脱戊烷塔顶回流罐

东北石油大学本科生课程设计1第1章设计数据及设备简图设计压力：1.5MPa设计温度：80C操作压力：1.36MPa操作温度：80C水压试验压力:0.63MPa筒体焊接接头系数：0.85封头焊接接头系数：0.85腐蚀余量：2mm介质：戊烷筒体直径：1000mm设备总长度：3400mm筒体长度：2850mm筒体材料:Q245R标准椭圆封头材料：Q245R封头直边段长度：25mm鞍座材料：Q245R回流罐结构简图如下：图1-1脱戊烷塔顶回流罐简图东北石油大学本科生课程设计2第2章设计计算书2.1确定筒体和封头的壁厚（1）筒体壁厚按GB150—98式(6---1)计算citcPD2[]P（2-1）式中：cP——计算压力即：-6CPPgh1.59.8808101.508MPa——焊封系数，考虑双面焊局部无损探伤，0.85；t——设计温度下Q245R材料的许用应力t147.25MPaiD——设备内直径，iD=1000mm1.50810002147.250.851.508=6.06mm1C——钢板的负偏差1C0.8mm2C——介质腐蚀裕度2C2mmC——壁厚附加量12CCC0.822.8mm设计壁厚dC6.062.88.86mm根据GB713钢板厚度标准查得n10mm（2）封头壁厚按GB150-98式计算citcKPD2[]0.5P（2-2）式中：K——椭圆形封头形状系数，对标准椭圆形封头K1；——焊封系数0.85其他符号意义与数值同前11.50810002147.250.850.51.508=6.04mmdC6.042.88.84mm为了保证封头与筒体能很好满足焊接要求取封头壁厚10nmm封头名义厚度为10mm，封头深度为275mm直边高h=25mm东北石油大学本科生课程设计3筒体名义厚度为10mm，内径均为1000mm，封头容积0.301m32.2计算重量载荷和支座反力（1）筒体和封头的质量①筒体总质量1G1ieeGDL式中：——筒体材料的密度，37850Kg/m'L——设备总长，L'3416mmih——封头的曲边高度，查表得ih250mm1h——封头的直边高度，1h25mmL——筒体的长度，i1LL'2h2h2850mmiD、e的意义与数值同前3G1785010007.2102.750.0072491.56kg②封头质量2G'22G2G290.5181kg③鞍座质量3G'33G2G257114kg○4附件质量4G4G310.17kg设备自重1234GGGGG1096.73kg(2)容器内充水质量'G充水后总质量12G'VV10002.5410002540kg(3)支座反力F12G'GG2540672.56Fg9.815741.522N2.3筒体的轴向应力（1）轴向弯矩的计算东北石油大学本科生课程设计4○1支座截面处的弯矩22miaiRhA1L2ALM=FA14h13L(2-3)A——鞍座底板中心至封头切线距离A250mmL、ih的意义与数值同前22a0.250.5050.2512.8520.252.85M15741.50.252737.2240.25132.85N.m○2跨中截面处的弯矩22mi2biRh12FL4ALM4h4L13L(2-4)222b0.5050.251215741.52.8540.252.85M6582.0340.2542.85132.85N.m（2）轴向应力的计算取maxbMM6582.03N.mmR——中径，mR505mme——有效厚度，e102.87.2mm○1跨中截面最高点处轴向应力cmb12emePRM2R(2-5)13231.5080.5056582.03-1.14MPa27.2100.5057.210○2跨中截面处最低点的轴向应力cab22emePRM2R（2-6）13231.5080.5056582.031.14MPa27.2100.5057.210由上面的计算结果可知跨中截面弯矩远大于鞍座截面处的弯矩，且iA0.5R可以不考虑鞍座处的“偏塌”现象，因此，只计算跨中截面的轴向应力即可。东北石油大学本科生课程设计5○3轴向应力的校核1cr（2-7）式中：cr——圆筒的轴向许用应力teicrtB0.06ER[]取小者（2-8）57.2B0.061.9310166.752500MPat0.85147.25125.16MPa取B166.752MPa1cr1.14MPa125.16MPat21.14MPa147.25MPa可见：t2[]，1cr[]。满足强度及稳定性的要求2.4鞍座处切向剪应力的校核因为mA0.5R,可认为鞍座靠近封头，封头对鞍座处筒体有加强作用.（1）鞍座处切向剪应力A=250mmm0.5R0.5505252.5mmmA0.5R且o120查表取3K0.8803aekFR（2-9）30.88015741.53.850.57.210MPa（2）封头处的切向剪应力因为o120所以取K=0.401代入公式4haheKFR（2-10）h30.40115741.51.750.57.210MPa（3）强度校核东北石油大学本科生课程设计6校核t0.850.85147.25125.16MPaciheKPD11.5081000104.7227.2MPathh1.251.25147.25104.779.36MPa强度满足要求2.5鞍座处筒体的周向应力校核mA0.5R，120（1）垫板不起加强作用时：○1筒体最低点的周向应力校核552eKFb（2-11）式中：k——系数，k1.05K——系数，5K0.760b——支座的轴向宽度，b=150mm2aebb1.56R1501.565057.2244.07mm561.00.76015741.56.8244.077.210MPat5147.25MPa强度满足要求○2鞍座边角处的周向应力m2850L/R5.6485056K0.01326m622ee12KFRF4bL（2-12）662615741.5120.013215741.50.5054264.077.2102.857.2106.45MPat61.25180.16MPa强度满足要求.东北石油大学本科生课程设计7不论是最低点处，还是鞍座边角处的周向应力都满足强度要求，故不需在筒体和支座之间加衬托板.（2）垫板起加强作用：re10mm可算得均满足要求。2.6鞍座腹板应力校核99s0KFHb（2-13）式中：9K——系数，9K0.2040b——钢制鞍座的腹板厚度，b0=10mmsH——高度，Hs=168mm实际高度小于内径的三分之一，则以鞍座的实际高度计算鞍座有效断面的平均应力t90.20415741.523.1898.1716863MPa强度满足要求.至此鞍座强度验算合格东北石油大学本科生课程设计8第三章设计结果汇总计算项目名称符号数值单位计算压力cP1.508MPa设计温度t80℃圆筒材料Q245R鞍座材料Q245R圆筒材料常温许用压力133MPa圆筒材料设计温度下许用压力t147.25MPa鞍座材料许用压力ca147.25MPa工作时物料的密度08083mKg液压试验时介质密度T10003mKg圆筒内直径iD1000mm圆筒名义厚度n10mm圆筒厚度附加量C2.8mm圆筒焊接街接头系数0.85封头名义厚度hn10mm封头厚度附加量hC2.8mm两封头切线间距离L2850mm鞍座轴向宽度b150mm鞍座高度H200mm鞍座包角120°鞍座地脚螺栓个数n2鞍座地脚螺栓公称直径20mm鞍座两侧螺栓间距离l760mm鞍座底版中心线只封头切线距离A1000mm封头曲面高度ih250mm试验压力TP0.63MPa圆筒平均半径mR505mm