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1、目录1、塔的设计条件及主要物性参数表22、塔设备设计计算程序及步骤3按设计压力计算塔体和封头厚度3塔 设 备 质 量 载 荷 计 算3按设计压力计算塔体和封头壁厚4自 振 周 期 计 算6地 震 载 荷 与 地 震 弯 矩 计 算6地 震 载 荷 与 地 震 弯 矩 计 算8风 载 荷 与 风 弯 矩 计 算8风 载 荷 与 风 弯 矩 计 算10偏 心 弯 矩10最 大 弯 矩11圆筒轴向应力校核和圆筒稳定校核11塔设备压力试验时的应力校核12裙 座 轴 向 应 力 校 核13基 础 环 设 计14地 脚 螺 栓 计 算153、设计结果汇总表164、设计综述175、参考资料176、主要符号说
2、明18 板式塔设备机械设计任务书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i1200mm，塔高30m，工作压力为0.8MPa，设计温度为350，介质为原油，安装在南京郊区，地震强度为8度，塔内安装50层浮阀塔板，塔体材料选用20R，裙座选用Q235A。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
3、校核； （10）基础环设计； （11）地脚螺栓计算； （12）板式塔结构设计。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）1、塔的设计条件及主要物性参数表将全塔分为5段，计算截面分别为00、11、22、33、44。表1 设计条件及主要物性参数表已 知 设 计 条 件分段示意图塔体内径Di1200mm （分段示意图在附图中）塔体高度H3000mm工作压力p00.8MPa设计压力p0.8MPa设计温度t350塔体材 料20R许用应力133MPat92MPa设计温度下弹性模量E1.73105MPa常温
4、屈服点s245MPa厚度附加量C2mm塔体焊接接头系数0.85介质密度810kg/m3塔盘数N50每块塔盘存留介质层高度hw100mm基本风压值q0250N/m2地震设防烈度7度设计基本地震加速度0.2场地类别II类地面粗糙度B类偏心质量me4000kg偏心矩e2000mm塔外保温层厚度s100mm保温材料密度s300kg/m3裙座材料Q235-A许用应力st140MPa常温屈服点s235MPa设计温度下弹性模量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bt147MPa腐蚀裕量C23mm个数n402、塔设备设计计算程序及步骤 按设计压力计算塔体和封头厚度计算内容计算
5、公式及数据塔内液柱高度h/m可忽略液注静压力pH/MPa可忽略计算压力pc/MPa圆筒计算厚度/mm圆筒设计厚度c/mm圆筒名义厚度n/mm圆筒有效厚度e/mm封头的计算厚度h/mm封头设计厚度hc/mm封头名义厚度hn/mm封头有效厚度he/mm 塔 设 备 质 量 载 荷 计 算计算内容计算公式及数据1(01)2(12)3(23)4(34)5(45)塔段内直径Di/mm1200塔段名义厚度ni/mm10塔段长度li/mm1000200070001000010000塔设备高度H/mm300001单位筒体质量m1m/kg/m298筒体高度H1/mm29350筒体质量m1/kg封头质量m2/kg
6、裙座高度H3/mm3000裙座质量m3/kg塔体质量m01/kg298596208629803954.3塔段内件质量m02/kg(浮阀塔盘质量)-1102.71611.61526.85保温层质量m03/kgm03封头保温层质量，（kg）-18.92302.93289.53310.7 按设计压力计算塔体和封头壁厚平台、扶梯质量m04/kg平台质量qp150kg/m2 笼式扶梯质量qF40kg/m平台数量n6 笼式扶梯高度HF29m4080143315331534操作时塔内物料质量m05/kg-203.622612804816人孔、接管、法兰等附件质量ma/kg按经验取附件质量为：74.51495
7、21.5745988.6充液质量mw/kg254.57916942416108.5偏心质量me/kg再沸器：me400014002600操作质量m0/kg412.51047.511107.116649.112130.5最小质量mmin/kg412.5843.97963.9411469.82100929.97最大质量mmax/kg412.51098.416762.122183.127422.95 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T1/s 地 震 载 荷 与 地 震 弯 矩 计 算计算内容0112233445各段操作质量mi/kg412.51047.511167.116
8、649.112130.5计算内容计算公式及数据011223344顶各点距地面高度hi/mm1000200070001000010000hi1.53.161048.941045.241051.841061.84106mihi1.51.31079.361076.51091.6610101.2110103.541010hi31.01098.01093.4310111.010121.01012mihi34.12510118.3810113.8110151.6610161.2110163.251016A/B1.08106基本振型参与系数k10.0340.0960.5651.9871.987阻尼比i 0.
9、02衰减指数阻尼调整系数2地震影响系数最大值 maxmax0.12（设计烈度为7度,设计基本加速度0.15g时）场地土的特征周期TgTg0.4（地震分组为第一组，II类场地土）地震影响系数1Tg=0.4T1=1.685Tg=2水平地震力Fk1/N5.3613.61145.11216.35157.63垂直地震影响系数vmaxvmax=0.65max=0.078当量质量meq/kg取meq=0.75m0=24172.95底面垂直地震力Fv0-0/NFv0-0=vmax*meq*g=18477.80mihi3.68108任意质量i处垂直地震力Fvi/N20.71105.183903.588358.5
10、449330.36090.01任意计算截面i处垂直地震力Fv1-1Fv1-1=0-0截面1-1截面2-2截面3-3截面4-4截面5-5截面18477.8018457.0918351.9114448.336089.79-地 震 载 荷 与 地 震 弯 矩 计 算计算内容计算公式及数据01122334455顶底截面处地震弯矩/Nmm截面11处地震弯矩/Nmm截面22处地震弯矩/Nmm风 载 荷 与 风 弯 矩 计 算计算内容计算公式及数据011223344顶各计算段的外径DOi/mm塔顶管线外径dO/mm480第i段保温层厚度si/mm100管线保温层厚度 ps/mm100笼式扶梯当量宽度K340
11、0各计算段长度li/mm1000200070001000010000操作平台所在计算段的长度l0/mm-70001000010000平台数00222各段平台构件的投影面积A/mm20029.010529.010529.0105操作平台当量宽度K4/mm操作平台当量宽度K4/mm00514.3360360各计算段的有效直径Dei/mm210021002614.324602460182018202334.321802180取大值Dei/mm210021002614.324602460各计算段顶截面距地面的高度hit/m13102030风压高度变化系数fi查表5-231.01.01.01.251.42体型系数K10.7基本风压值q0/N/m2350塔设备的自振周期T1/s1.68q0T123501.682=987.84脉动增大系数（B类）查课程设计指导书表5-242.17脉动影响系数i（B类）查课程设计指导书表5-240.720.720.720.790.83hit/H0.0340.1020.3410.6811.00第i段振型系数zi根据hit/H与u查课程设计指导书表5-250.020.020.170.531.00各计算段的风振系数K2i1.0311.0311.2651.7272.268各计算段的水平风
