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1、1 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，塔高，工作压力为，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。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
2、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）2 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2000mm塔体高度30000mm设计压力1.2MPa设计温度300塔体材料16MnR许用应力170MPa144MPa设计温度下弹性模量E常温屈服点345MPa厚度附加量C2mm塔体焊接接头系数0.85介质密度塔盘数N55每块塔盘存留介质层高度100mm基本风压值500N/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4000kg偏心距e2000mm塔
3、外保温层厚度100mm保温材料密度材料Q235-A裙座许用应力86MPa常温屈服点235MPa设计温度下弹性模量厚度附加量2mm人孔，平台数6地脚螺栓材料Q235-A许用应力147MPa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Pc=1.2Mpa圆筒计算厚度 +圆筒设计厚度 圆筒名义厚度圆筒有效厚度 封头计算厚度 封头设计厚度封头名义厚度封头有效厚度3.2 塔设备质量载荷计算计算内容计算公式及数据011223344顶塔段内直径 2000塔段名义厚度14塔段长度 1000200070001000010000塔体高度 3000
4、0单位筒体质量695筒体高度 26230筒体质量 封头质量 裙座高度 3000 裙座质量 塔体质量 6951875.8486569506900.65塔段内件质量002591.75654.94712.4保温层质量 =54730146.21469.92071.61785.3计算内容计算公式及数据011223344顶平台，扶梯质量平台质量 笼式扶梯质量平台数量n=6 笼式扶梯总高 40801606.61726.61686.8操作时塔内物料质量 0900.62764.636031.925026.6人孔、接管、法兰等附件质量按经验取附件质量为： 173.75468.951216.251737.51725
5、.16充液质量 01125.723116.932541.727871.1偏心质量再沸器：00140026000操作质量908.753471.5115914.0826775.5221836.91最小质量 908.752570.9511076.0916216.6813040.39最大质量 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3.4 地震载荷与地震弯距计算计算内容计算公式及数据011223344顶各段操作质量908.753471.5515914.0826772.5221836.91各点距地面高度500200
6、065001500025000 计算内容计算公式及数据011223344顶基本振型参与系数0.1730.6071.307阻尼比0.02衰减指数阻尼调整系数地震影响系数最大值场地土的特征周期地震影响系数 水平地震力2.02861.981664.829818.4017231.22垂直地震影响系数 操作质量47263.6当量质量取底截面处垂直地震力计算内容计算公式及数据垂直地震力60.3670.31207839088.849922.4底截面处地震弯距 截面1-1处地震弯距 截面2-2处地震弯距3.5 风载荷与风弯距计算计算内容计算公式及数据011223344顶各计算段的外径塔顶管线外径400第i段保
7、温层厚度100管线保温层厚度100笼式扶梯当量宽度400计算内容计算公式及数据011223344顶各计算段长度1000200070001000010000操作平台所在计算段的长度 0200070001000010000平台数00222各段平台构件的投影面积00操作平台当量宽度0873.8514.3360360各计算段的有效直径282828283342.331883188262826283142.329882988取大值282828283342.331883188各计算段顶截面距地面的高度13102030风压高度变化系数根据查表5-221.01.01.01.251.42体型系数0.7基本风压值5
8、00塔设备的自振周期0.922脉动增大系数查表5-232.25脉动影响系数查表5-240.720.720.720.790.830.0330.10.330.671计算内容计算公式及数据011223344顶第i段振型系数根据与查表5-250.020.020.0680.340.612各计算段的风振系数 1.03241.03241.2921.7692.315各计算段的水平风力1021.92043.710579.724673.136679.70-0截面的风弯距1-1截面的风弯距2-2 截 面 的 风 弯 距3.6 偏心弯距计算内容计算公式及数据偏心质量4000偏心距2000偏心弯距 3.7 最大弯距计算
9、内容计算公式及数据0-0截面1-1截面2-2截面最大弯距3.8 圆筒轴向应力校核和圆筒稳定校核计算内容计算公式及数据0-0截面1-1截面2-2截面有效厚度12筒体内径2000计算截面以上的操作质量68903.8167995.0664523.51设计压力引起的轴向应力00 50操作质量引起的轴向应力8.968.848.39最大弯距引起的轴向应力38.2236.3532.38载荷组合系数1.2系数设计温度下材料的许用应力查图9-4(16MnR ，300)得:： (Q235-A ，300) 得：8686144计算内容计算公式及数据0-0截面1-1截面2-2截面系数查图10-18(16MnR，300)
10、得：B=96 (Q235-A ，300)得：B=95959596114114115.2103.2103.2172.8许用轴向压应力取以上两者中小值103.2103.2115.287.7287.72146.88圆筒最大组合压应力对内压塔器 （满足要求）47.1845.1840.77圆筒最大组合压拉力对内压塔器 （满足要求）29.2627.5173.99 3.9 塔设备压力试验的应力校核计算内容计算公式及数据试验介质的密度1000液柱高度27.28液柱静压力0.272-2截面最大质量试验压力筒体常温屈服点3452-2截面372.62-2截面115.2计算内容计算公式以及数据压力试验时圆筒材料的许用
11、轴向压应力取以上两者中小值115.2试验压力引起的周向应力液压试验时: 试验压力引起的轴向应力=重力引起的轴向应力弯矩引起的轴向应力压力试验时圆筒最大组合应力,-+液压试验时-+(满足要求)+(满足要求)3.10 裙座轴向应力校核计算内容计算公式以及数据0-0截面积0-0截面系数114103.4裙座许用轴向应力取以上两者中小值103.40-0截面组合应力检查孔加强管长度120检查孔加强管水平方向的最大宽度450检查孔加强管厚度121-1截面处裙座筒体的截面积1-1截面处的裙座筒体截面系数1-1截面最大弯矩1-1截面组合应力3.11 基础环设计计算内容计算公式以及数据裙座内径2000裙座外径基础环外径2280基础环内径1720基础环伸出宽度相邻两盘板最大外侧间距160基础环面积基础环
