板式塔设备机械设计

11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mmDi2000，塔高m30，工作压力为MPa2.1，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AQ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）232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iD2000mm塔体高度H30000mm设计压力P1.2MPa设计温度t300℃塔体材料16MnR许用应力[]170MPa[]t144MPa设计温度下弹性模量EMPa51086.1常温屈服点s345MPa厚度附加量C2mm塔体焊接接头系数0.85介质密度3/800mkg塔盘数N55每块塔盘存留介质层高度wh100mm基本风压值0q500N/㎡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em4000kg偏心距e2000mm塔外保温层厚度s100mm保温材料密度23/300mkg材料Q235-A裙座许用应力ts][86MPa常温屈服点s235MPa设计温度下弹性模量sE4厚度附加量sC2mm人孔，平台数6地脚螺栓材料Q235-A许用应力bt][147MPa腐蚀裕量2C3个数n323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MPapc,Pc=1.2Mpa圆筒计算厚度mm,cticpDp][29.92.185.0144220002.1+圆筒设计厚度mmc,9.1129.9Cc圆筒名义厚度mmn,14n圆筒有效厚度mme,12Cn封头计算厚度mmh,/(2[]0.5)thcipDpmm8.9)2.15.085.01442/(20002.1封头设计厚度mmhc,8.1128.9Chhc封头名义厚度mmhn,14hn封头有效厚度mmhe,12214Chnhe53.2塔设备质量载荷计算计算内容计算公式及数据0~11~22~33~44~顶塔段内直径mmDi,2000塔段名义厚度mmni,14塔段长度mmli,1000200070001000010000塔体高度mmH,130000单位筒体质量mkgmm/,1695筒体高度mmH,126230筒体质量kgm,185.1833923.266951m封头质量kgm,26.97128.4852m裙座高度mmH,33000裙座质量kgm,3208536953m塔体质量kgm,0145.2128620856.97185.1822932101mmmm6951875.8486569506900.65塔段内件质量kgm,021295975550.2442202NiqNDm)/75(2mkgqN浮伐塔盘质量002591.75654.94712.4保温层质量kgm,03032022032])2()22[(4mHDDmnisni22014.020.21.02014.020.2430013.135.1230063.26=5473kgm—封头保温层质量，'030146.21469.92071.61785.36计算内容计算公式及数据0~11~22~33~44~顶平台，扶梯质量kgm,04平台质量2/150mkgqN笼式扶梯质量mkgqN/40平台数量n=6笼式扶梯总高mHF29FFpniniHqnqDBDm212222242204221.02014.020.29.021.02014.020.242940150621541040801606.61726.61686.8操作时塔内物料质量kgm,051102054fwiVhNhDm6.147238001257.1800)0551.0(0.2420900.62764.636031.925026.6人孔、接管、法兰等附件质量kgma,按经验取附件质量为：6.532145.2128625.025.001mma173.75468.951216.251737.51725.16充液质量kgmw,wfwiwVHDm24024.8465510001257.12100023.260.24201125.723116.932541.727871.1偏心质量kgme,再沸器：4000em00140026000操作质量kgm,0eammmmmmmm0504030201040006.53216.14723514054731259545.2128681.68903908.753471.5115914.0826775.5221836.917最小质量kgm,mineammmmmmm04030201min2.040006.532151405473125952.045.2128685.43812908.752570.9511076.0916216.6813040.39最大质量kgm,maxeawmmmmmmmm04030201max40006.53214.84655514054731259545.2128646.138835908.753696.6536266.3553282.344681.413.3自振周期计算计算内容计算公式及数据塔设备的自振周期sT,1301390.3310eimHTHED922.0102000161086.13000065.689033000033.903353.4地震载荷与地震弯距计算计算内容计算公式及数据0~11~22~33~44~顶各段操作质量kgmi,908.753471.5515914.0826772.5221836.91各点距地面高度mmhi,5002000650015000250005.1ih41012.141094.851024.561084.161095.35.1iihm71002.181011.3101083.0101092.4111086.0515.1iiihmA111044.1计算内容计算公式及数据0~11~22~33~44~顶3ih81025.191000.8111075.2111038.3131056.13iihm111014.1131078.2151037.4161004.9171041.38513iiihmB171036.4BA/7103068.3基本振型参与系数1k5.175.11103068.3iikhhBA31070.321096.20.1730.6071.307阻尼比i0.02衰减指数975.002.055.002.005.09.055.005.09.0ii阻尼调整系数2319.102.07.1.06.002.005.017.106.005.012ii地震影响系数最大值max12.0max设计基本地震加速度度时设计烈度,7场地土的特征周期gTgT类场土地地震分组为第一组，35.0地震影响系数175.135.055922.035.0g1TTTg＜＜0616.012.0319.1922.035.0·)(975.0max211TTg水平地震力NFk,1gmFkkk1112.02861.981664.829818.4017231.22垂直地震影响系数max,V2925.045.065.065.0maxmax,V操作质量kgm,047263.6当量质量kgmeq,取7.3544775.00mmeq底截面处垂直地震力NFV,005.10171481.97.354472925.0max,00gmFeqVViihm51012.461058.471025.881067.281041.351iiihm81095.69计算内容计算公式及数据垂直地震力NFV,111100581101714.56.9510iiVViikkkmhFFmhmh60.3670.31207839088.849922.4底截面处地震弯距mmNME,001gHmME01001351681070.5300008.981.689030616.03516截面1-1处地震弯距mmNME,111)41410(17585.35.25.35.201111hhHHHgmME85.35.25.35.21044.5)10004100030000143000010(300001758.981.689030616.08截面2-2处地震弯距mmNME,221)41410(17585.35.25.35.201221hhHHHgmME85.35.25.35.21091.4)300004300030000143000010(300001758.981.689030616.083.5风载荷与风弯距计算计算内容计算公式及数据0~11~22~33~44~顶各计算段的外径mmDOi,niOiDD220281422000塔顶管线外径mmdO,400第i段保温层厚度mmsi,100管线保温层厚度mmps,100笼式扶梯当量宽度3K400计算内容计算公式及数据0~11~22~33~44~顶10各计算段长度mmli,1000200070001000010000操作平台所在计算段的长度mml,00200070001000010000平台数00222各段平台构件的投影面积2,mmA00510185101851018操作平台当量宽度mmK,4042lAK0873.8514.3360360各计算段的有效直径mmDei,psOsiOieidKDD224282828283342.331883188432KKDDsiOiei262826283142.329882988取大值mmDei/282828283342.331883188各计算段顶截面距地面的高度mhit,13102030风压高度变化系数if根据ith查表5-221.01.01.01.251.42体型系数1K0.7基本风压值20/,mNq500塔设备的自振周期sT,10.922210Tq04.425922.05002脉动增大系数查表5-232.25脉动影响系数iV查表5-240.720.720.720.790.83Hhit/0.0330.10.330.67111计算内容计算公式及数据0~11~22~33~44~顶第i段振型系数Zi根据Hhit/与u查表5-250.020.020.0680.340.612各计算段的风振系数iK2iziiifVK121.03241.03241.2921.7692.315各计算段的