板式塔设备机械设计化工设备基础及设计终极版.docx

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1、化工设备板式塔设备机械设计基础及设计目录1板式塔设备机械设计任务书11.1 设计任务及操作条件11.2 设计内容11.3 设计要求12塔设备已知条件及分段示意图23塔设备设计计算程序及步盛33.1 按设计压力计算塔体和封头厚度33.2 塔设备质量载荷计算43.3 自振周期计算63.4 地震载荷与地震弯距计算61.1 5风载荷与风弯距计算83.6 偏心弯距103.7 最大弯距113.8 圆筒轴向应力校核和圆筒稳定校核113.9 塔设备压力试验的应力校核123.10 10裙座轴向应力校核133.11基础环设计153.12地脚螺栓计算163.13计算结果174后记185设计图纸186参考文献187主

2、要符号说明198附图201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僧塔与裙座的机械设计已知条件为：塔体内径Di=1200mm,塔高20m,工作压力为1.2MPa,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40层浮阀塔板，塔体材料选用16MnR,裙座选用Q235Ao1.2 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

3、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(A4图纸)2塔设备已知条件及分段示意图已知设计条布分段示意图塔体内径。1200mm塔体富度H20000mm设计压力P1.2MPaODO设计温度，300C塔体材料16MnR许用应力170MPar134MPa设计温度下弹性模量E1.76X1O5MPt/P5,常温屈服点345MPa,O厚度附加量C2mmIn塔体焊接接头系数。0.85介质密度p800w3P4OU13塔盘数N40每块塔盘存留介质层高度加I

4、OOmrnU基本风压值为5625Nm2地震设防烈度7度3场地上类别H类偏心质量外.4000kgpgDO+I2偏心距e2000mm塔外保温层厚度2100mm保温材料密度3OOn3材料Q235-A裙许用应力。K86MPaP21.IiI11常温屈服点,235MPaNJI1一/设计温度下弹性模量座ES厚度附加量Cs2mm人孔，平台数6地脚螺栓材料Q235-A许用应力Icr1UOMPa腐蚀裕量3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PcMPapc=1.1p=1.32圆筒计算厚度ymmKPD132x1200o=o.jUo2-p,21340.85

5、-1.32圆筒设计厚度c,tntn4=6+C=6.99+2=8.506圆筒名义厚度色,nm2=10圆筒有效厚度e.mm-C=8封头计算厚度frmm4=PcDi/(2,-0.5p)=1321200(21340.85-0.51.32)=6.489封头设计厚度0,团帆用“=可+C=6.97+2=8.489封头名义厚度苗“,切%=10封头有效厚度的昭/加=-C=10-2=83.2塔设备质量载荷计算计算内容计算公式及数据O-I1-22-3344556塔段内直径Di,mm1200塔段名义厚度露心10塔段长度1jymm100020004000450045004000塔体高度Hvmm20000单位简体质量mi

6、tn,kgitn480筒体高度Hi，mm16350筒体质量m19kgm=48016.35=7848封头质量m2,kgW2=207.8x2=415.6裙座高度3000裙座质量tn3,kg吗=4803=1440塔体质量mm,kgn01=my+m2+m3=7848+415.6+1440=9703.64801375.61920216021601608塔段内件质量，2,Agn02=DNc1n=-(1.2)240x75=3392.92(浮伐塔盘质量4N=752g/)00763.41933.05933.05763.41保温层质量町）3,Zg。=?（。+2劣+2&）2-（。+2即2HW2+2/3=2120.4

7、6恤3,一封头保温层质量，G）043.1497.63559.83559.83459.96计算内容计算公式及数据O-I1-2233-44556平台，扶梯质量物,Zg平台质量9n=150kg/m2笼式扶梯质量qN=40kgIm平台数量n=6笼式扶梯总高HF=I9mM+2用+2b+25)2_(。+2其+2)21%,十分%=(12+2x0.01+2x0.007+2x0.9)2(1.2+2x0.01+2x0.007)2-4150+40192=3711.844080651.971163.951163.95611.97操作时塔内物料质量/5，kg%5=?D；瓜N+%)向+Vzp1=-1.22800(0.14

8、0+1.8)+0.4202800=5741.340493.62442.9995.3995.3814.3人孔、接管、法兰等附件质量kg按经验取附件质量为：ma=0.25w01=0.259703.6=2425.9120343.9480540540402充液质量机.,ZgmW=WRoP卬+2VP卬=-1.2216.351000+20.42021000=24814.8406174523.95089.45089.49495.1偏心质量ZneMg再沸器：,e=400000140026000操作质量石,ZgMO=机01+根。2+机。3+机05+机“+me=9703.6+3392.92+2120.46+371

9、1.84+5741.32+2425.9+4000=31096.046402336.38155.918952.0916352.084659.64最小质量Znmin，kg机min=wO1+/2+砥）3相04+恤=9703.6+0.23392.92+2120.46+3711.84+2425.9+4000=22640.46401842.75102.27210.44610.43234.6最大质量mmag“max=01+加。2机。3+机。4+机”，+机“+机-=9703.6+3392.922120.46+3711.84+24814.8+2425.9+4000=50169.56402459.710236.9

10、13046.210466.213340.43.3自振周期计算计算内容计算公式及数据塔体内直径Dj,mm1200塔体有效厚度8塔设备高度”,加20000操作质量人,Zg31096塔设备的自振周期4,S7；=90.33H/NXIO-=90.3320000I310930000-3=0.911.761058120033.4地震载荷与地震弯距计算计算内谷计算公式及数据011-22-3344556各段操作质量/W,kg6402336.38155.98952.16352.14659.6各点距地面高度hi,mm5002000500092501375018000亡111808944235355388963616

11、123302414953mih1i57.151072.091082.881097.96IO91.0210,c1.1310,=,w15i=13.2610,计算内容计算公式及数据O-I1-2233445561.25IO88.001091.25107.91x102.6K)25.8310,2帅;810,1.87X1O111.02x10*7.09IO151.65IO1627210,65B=Em附i=15.1811410,6A/B6.29107基本振型参与系数灯A7,1=-.,5=4.42107,5aiB,7.031()75.62x10-20.2200.601.011.52综合影响系数CZCz=0.5地震

12、影响系数最大值qnax1nax=045（设计烈度7度时）各类场地的特征周期4G=0.3（1I类场土,近震时）地震影响系数%0.170.180.180.180.180.18水平地震力片NFm=Czaxkxmkg3.64115.961600.204419.606244.60垂直地震影响系数CTvjnax即max=065nx=0.650.45=0.2925V91c1aa操作质量2）,&g31096当量质量“g,Rg取fne(f=075%=23322底截面处垂直地震力咪,N华=%max%g=66920.8nihi3.21054.67IO64.08IO78.28IO78.73IO78.391075Zmihir=13.00x108计算内容计算公式及数据垂直地震力ET,N”47r四笔V76.95108=71.41043.09102.918484.419496.618722.5底