.石油化工塔形设备概述石油化工塔型设备是石化行业中常用的设备,它直接关系到工艺的生产能力、产品质量、能源消耗、原料消耗和环境保护等。

据统计,石油化工企业能耗占工业能耗的比例很高,超过60%的能耗用于蒸馏设备。

化工和石化项目的总投资在总投资的30%-40%左右。

塔内的分离效果,包括产品的纯度、产品的回收、工业生产的能耗。

一般可分为:地面框架塔、底部框架塔、框架塔、排塔。

最常见的是斜塔和斜塔。

塔式设备地基的设计,首先要确定其承载力,塔基上的荷载分为两类:永久荷载:结构自重,各种管道和保温重量,平台,栏杆,梯子的重量;风荷载、平台活荷载、充水荷载等变量的变化荷载。

塔吊的专项施工方案设计

塔吊的专项施工方案设计

塔吊专项施工方案第一节、编制依据本方案主要依据施工图纸及以下规范及参考文献编制:《塔式起重机设计规范》(GB/T13752-1992)《地基基础设计规范》(GB50007-2002《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001《建筑安全检查标准》(JGJ59-99)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)第二节、工程概况乌审旗四号地2#商业楼,工程建设地点:乌审旗噶鲁图镇;属于框架结构;地上6层,地下1层。

总建筑面积:19080.10平方米。

第三节、塔吊基本性能十字交叉梁基础所用塔吊参数为:塔吊型号为:QTZ40 塔吊自重为:186kN最大起重荷载为:29kN 塔吊额定起重力矩为:400kN・m塔吊起升高度为:29m 塔身宽度为:2.5m第四节、塔吊基础定位及施工1、塔吊基础定位详见施工平面图;2、塔吊基础施工见计算书”设计要求。

基础施工前应由塔吊拆装队技术负责人进行如下几方面的技术交底:混凝土强度等级、钢筋配置图、基础与建筑平面图、基础剖面图、基础表面平整度要求、预埋螺栓误差要求等, 接底人为工程施工负责人,双方书面交接。

基础施工应由塔机所有部门派专人监督整个施工过程,同时做好各个隐蔽验收纪录,如钎探纪录、地基隐蔽工程验收纪录等。

施工完毕做好砼的养护,砼强度达到要求后方可安装塔吊;3、顶面用水泥砂浆找平,用水准仪校水平,倾斜度和平整度误差不超过1/5000;4、机脚螺栓位置、尺寸要绝对正确,应特别注意做好复核工作,尺寸误差不超过士0.5mm,螺纹位须抹上黄油,并注意保护。

第五节、场地及机械设备人员等准备1、在塔基周围,清理出场地,场地要求平整,无障碍物;2、留出塔吊进出堆放场地及吊车、汽车进出通道,路基必须压实、平整;3、塔吊安拆范围上空所有临时施工电线必须拆除或改道;4、机械设备准备:汽车吊一台,电工、钳工工具,钢丝绳一套,U型环若干,水准仪、经纬仪各一台,万用表和钢管尺各一只;5、塔吊安拆必须由专业的安拆人员进行操作。

塔顶直连冷凝器布置设计

塔顶直连冷凝器布置设计

2020,30(5)张传武等 塔顶直连冷凝器布置设计 塔顶直连冷凝器布置设计张传武 肖 桓 华陆工程科技有限责任公司 西安 710065摘要 本文通过工程实例,根据塔顶直连冷凝器工艺介质参数、外形特征、工艺特点等内容,提出设备布置要点;针对不同设备布置结构形式,从设备吊装、检修、操作、应力消除等方面综合考虑,对直连式塔顶冷凝器布置进行优化设计探讨。

关键词 塔 塔顶冷凝器 弹性支撑 热位移张传武:工程师。

2009年毕业于西安交通大学过程装备与控制工程专业。

从事化工设备布置与配管设计工作。

联系电话:13474064568,E-mail:zcw2277@chinahualueng com。

塔与塔顶冷凝器是化工生产过程中的重要生产设备,是产品精制、分离过程中的典型工艺设备组合装置。

直连式塔顶冷凝器在塔顶高回流比、阻力降较敏感系统等特殊工况下,因其布置上的优势而经常被使用。

因此,其优化合理的设备布置非常重要。

1 塔顶直连冷凝器分类塔顶直连冷凝器根据冷凝器的型式不同,一般分为立式和卧式两种类型,见图1、图2。

图1 立式塔顶直连冷凝器图2 卧式塔顶直连冷凝器立式塔顶直连冷凝器因换热面积受塔的直径、塔顶压降等参数的限制,塔顶气相量较小时一般采用立式塔顶直连冷凝器;相比立式塔顶直连冷凝器而言,卧式塔顶直连冷凝器的换热面积不受塔的直径和塔顶压降等参数的影响,因此换热面积相对较大,换热效率会相对较高,塔顶气相量较大时一般采用卧式。

2 塔顶直连式冷凝器布置特点2 1 立式塔顶直连冷凝器布置立式塔顶直连冷凝器与塔顶管口采用法兰连接,整个冷凝器的荷载垂直作用于塔体,布置初期需设备专业提前对塔的壁厚、裙座的受力和地脚螺栓的强度进行核算确认。

一般立式塔顶直连冷凝器更适合独立塔安装布置设计。

2 2 卧式塔顶直连冷凝器布置卧式塔顶直连冷凝器与塔顶管口既可以采用法兰也可以采用焊接型式连接,当采用独立塔安装布置时,整个冷凝器的荷载垂直作用于塔体,布置初期需设备专业提前对塔的壁厚、裙座的受力和地脚螺栓的强度、冷凝器支撑稳定性进行核算确认;当采用框架式塔安装布置设计利用框架来支撑冷凝器时,由于塔的热位移,冷凝器需要使用弹簧或者气缸等弹性支撑。

国内外框架结构研究现状

国内外框架结构研究现状

国内外框架结构研究现状一、前言框架结构作为一种重要的建筑结构形式,被广泛应用于各种建筑类型中。

其具有结构稳定性好、施工方便、使用寿命长等优点,因此备受青睐。

本文将对国内外框架结构研究现状进行探讨。

二、国内框架结构研究现状1. 框架结构设计理论国内学者在框架结构设计理论方面取得了不少成果。

例如,王志强等人提出了基于能量法的钢框架抗震设计方法,该方法通过对钢框架整体能量进行分析来确定其抗震性能;李锦标等人则提出了一种基于层间剪力分配的钢框架抗震设计方法,该方法可以有效提高钢框架的抗震性能。

2. 框架结构施工技术在框架结构施工技术方面,国内也有不少创新成果。

例如,在高层钢结构建设领域,中国建筑科学研究院开展了“高层钢结构施工技术与装配式建筑系统研究”项目,并成功应用于上海中心大厦、广州国际金融中心等高层建筑的施工中。

此外,国内也有不少框架结构施工机械设备的研发和应用,如塔式起重机、桥式起重机等。

3. 框架结构材料研究框架结构的材料研究也是国内学者关注的重点。

近年来,我国不断推进新型建筑材料的研发和应用,如高强度混凝土、高性能钢材等。

这些新型建筑材料可以有效提高框架结构的抗震性能和耐久性。

三、国外框架结构研究现状1. 框架结构设计理论在框架结构设计理论方面,国外学者也做出了一定贡献。

例如,美国学者提出了一种基于分析模型的钢框架抗震设计方法,该方法可以通过对钢框架受力状态进行分析来确定其抗震性能;日本学者则提出了一种基于非线性分析的混凝土填充钢管柱抗震设计方法。

2. 框架结构施工技术在框架结构施工技术方面,国外也有不少创新成果。

例如,德国学者提出了一种基于数控加工技术的钢结构制造方法,该方法可以大幅提高钢结构制造的精度和效率;美国学者则开发了一种基于机器人技术的框架结构施工系统,该系统可以实现自动化施工和高效率生产。

3. 框架结构材料研究框架结构的材料研究也是国外学者关注的重点。

近年来,国外不断推进新型建筑材料的研发和应用,如碳纤维增强复合材料、高性能混凝土等。

混凝土冷却塔设计标准

混凝土冷却塔设计标准

混凝土冷却塔设计标准一、引言混凝土冷却塔是工业领域中常见的设备,用于将热水或蒸汽冷却至所需温度,以满足生产需求。

其设计标准的制定是保证设备长期平稳运行的基础,本文将从结构、材料、制造、安装和维护等方面详细说明混凝土冷却塔的设计标准。

二、结构设计标准1. 塔体结构设计混凝土冷却塔的主要结构部分是塔体,其设计要求塔体具有足够的强度和刚度,以承受设计工作负荷。

具体要求如下:(1)塔体必须采用钢筋混凝土结构,其混凝土强度等级不得低于C30;(2)塔体结构应采用二维框架结构或三维空间框架结构,以保证塔体整体刚度;(3)塔体的尺寸要满足设计要求,塔体高度不应低于6米,底面面积应根据设计负荷确定;(4)塔体的支撑方式应符合设计要求,一般采用基础或支撑架的方式进行支撑;(5)塔体的内部应设置支撑板和隔板等结构,以保证冷却水的均匀流动。

2. 风机和水泵的支架设计风机和水泵是混凝土冷却塔的主要设备,其支架设计要求具有足够的强度和刚度,以承受设计负荷。

具体要求如下:(1)支架必须采用钢结构,其钢材强度等级不得低于Q235;(2)支架结构应采用三维空间框架结构,以保证整体刚度;(3)支架内部应设置横向和纵向的支撑结构,以保证整体稳定性;(4)支架的连接应采用螺栓连接或焊接连接,连接部位应符合设计要求。

3. 风道设计风道是混凝土冷却塔中风机的出入口,其设计要求具有足够的通风量和低阻力。

具体要求如下:(1)风道应采用钢板材加工而成,板厚应符合设计要求;(2)风道应设置进出风口,风口的面积应符合设计要求;(3)风道内部应设置导流板等结构,以控制风速和降低风阻;(4)风道的连接应采用螺栓连接或焊接连接,连接部位应符合设计要求。

三、材料使用标准1. 混凝土材料使用标准混凝土是混凝土冷却塔的主要材料,其使用要求必须符合相关标准。

具体要求如下:(1)混凝土应采用优质水泥、砂子、碎石等材料,其配合比应符合设计要求;(2)混凝土强度等级不得低于C30,其抗压强度应符合设计要求;(3)混凝土应注意控制其含水率和坍落度,以保证混凝土的质量。

国内塔设备相关标准

国内塔设备相关标准

塔式容器在工艺上的作用:塔式容器是直立设备中的一种,它可使气液或液液两相之间进行紧密接触,达到传质及传热的目的。

在化工、炼油、医药、石化、轻纺、石油天然气等行业的蒸馏、吸收、解吸、萃取及气体的洗涤、冷却、增湿、干燥的单元操作中得到广泛的应用,是生产中最重要的设备之一。

塔式容器的主要特点:体型高,长宽比大,荷载重,塔身除了承受压力载荷、温度载荷外,还承受风载荷、地震载荷和重量载荷。

塔式容器的支座通常为裙式支座,塔式的整个重量都是由裙座支承。

地脚螺栓又将裙座固定在基础上。

对于直径较小的塔式容器也有采用耳座、圈座等支承方式。

也有由操作平台连成一体的塔群或排塔。

塔式容器的种类:从结构考虑:等直径等壁厚塔;等直径不同壁厚塔;变径塔等。

从塔内件考虑:空塔;填料塔;板式塔等。

国内塔设备相关标准1.(重要)JB/T4710-2005《钢制塔式容器》总则1.适用范围适用于设计压力不大于35MPa,H/D>5,且高度H>10m裙座自支承的塔式容器:塔式容器必须是自支承的。

适用范围是考虑下述因素制定的:a. 塔式容器振动时只作平面弯曲振动;b. 高度小的塔式容器截面的弯曲应力小,计算壁厚取决于压力或最小厚度。

本标准仅适用于裙座自支承的塔器,所谓裙座自支承是指由裙座支承在基础上的独立塔器,塔与塔之间,塔与框架之间毫无关连。

这也使计算自振特性时得以方便。

2.编号HGJ211--85《化工塔类设备施工及验收规范》总则中提到适用范围,塔的吊装,及分类。

3.HG 20652-1998 《塔器设计技术规定》4.SH 3098-2000 《石油化工塔器设计规范》同样也是由JB/T4710标准补充而来5.此外,塔设备的设计一般都离不开GB50011-2001《建筑抗震设计规范》和GB50009-2001《建筑结构载荷规范》6.JB/T1205-80(塔盘技术条件)本标准适用于石油、石油化工和化学工业用塔器的钢制筛板塔盘、浮阀塔盘、圆泡罩(帽)塔盘和舌形塔盘。

浅谈石油化工塔型设备基础的结构设计及设计要点

浅谈石油化工塔型设备基础的结构设计及设计要点

浅谈石油化工塔型设备基础的结构设计及设计要点摘要:塔式设备在石油、化工等行业中占有很大的比重,塔式设备包括设备本体、附属构筑物和支撑塔式设备的地基。

其中辅助结构包括操作平台、扶手、梯子等。

塔基支撑塔式设备的受力分为竖向荷载和横向荷载两种。

因此,必须采用合理的结构设计,保证塔基的坚固、适用、经济、合理。

塔基的设计要考虑到风荷载和地震效应,在进行塔基结构设计时,必须清楚塔基上的载荷。

因此本文主要对石油化工塔形设备的相关基础结构设计要求和要点等进行简单的介绍,希望能够为行业内的相关人员提供一定的参考。

关键词:塔型设备;附属构筑物;结构设计;要点;参考引言:塔形设备基础结构是一种较为重要的高耸建筑,在石油化工等行业都有应用。

按生产工艺分为吸收塔、裂解塔、热再生塔、蒸发塔等。

从受力上看,这种结构具有较高的挠度,而且有一定的横向干扰,其干扰形式为风荷载和地震作用。

由于受以上两种水平作用力的影响,塔身结构的地基就成了塔的关键。

为保证该塔的安全运行,既要保证该塔的设计工作正常进行,又要保证该塔的设计与其紧密相连,并与之相适应。

所以,结构设计师必须对相关的知识有足够的了解。

1.石油化工塔形设备概述石油化工塔型装置是石化工业中经常使用的一种装置,其对工艺的生产能力、产品质量、能耗、原料消耗、环保等都有很大的影响。

根据统计,石化行业的能源消耗在整个行业的能源消耗中占有相当大的比重,60%以上的能源都被用在了蒸馏装置上。

化工、石化项目总投资约占总投资30%~40%。

塔式设备的分离效率,是产品纯度,产品回收率,工业过程的能源消耗。

总体上可划分为:地面框架塔、底部框架塔、边框框架塔、排塔。

最常用的是斜塔和斜塔。

塔式设备基础设计时,应先确定其荷载,塔基上的荷载可以分成两种:永久性负荷与可变负荷:结构自重、各种管线及保温重、平台、栏杆、梯子重量等;可变荷载包括风荷载、平台活荷载、充水荷载等。

在地震带的设计中,也要考虑到地震的影响。

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而此时框架上 A 处受到反作用的支反力 , 由变形协 ( 8) 调 ,该框架挠度也为 L2 ,并满足 N = K 2 L2
( 6) 、 ( 7) 、 ( 8) 三式联立 ,得到 N =
L2= K1 K2 L1 K1 + K2
由力矩平衡 , M 1 = P 1 l1 / 2 , M 2 = P 2 l2 / 2 + Q 1 l2 + M 1 ,
[3 ] 1m , 且 H/ DN > 30 ) , 此挠度往往过大 , 超过许用
值 。由于塔设备的挠度曲线可近似为抛物线 , 此时
( 1) L1 =
h 2 Y , 而 ( b) 图中 , 塔设备采用框架支承 ,A 处受 H
其中 w i - 1 是由第 i 段顶部转角引起的 , 求法在 图 2 中已经标出 , yi 和θ i 可以用固支梁在简单载荷 下的变形加以叠加 ,对第 i 计算段中 ,Pi 、 Qi - 1 、 M i -1 可 以看作该段上的三种简单载荷 , 因此可以运用叠加 原理进行叠加 ,叠加方程如表 1 所示 。
+
Mi-
1
采用材料力学方法 , 利用变形协调关系 , 可以获 得支反力 N ,塔设备刚度 K 1 及框架刚度 K 2 ,塔顶挠度
Y 之间的关系 。 ( a) 图中 ,N = 0 ,支点 A 处塔的挠度 L1 是由风载 P 产生的 ,此处 P = K 1 L1 P 和支反力 N 共同产生的 ,故 P- N= K 1 L2 , ( 7) ( 6) ( b) 图中 ,N ≠ 0 ,支点 A 处塔的挠度 L2 是由风载
EI i — — — 塔设备第 i 计算段的抗弯刚度 ; H — — — 塔设备总高度 ; Q i -1 — — — 塔设备第 i 计算段受到第 i - 1 段对它的剪力 ; M i -1 — — — 塔设备第 i 计算段受到第 i - 1 段对它的弯矩 ;
— — 塔设备第 i 计算段顶部在 Pi 、 Qi - 1 、 M i - 1 下的挠度 ; yi — θ i — — — 塔设备第 i 计算段顶部在 Pi 、 Qi - 1 、 M i - 1 下的转角 ;
与自支承式塔设备相比 , 框架式塔设备在支承 位置受到了框架的约束 , 增加了支反力的作用 , 因此 在强度计算时有所不同 ,必须考虑在内 。 两种塔设备 的受力情况如图 3 所示 。 可以看出 , ( a) 图中塔设备在自支承时 , A 处无 支承 , 受支反力 N = 0 , 塔顶挠度可由 ( 1) 式求出 , 如 果塔设备为细高塔 ( DN < 1m , 且 H/ DN > 25 , 或DN >
和出现位置
118 ( 管道外壁上) 85. 7 ( 管道内壁上) 91. 6 ( 管道外壁上) 62. 8 ( 管道内壁上) 72. 1 ( 管道外壁上) 46. 1 ( 管道内壁上)
3
补强板厚度对补强效果的影响
3. 1 模型的描述
计算中采用的基本尺寸为 , 管道 : < 325 × 10mm , 总长度取为 10000mm; 支耳 : < 89 × 5. 5mm , 总长度取 为 400mm; 补强板 : 补强板的尺寸采用圆形补强板 , 它的中间开孔 , 孔的直径要比支耳管的内径略大 , 在 保证其直径为 195mm 的前提下 , 取补强板的三种厚 度分别为 7mm、 10mm、 13mm。 由于计算中采用的管道和支耳管的尺寸跟上一 小节相同 , 并且不计管道内液体的内压 , 所以本节模 型上所施加的载荷以及约束跟前小节相同 。网格采 用规则的六面体划分 , 单元仍然选择 SOLID45 八节 点实体单元 。 3. 2 计算结果分析 可以看到 , 对于直径一定的补强板 , 增加补强板 的厚度 , 可以明显的改善管道外壁上的第一主应力
2
1
( 2) ( 3)
li θ i =
6
2
+ Mi-
已知 Pi = qi li , 剪力 Qi - 1 、 弯矩 M i - 1 可以由静力 平衡方程求得 。 即由力平衡 Q1 = P1 , Q2 = Q1 + P2 , Q3 = Q2 + P3 , 依次类推
Qi - 1 = Qi - 2 + Pi - 1 M 3 = P 3 l3 / 2 + Q 2 l3 + M 2 ,依次类推 M i -1 = P i - 1 li - 1 / 2 + Q i - 2 li - 1 + M i -2 ( 5) ( 5) 代入 ( 2) 、 ( 3) ,求出 yi 、 θ 将式 ( 4) 、 i ,再代入 ( 1) 式 , 就可以得到自支承式无框架塔设备塔顶的挠 度。 ( 4)
2 K1 Y 2 ≤[ Y ] K 1 + K2
( 10)
从式 ( 10) 可以看出 , 只要调整塔设备刚度 K 1 及 框架刚度 K 由于塔设 2 ,就能使塔设备满足挠度要求 。 备刚度 K 1 与壁厚相关 , 而壁厚又与受力情况及强度 设计相关 , 当 K K 1、 2 未定时 , 支反力就无法确定 。因 此 , 塔设备刚度 K 1 及框架刚度 K 2 的调整有一个过 程 , 需要反复计算 , 以使两者达到比 ( 下转第 18 页)

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化 工 设 备 与 管 道
第 41 卷
的直径增大而呈逐渐减小的趋势 。 直径为 195mm 时 的最大第一主应力为 42. 1MPa , 而直径为 155 时为 68. 5MPa ,二者相差较大 。 而在管道内壁上 ,第一主应 力值的却随着补强板直径的增加而呈增大的趋势 , 但是增加的幅度要小于外壁上随着直径增大而减小 的幅度 。 从应力强度的角度看 , 在管道内壁上 , 随着补强 板直径的改变 , 应力强度的值变化不大 , 直径为 195mm 的补强板对应的结果稍大。 而从管道外壁上的 应力强度值看 , 随着补强板直径的增大 , 管道外壁上 的应力强度值呈增大的趋势 ,且变化的趋势较明显。 因此 , 综合第一主应力和应力强度的分布结果 看 , 对于一定厚度的补强板 , 采用尺寸较小的补强板 应该更为合理 , 小尺寸的补强板可以减小管道内壁 上第一主应力值和减小管道外壁上的应力强度值 。
表 3 在不同厚度补强板的补强下 ,主管上的最大应力值
补强板的直径 最大第一主应力值 ( M Pa) 最大应力强度值 ( M Pa)
( mm) 7 10 13
和出现位置
41. 83. 4 7 ( 管道外壁上) 83. 41. 7 4 ( 管道内壁上) 62. 17 3 ( 管道外壁上) 42. 42. 3 17 ( 管道内壁上) 62. 52. 8 9 ( 管道外壁上) 40. 40. 9 8 ( 管道内壁上) 52.
4
结论
( 1) 存在承重性支耳的管道除了在管道和支耳
交接位置处管道外壁上存在着很大的应力集中之 外 , 在管道的内壁上也出现了应力强度和第一主应 力很大的区域 。
( 2) 补强板的采用不仅使得管道外壁上的应力
集中的情况得到很好的改善 , 同时也会大大改善了 管道内壁上的应力分布状况 。 ( 3) 对于厚度一定的补强板来说 ,采用较小尺寸 的补强板可以得到相对较好的补强效果 。
w
i -1
— — — 塔顶由塔设备第 i 计算段由θ i 引起的挠度 ;
Y — — — 塔设备无框架时 ,塔顶的挠度 ; Y’ — — — 塔设备有框架时 ,塔顶的挠度 ; [ Y] — — — 塔设备塔顶的许用挠度 。
(a) 无框架塔设备受力 (b) 框架式塔设备受力
图 2 塔设备受力及变形分析示意图
・ 14 ・
化 工 设 备 与 管 道
第 41 卷
框架式塔设备的设计
陆 怡
( 江苏工业学院 ,常州 213016)
摘要
采用材料力学中的叠加法计算自支承式塔设备顶部在风载荷作用下的挠度 , 并通过对框架式塔设备的受力分析 , 在塔和框架刚
度的配合下 ,得出将塔顶挠度限制在许用范围内时的支承处反力的大小 ,用于塔设备的强度设计 。
关键词 框架式塔设备 塔顶挠度 支承处反力
塔设备是化工 、 炼油 、 医药 、 食品及环境保护等 工业部门中一种重要的单元操作设备 , 塔设备大多 安装在室外 , 靠裙座底部的地脚螺栓固定在混凝土 上 。塔设备在操作时 , 除承受介质压力外 , 还承受各 种重量 、 管道推力 、 偏心载荷 、 风载荷或地震载荷的 联合作用 。 而塔设备在风载的作用下 ,塔顶必将产生 一定的挠度 , 若挠度过大 , 对工艺操作有较大影响 , 应予以控制 。 对于细高型的塔设备 ,为了同时满足塔 设备的强度要求和挠度要求 , 塔壁厚度大大增加 , 投 资相应增加 , 为了达到经济合理的目的 , 一般可采用 框架式支撑结构来降低塔体的壁厚 , 同时满足挠度 和强度要求 ,框架高度大约在 1/ 2 塔高以上 。 结构如 图 1 所示 。此时的塔设备在支承处受到支反力的作 用 ,其设计方法应与自支承式塔设备有所不同 。 而在 JB4710 - 92 《钢制塔式容器》中未给出设计方法 。本 文将探讨带一个框架支承的塔设备的设计计算 。符 号:
自由端挠度
ql 4
6 EI
8 EI
=
Pl 3
8 EI
Ql3
2 EI
Ml EI
3 EI
M l2
2 EI
(a)
图3
( b)
θ 由于 yi 、 Qi - 1 、 M i 是由 P i 、 i - 1 引起的 ,所以
yi = li EI i EI i
2
Pi l i
8
Pi l i
+ +
Qi -
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