塔设备图结构设计与强度计算

塔设备图结构设计与强度计算一、塔的组成及结构1、塔体组成1-裙座，2-裙座人孔，3-塔底液体出口，4-裙座排气孔（防止腐蚀、毒性气体积聚在裙座内损害封头），5-塔体6-塔体人孔（人孔与平台对应，如果5m设置一个平台，则比平台位置高500-1000m处设人孔，塔过高时，也可隔一个平台设一个人孔，塔板等内件由人孔送入塔内。7-蒸汽入口，8-塔盘，9-回流口，10-吊柱，11-塔顶气体出口2、裙座结构裙座：有圆筒形和圆锥形圆筒形——广泛使用，方便制造圆锥形——适用H/D特别大的塔，为了多布置基础螺栓提高抗风与地震载荷。当筒体采用低合金钢，如Q345R，裙座采用低碳钢时，裙座与塔体之间设置一个250-350mm短节，避免异种材料焊接。1-塔体，2,3-无保温层和有保温层时的排气孔，4-裙座，5-引出管通道，7-排液孔，8-螺栓座裙座总高——一般确定为5m，裙座人孔中心线距地面一般为1m裙座与筒体的连接结构——搭接和平齐对接搭接——裙座内径与筒体大致相同；改善封头受力，但焊缝受剪，受力不好，适用直径1m以下的塔。平齐对接——裙座外径与塔体外径相同的平齐焊接，焊缝受压缩，受力较好，但焊缝处于封头折边处，对封头受力分布略有影响，且不利对中。裙座与筒体搭接裙座与筒体平齐对接2、塔板结构塔板分为——整块塔板和分块塔板A、整块塔板结构B、分块塔板分为单流与双流塔盘，塔径800mm以上人可进入塔内，采用分块塔板C、分块塔板结构与连接●单流塔板组件结构1-通道板，2-矩形板，3-弓形板4-支撑圈，5-筋板，6-受液盘7-支撑板，8-固定降液板9-可调堰板，10-可拆降液板11-连接板●双流塔板组件结构D、分块塔板结构与尺寸分块塔板结构——有自身梁式a和槽式b，增强抗弯变形能力。大多采用自身梁结构；碳钢塔板厚度一般3-4mm，不锈钢为2-3mm（根据液位及载荷可计算出)E、塔板间连接固定结构●通道板与塔板及塔板间的固定连接上、下均可拆结构自身梁松开结构与拧紧固定结构●塔板与支撑圈间连接F、液体、气体进料口液体进料口气体进料口二、塔体强度计算1、塔体载荷与校核截面●塔体载荷内压、重量（自重与液体重量）、风载荷、地震载荷。●校核部位a、塔体壁厚校核b、裙座各截面校核包括裙座底部截面、裙座人孔中心线及裙座与塔体焊缝2、各种载荷计算●各截面重量的确定裙座底部（0-0截面）a、正常操作时该截面重量——壳体、接管、塔内件、平台、扶梯、保温层、介质重量、再沸器（如有固定在塔体上的话）b、停工时该截面重量——壳体、接管、塔内件、平台、扶梯、保温层、再沸器（如有固定在塔体上的话）c、水压试验时该截面重量——壳体、接管、塔内件、平台、扶梯、保温层、充满水水重、再沸器（如有固定在塔体上的话）重量——可查表（平台、扶梯）或计算（筒体、封头、塔板等）、或预估（保温层、小附件等）确定裙座人孔中心线（1-1截面）裙座与塔体焊缝（2-2截面）2、各种载荷计算●各截面重量的确定裙座底部（0-0截面）a、正常操作时该截面重量——壳体、接管、塔内件、平台、扶梯、保温层、介质重量、再沸器（如有固定在塔体上的话）b、停工时该截面重量——壳体、接管、塔内件、平台、扶梯、保温层、再沸器（如有固定在塔体上的话）c、水压试验时该截面重量——壳体、接管、塔内件、平台、扶梯、保温层、充满水水重、再沸器（如有固定在塔体上的话）重量——可查表（平台、扶梯）或计算（筒体、封头、塔板等）、或预估（保温层、小附件等）确定裙座人孔中心线（1-1截面）裙座与塔体焊缝（2-2截面）●风载荷我国10米高处基本风压值（取该地区距地面10米高处30年一遇10分钟内最大风速平均值，作为该地区计算风速计算时——塔每10米间隔取相同风压值qiqi=fiq010米高我国各地基本风压值q0(kgf/m2）各截面风载荷产生的弯矩计算式塔在风载荷作用下分段示例计算示例（塔高46米）●地震载荷震型与及地震弯矩（本设计质量近似沿塔高均匀分布）H/D15对高振型塔H/D5，按左式计算后在乘以1.25倍地震载荷计算示例●裙座人孔处的截面计算裙座人孔中心线处截面抗弯模量●混凝土强度表3、塔体壁厚強度校核●筒体与封头厚度计算由筒体承受的计算压力，根据筒体及封头壁厚计算公式计算初步壁厚；壁厚计算公式用到的是计筒体算压力一般筒体计算压力=筒体设计压力筒体设计压力=（1.05-1.1）倍的筒体正常工作时最大操作压力注意：当液柱压力达到设计压力的5%时，筒体计算压力=设计压力+液柱压强正压塔校核条件不同工况下各种应力组合——式中的弯矩Mmax为裙座与筒体焊接处的弯矩（2-2截面）●裙座各截面强度校核公式裙座人孔中心线处（1-1截面）裙座人孔中心线处截面抗弯模量裙座与塔体的焊缝强度校核（2-2截面）基础环板弯曲强度和混凝土压缩强度基础螺栓设计螺栓埋入深度