年产6万吨超高分子量PMMA项目设计
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过 程 设 备 强 度 设 计 计 算 书 SW6-2011
塔 设 备 校 核
计 算 单 位
计算依据：NB/T 47041-2014
计 算 条 件
塔 型
板式
容 器 分 段 数（不 包 括 裙 座）
1
压 力 试 验 类 型
液压
封头
上 封 头
下 封 头
材料名称
Q345R
S31603
名义厚度(mm)
6
6
腐蚀裕量(mm)
2
2
焊接接头系数
0.85
0.85
封头形状
椭圆形
椭圆形
圆筒
设计压力(Mpa)
设计温度(℃)
长度(mm)
名义厚度(mm)
内径/外径(mm)
材料名称(即钢号)
1
0.1
100
13600
6
2000
S31603
2
3
4
5
6
7
8
9
10
圆筒
腐蚀裕量(mm)
纵向焊接接头系数
环向焊接接头系数
外压计算长度(mm)
试验压力(立) (Mpa)
试验压力(卧)(Mpa)
1
2
0.85
0.85
0
0.0125
0.151066
2
3
4
5
6
7
8
9
10
内 件 及 偏 心 载 荷
介 质 密 度
kg/m3
920
塔 釜 液 面 离 焊 接 接 头 的 高 度
mm
600
塔 板 分 段 数
1
2
3
4
5
塔 板 型 式
浮阀
塔 板 层 数
25
每 层 塔 板 上 积 液 厚 度
mm
50
最 高 一 层 塔 板 高 度
mm
15300
最 低 一 层 塔 板 高 度
mm
4700
填 料 分 段 数
1
2
3
4
5
填 料 顶 部 高 度
mm
填 料 底 部 高 度
mm
填 料 密 度
kg/m3
集 中 载 荷 数
1
2
3
4
5
集 中 载 荷
kg
集 中 载 荷 高 度
mm
集 中 载 荷 中 心 至 容 器 中 心线 距 离
mm
集 中 载 荷 方 位 角
塔 器 附 件 及 基 础
塔 器 附 件 质 量 计 算 系 数
1.2
基 本 风 压
N/m2
300
基 础 高 度
mm
0
塔 器 保 温 层 厚 度
mm
100
保 温 层 密 度
kg/m3
300
裙 座 防 火 层 厚 度
mm
50
防 火 层 密 度
kg/m3
300
管 线 保 温 层 厚 度
mm
50
最 大 管 线 外 径
mm
480
笼 式 扶 梯 与 最 大 管 线 的 相 对 位 置
90
场 地 土 类 型
II
场 地 土 粗 糙 度 类 别
B
地 震 设 防 烈 度
7度(0.1g)
设 计 地 震 分 组
第一组
地震影响系数最大值 amax
0.08
阻 尼 比
0.01
塔 器 上 平 台 总 个 数
6
平 台 宽 度
mm
2300
塔 器 上 最 高 平 台 高 度
mm
18000
塔 器 上 最 低 平 台 高 度
mm
3000
阻 尼 比(检修工况)
0.01
管道力
1
2
3
4
5
管 道 力 方 向
管 道 力 大 小
N
管 道 力 到 容 器 中 心 线 (或 基 础)的 距 离
mm
管 道 力 方 位 角
6
7
8
9
10
管 道 力 方 向
管 道 力 大 小
N
管 道 力 到 容 器 中 心 线 (或 基 础)的 距 离
mm
管 道 力 方 位 角
裙 座
裙 座 结 构 形 式
圆筒形
裙 座 底 部 截 面 内 径
mm
2000
裙 座 与 壳 体 连 接 形 式
对接
裙 座 高 度
mm
3500
裙 座 材 料 名 称
16MnDR
裙 座 设 计 温 度
℃
40
裙 座 腐 蚀 裕 量
mm
2
裙 座 名 义 厚 度
mm
6
裙 座 材 料 许 用 应 力
MPa
181
裙座与筒体连接段的材料
16MnDR
裙座与筒体连接段在设计温度下许用应力
MPa
181
裙座与筒体连接段长度
mm
45
裙 座 上 同 一 高 度 处 较 大 孔 个 数
5
裙 座 较 大 孔 中 心 高 度
mm
1750
裙 座 上 较 大 孔 引 出 管 内 径（或 宽 度）
mm
81
裙 座 上 较 大 孔 引 出 管 厚 度
mm
4
裙座上较大孔引出管长度
mm
0
地 脚 螺 栓 及 地 脚 螺 栓 座
地 脚 螺 栓 材 料 名 称
16Mn
地 脚 螺 栓 材 料 许 用 应 力
MPa
170
地 脚 螺 栓 个 数
12
地 脚 螺 栓 公 称 直 径
mm
42
全 部 筋 板 块 数
10
相 邻 筋 板 最 大 外 侧 间 距
mm
572.475
筋 板 内 侧 间 距
mm
90
筋 板 厚 度
mm
18
筋 板 宽 度
mm
140
盖 板 类 型
整块
盖 板 上 地 脚 螺 栓 孔 直 径
mm
60
盖 板 厚 度
mm
24
盖 板 宽 度
mm
170
垫 板
有
垫 板 上 地 脚 螺 栓 孔 直 径
mm
45
垫 板 厚 度
mm
18
垫 板 宽 度
mm
90
基 础 环 板 外 径
mm
2216
基 础 环 板 内 径
mm
1796
基 础 环 板 名 义 厚 度
mm
24
计 算 结 果
容 器 壳 体 强 度 计 算
元 件 名 称
压 力 设 计
名 义 厚 度 (mm)
直 立 容 器 校 核
取 用 厚 度 (mm)
许 用 内 压 (MPa)
许 用 外 压 (MPa)
下 封 头
6
6
0.377
第 1 段 圆 筒
6
6
0.377
第 1 段 变 径 段
第 2 段 圆 筒
第 2 段 变 径 段
第 3 段 圆 筒
第 3 段 变 径 段
第 4 段 圆 筒
第 4 段 变 径 段
第 5 段 圆 筒
第 5 段 变 径 段
第 6 段 圆 筒
第 6 段 变 径 段
第 7 段 圆 筒
第 7 段 变 径 段
第 8 段 圆 筒
第 8 段 变 径 段
第 9 段 圆 筒
第 9 段 变 径 段
第 10 段 圆 筒
上 封 头
6
6
0.594
裙 座
名 义 厚 度 (mm)
取 用 厚 度 (mm)
6
6
风 载 及 地 震 载 荷
0－0
A－A
裙座与筒体连接段
1－1(筒体)
1－1(下封头)
2－2
3－3
操 作 质 量
47022.6
46159.7
40181.3
40163.4
40163.4
最 小 质 量
35932.4
35069.5
29091
29073.2
29073.2
压 力 试 验 时 质 量
85617
84754.1
78775.7
33780.8
33780.8
风 弯 矩
1.892e+08
1.532e+08
1.216e+08
1.208e+08
1.208e+08
横风向弯矩 Mca (I)
横风向弯矩 Mca (II)
顺风向弯矩 (I)
顺风向弯矩 (II)
组合风 弯 矩
1.892e+08
1.532e+08
1.216e+08
1.208e+08
1.208e+08
地 震 弯 矩 注:计及高振型时,此项按B.24计算
2.391e+08
2.059e+08
1.738e+08
1.73e+08
1.73e+08
偏 心 弯 矩
0
0
0
0
0
最 大 弯 矩
需横风向计算时
2.864e+08
2.442e+08
2.042e+08
2.031e+08
2.031e+08
垂 直 地 震 力
0
0
0
0
0
应 力 计 算
13.51
13.51
19.84
20.96
16.96
16.95
16.95
24.64
24.11
17.57
17.48
17.48
12.27
12.27
1.69
1.69
36.13
38.49
33.24
14.25
14.25
4.88
4.54
3.14
3.12
3.12
[s]t
181.00
181.00
181.00
120.00
120.00
B
45.76
45.76
45.76
42.67
42.58
组合应力校核
(内压),(外压)
14.04
14.04
许 用 值
122.40
122.40
(内压),(外压)
44.48
45.08
34.52
29.74
29.74
许 用 值
54.91
54.91
54.91
51.21
51.09
-9.45
-9.45
许 用 值
162.00
162.00
41.01
43.03
36.38
17.37
17.37
许 用 值
45.76
45.76
45.76
44.92
42.58
40.90
40.90
许 用 值
162.00
162.00
校 核 结 果
合格
合格
合格
合格
合格
注 1: sij 中 i 和 j 的 意 义 如 下
i=1 操 作 工 况 j=1 设 计 压 力 或 试 验 压 力 下 引 起 的 轴 向 应 力（ 拉 ）
i=2 检 修 工 况 j=2 重 力 及 垂 直 地 震 力 引 起 的 轴 向 应 力（ 压 ）
i=3 液 压 试 验 工 况 j=3 弯 矩 引 起 的 轴 向 应 力（ 拉 或 压 ）
[s]t 设 计 温 度 下 材 料 许 用 应 力 B 设 计 温 度 下 轴 向 稳 定 的 应 力 许 用 值
注 2:
sA1: 轴 向 最 大 组 合 拉 应 力 sA2: 轴 向 最 大 组 合 压 应 力
sA3: 液 压 试 验 时 轴 向 最 大 组 合 拉 应 力 sA4: 液 压 试 验 时 轴 向 最 大 组 合 压 应 力
s: 试 验 压 力 引 起 的 周 向 应 力
注 3: 单 位 如 下
质 量: kg 力:N 弯 矩: Nmm 应 力: MPa
计 算 结 果
地 脚 螺 栓 及 地 脚 螺 栓 座
基 础 环 板 抗 弯 断 面 模 数
mm3
6.07387e+08
基 础 环 板 面 积
mm2
1.32343e+06
基 础 环 板 计 算 力 矩
Nmm
4199.02
基 础 环 板 需 要 厚 度
mm
12.17
基 础 环 板 厚 度 厚 度 校 核 结 果
合格
混 凝 土 地 基 上 最 大 压 应 力
MPa
0.82
受 风 载 时 基 础 环 板 与 基 础 表 面 间 虚 拟 的 最 大 拉 应 力
MPa
0.05
受 地 震 载 荷 时 基 础 环 板 与 基 础 表 面 间 虚 拟 的 最 大 拉 应 力
MPa
0.12
地 脚 螺 栓剪应力
MPa
地 脚 螺 栓 需 要 的 螺 纹 小 径
mm
13.0753
地 脚 螺 栓 实 际 的 螺 纹 小 径
mm
37.129
地 脚 螺 栓 校 核 结 果
合格
筋 板 压 应 力
MPa
8.86
筋 板 许 用 应 力
MPa
94.98
筋 板 校 核 结 果
合格
盖 板 最 大 应 力
MPa
15.08
盖 板 许 用 应 力
MPa
170
盖 板 校 核 结 果¦
合格
裙 座 与 壳 体 的 焊 接 接 头 校 核
焊 接 接 头 截 面 上 的 塔 器 操 作 质 量
kg
40163.4
焊 接 接 头 截 面 上 的 最 大 弯 矩
Nmm
2.03147e+08
计 算 结 果
地 脚 螺 栓 及 地 脚 螺 栓 座
基 础 环 板 抗 弯 断 面 模 数
mm3
6.07387e+08
基 础 环 板 面 积
mm2
1.32343e+06
基 础 环 板 计 算 力 矩
Nmm
4199.02
基 础 环 板 需 要 厚 度
mm
12.17
基 础 环 板 厚 度 厚 度 校 核 结 果
合格
混 凝 土 地 基 上 最 大 压 应 力
MPa
0.82
受 风 载 时 基 础 环 板 与 基 础 表 面 间 虚 拟 的 最 大 拉 应 力
MPa
0.05
受 地 震 载 荷 时 基 础 环 板 与 基 础 表 面 间 虚 拟 的 最 大 拉 应 力
MPa
0.12
地 脚 螺 栓剪应力
MPa
地 脚 螺 栓 需 要 的 螺 纹 小 径
mm
13.0753
地 脚 螺 栓 实 际 的 螺 纹 小 径
mm
37.129
地 脚 螺 栓 校 核 结 果
合格
筋 板 压 应 力
MPa
8.86
筋 板 许 用 应 力
MPa
94.98
筋 板 校 核 结 果
合格
盖 板 最 大 应 力
MPa
15.08
盖 板 许 用 应 力
MPa
170
盖 板 校 核 结 果¦
合格
裙 座 与 壳 体 的 焊 接 接 头 校 核
焊 接 接 头 截 面 上 的 塔 器 操 作 质 量
kg
40163.4
焊 接 接 头 截 面 上 的 最 大 弯 矩
Nmm
2.03147e+08
对 接 接 头 校 核
对 接 接 头 横 截 面
mm2
23247.8
对 接 接 头 抗 弯 断 面 模 数
mm3
1.16239e+07
对 接 焊 接 接 头 在 操 作 工 况 下 最 大 拉 应 力
MPa
0.52
对 接 焊 接 接 头 拉 应 力 许 可 值
MPa
86.4
对 接 接 头 拉 应 力 校 核 结 果
合格
搭 接 接 头 校 核
搭 接 接 头 横 截 面
mm2
搭 接 接 头 抗 剪 断 面 模 数
mm3
搭 接 焊 接 接 头 在 操 作 工 况 下 最 大 剪 应 力
MPa
搭 接 焊 接 接 头 在 操 作 工 况 下 的 剪 应 力 许 可 值
MPa
搭 接 焊 接 接 头 在 试 验 工 况 下 最 大 剪 应 力
MPa
搭 接 焊 接 接 头 在 试 验 工 况 下 的 剪 应 力 许 可 值
MPa
搭 接 接 头 拉 应 力校 核 结 果
主 要 尺 寸 设 计 及 总 体 参 数 计 算 结 果
裙 座 设 计 名 义 厚 度
mm
6
容 器 总 容 积
mm3
4.4977e+10
直 立 容 器 总 高
mm
17631
壳 体 和 裙 座 质 量
kg
5488.1
附 件 质 量
kg
1097.62
内 件 质 量
kg
5884.48
保 温 层 质 量
kg
3034.15
平 台 及 扶 梯 质 量
kg
25135.6
操 作 时 物 料 质 量
kg
6382.63
液 压 试 验 时 液 体 质 量
kg
44977
吊 装 时 空 塔 质 量
kg
7762.61
直 立 容 器 的 操 作 质 量
kg
47022.6
直 立 容 器 的 最 小 质 量
kg
35932.4
直 立 容 器 的 最 大 质 量
kg
85617
空 塔 重 心 至 基 础 环 板 底 截 面 距 离
mm
8881.47
直 立 容 器 自 振 周 期
s
0.61
第 二 振 型 自 振 周 期
s
第 三 振 型 自 振 周 期
s
临界风速(第一振型)
临界风速(第二振型)
雷诺系数
设计风速
风 载 对 直 立 容 器 总 的 横 推 力
N
21411.4
地 震 载 荷 对 直 立 容 器 总 的 横 推 力
N
20324.2
操 作 工 况 下 容 器 顶 部最 大 挠 度
mm
3.712
容 器 许 用 外 压
MPa
操 作 工 况 下 塔 顶 振 幅
mm
0
检 修 工 况 下 塔 顶 振 幅
mm
0
检 修 工 况 下 自 振 周 期
s
0.0805342
注：内件质量指塔板质量；
填料质量计入物料质量；
偏心质量计入直立容器的操作质量、最小质量、最大质量中。
上封头校核计算
计算单位
计算所依据的标准
GB/T 150.3-2011
计算条件
椭圆封头简图
计算压力 pc
0.12
MPa
设计温度 t
100.00
° C
内径 Di
2000.00
mm
曲面深度 hi
500.00
mm
材料
Q345R (板材)
设计温度许用应力 [s]t
189.00
MPa
试验温度许用应力 [s]
189.00
MPa
负偏差 C1
0.30
mm
腐蚀裕量 C2
2.00
mm
焊接接头系数 f
0.85
压力试验时应力校核
压力试验类型
液压试验
试验压力值
pT = 1.25p= 0.0125 (或由用户输入)
MPa
压力试验允许通过的应力[s]t
[s]T£ 0.90 ReL = 310.50
MPa
试验压力下封头的应力
sT = = 3.98
MPa
校核条件
sT£ [s]T
校核结果
合格
厚度及重量计算
形状系数
K = = 1.0000
计算厚度
dh = = 0.72
mm
有效厚度
deh =dnh - C1- C2= 3.70
mm
最小厚度
dmin = 3.00
mm
名义厚度
dnh = 6.00
mm
结论
满足最小厚度要求
重量
206.19
Kg
压 力 计 算
最大允许工作压力
[pw]= = 0.59386
MPa
结论
合格
下封头校核计算
计算单位
计算所依据的标准
GB/T 150.3-2011
计算条件
椭圆封头简图
计算压力 pc
0.11
MPa
设计温度 t
100.00
° C
内径 Di
2000.00
mm
曲面深度 hi
500.00
mm
材料
S31603 (板材)
设计温度许用应力 [s]t
120.00
MPa
试验温度许用应力 [s]
120.00
MPa
负偏差 C1
0.30
mm
腐蚀裕量 C2
2.00
mm
焊接接头系数 f
0.85
压力试验时应力校核
压力试验类型
液压试验
试验压力值
pT = 1.25p= 0.1511 (或由用户输入)
MPa
压力试验允许通过的应力[s]t
[s]T£ 0.90 ReL = 162.00
MPa
试验压力下封头的应力
sT = = 48.08
MPa
校核条件
sT£ [s]T
校核结果
合格
厚度及重量计算
形状系数
K = = 1.0000
计算厚度
dh = = 1.08
mm
有效厚度
deh =dnh - C1- C2= 3.70
mm
最小厚度
dmin = 3.00
mm
名义厚度
dnh = 6.00
mm
结论
满足最小厚度要求
重量
206.19
Kg
压 力 计 算
最大允许工作压力
[pw]= = 0.37705
MPa
结论
合格
内压圆筒校核
计算单位
计算所依据的标准
GB/T 150.3-2011
计算条件
筒体简图
计算压力 pc
0.11
MPa
设计温度 t
100.00
° C
内径 Di
2000.00
mm
材料
S31603 ( 板材 )
试验温度许用应力 [s]
120.00
MPa
设计温度许用应力 [s]t
120.00
MPa
试验温度下屈服点 ReL
180.00
MPa
负偏差 C1
0.30
mm
腐蚀裕量 C2
2.00
mm
焊接接头系数 f
0.85
厚度及重量计算
计算厚度
d = = 1.03
mm
有效厚度
de =dn - C1- C2= 3.70
mm
名义厚度
dn = 6.00
mm
重量
4036.73
Kg
压力试验时应力校核
压力试验类型
液压试验
试验压力值
pT = 1.25p = 0.1511 (或由用户输入)
MPa
压力试验允许通过
的应力水平 [s]T
[s]T£ 0.90 ReL = 162.00
MPa
试验压力下
圆筒的应力
sT = = 48.12
MPa
校核条件
sT£ [s]T
校核结果
合格
压力及应力计算
最大允许工作压力
[pw]= = 0.37670
MPa
设计温度下计算应力
st = = 28.54
MPa
[s]tf
102.00
MPa
校核条件
[s]tf ≥st
结论
合格
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