板式塔设备机械

板式塔设备机械

1 板式塔设备机械设计任务书

1.1 设计任务及操作条件

试进行一蒸馏塔与裙座的机械设计

已知条件为：塔体内径mm D i 2000=，塔高m 30，工作压力为MPa 2.1，设计温度为300℃，介质为原油，安装在广州郊区，地震强度为7度，塔内安装55层浮阀塔板，塔体材料选用16MnR ，裙座选用A Q -235。

1.2 设计内容

（1）根据设计条件选材；

（2）按设计压力计算塔体和封头壁厚； （3）塔设备质量载荷计算； （4）风载荷与风弯矩计算； （5）地震载荷与地震弯矩计算； （6）偏心载荷与偏心弯矩计算； （7）各种载荷引起的轴向应力；

（8）塔体和裙座危险截面的强度与稳定校核； （9）塔体水压试验和吊装时的应力校核； （10）基础环设计； （11）地脚螺栓计算； （12）板式塔结构设计。

1.3.设计要求：

（1）进行塔体和裙座的机械设计计算； （2）进行裙式支座校核计算； （3）进行地脚螺栓座校核计算； （4）绘制装备图（A3图纸）

2 塔设备已知条件及分段示意图

已知设计条件分段示意图塔体内径

i

D2000mm

塔体高度H 30000m

m

设计压力P 1.2MPa 设计温度t300℃

塔体

材料16MnR 许用

应力

[σ] 170MPa

[σ]t144MPa 设计温度下

弹性模量E

MPa

5

10

86

.1⨯

常温屈服点

s

σ

345MPa 厚度附加量

C

2mm

塔体焊接接头

系数φ

0.85 介质密度ρ3/

800m

kg 塔盘数N 55 每块塔盘存留100mm

介质层高度w

h

基本风压值0

q

500N/㎡ 地震设防烈度 7度 场地土类别 II 类 地面粗糙度 B 类 偏心质量e

m

4000kg 偏心距e 2000mm 塔外保温层厚

度s

δ

100mm

保温材料密度

2

ρ

3

/300m kg

材料

Q235-A

裙

座

许用应力t s

][σ 86MPa

常温屈服点

s

σ 235MPa

设计温度下弹性模量s

E

厚度附加量s

C 2mm 人孔，平台数 6

地 脚 螺

材料 Q235-A

许用应力

bt

][σ 147MPa

栓 腐蚀裕量2C

3 个数n 32

3 塔设备设计计算程序及步骤

3.1 按设计压力计算塔体和封头厚度

计算内容 计算公式及数据

计算压力MPa p c

,

Pc=1.2Mpa 圆筒计算厚度 mm ,δ

=-=

c t i c p D p φσδ][29

.92

.185.014422000

2.1=-⨯⨯⨯

+圆筒设计厚度 mm c

,δ

9

.1129.9=+=+=C c δδ

圆筒名义厚度mm n

,δ

14

=n δ 圆筒有效厚度 mm e

,δ

12

=-C n δ

封头计算厚度 mm h

,δ

/(2[]0.5)

t h c i p D p δσϕ=-mm 8.9)2.15.085.01442/(20002.1=⨯-⨯⨯⨯=

封头设计厚度

8

.1128.9=+=+=C h hc δδ

mm hc ,δ

封头名义厚度mm hn

,δ

14

=hn δ

封头有效厚度mm he

,δ

12

214=-=-=C hn he δδ

3.2 塔设备质量载荷计算

计算内容 计算公式及数据

0~1

1~2

2~3 3~4 4~顶

塔段内直径 mm D i

,

2000 塔段名义厚度mm ni

,δ

14

塔段长度 mm

l i ,

1000 2000

7000 10000 10000 塔体高度

mm

H ,1

30000 单位筒体质量m kg m m

/,1

695

筒体高度 mm

H ,1

26230

筒体质量 kg m ,1 85.1833923.266951

=⨯=m

封头质量 kg

m ,2 6

.97128.4852=⨯=m

裙座高度

mm

H ,3

3000

裙座质量kg

m,

3

2085

3

695

3

=

⨯

=

m

塔体质量kg

m,

01

45

.

21286

2085

6.

971

85

.

18229

3

2

1

01

=

+

+

=

+

+

=m

m

m

m

695 1875.8 4865 6950

6900.

65

塔段内件质量kg

m,

02

()12959

75

55

0.2

4

4

2

2

02

=

⨯

⨯

⨯

=

⨯

⨯

=

π

π

N

i

q

N

D

m

)

/

75

(2

m

kg

q

N

=

浮伐塔盘质量

0 0 2591.7

5654.

9

4712.

4

保温层质量kg

m,

03

03

2

2

2

03

2

]

)

2

(

)

2

2

[(

4

m

H

D

D

m

n

i

s

n

i

+

+

-

+

+

=ρ

δ

δ

δ

π

()()

[]2

2014

.0

2

0.2

1.0

2

014

.0

2

0.2

4

⨯

+

-

⨯

+

⨯

+

=

π

()300

13

.1

35

.1

2

300

63

.

26⨯

-

⨯

+

⨯

⨯

=5473

()kg

m—封头保温层质量，

'

03

0 146.2 1469.9

2071.

6

1785.

3

计算内容

计算公式及数据

0~1 1~2 2~3 3~4 4~顶