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1、 化工设备基础及设计课程设计设计题目学 院 _ 专 业 _ 班 级 _ 姓 名 _ 学 号 _ 同组成员 _ 指导教师 _ 2012年 6 月 18 日目录板式塔设备机械设计任务书11. 设计任务及操作条件12. 设计内容13. 设计要求11、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自振周期计算5地震载荷与地震弯矩计算5风载荷与风弯矩计算7偏心弯矩9最大弯矩9圆筒轴向应力校核和圆筒稳定校核10塔设备压力试验时的应力校核11裙座轴向应力校核12基础环设计14地脚螺栓计算153、设计结果汇总表164、主要符号说明 175、设计评
2、论186、参考资料.18附图1 浮阀塔装配图1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i1600mm，塔高30m，工作压力为1.1MPa，设计温度为300，介质为原油，安装在广州郊区，地震强度为8度，塔内安装55层浮阀塔板，塔体材料选用16MnR，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
3、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（2图纸）1、塔的设计条件及主要物性参数表将全塔分为6段，计算截面分别为00、11、22、33、44、55、。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Di1600mm塔体高度H30000mm工作压力po1.1MPa设计压力p1.2MPa设计温度t300塔体材 料16MnR许用应力170MPat144MPa设计温度下弹性模
4、量E1.79105MPa常温屈服点s325MPa厚度附加量C1.8mm塔体焊接接头系数1.0介质密度810kg/m3塔盘数N55每块塔盘存留介质层高度hw100mm基本风压值q0500N/m2地震设防烈度8度场地土类别类偏心质量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st86MPa常温屈服点s235MPa设计温度下弹性模量Es厚度附加量Cs1.8mm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n162、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公式及数据
5、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011223344(顶)塔段内直径Di/mm1600塔段名义厚度ni/mm10塔段长度li/mm1000200070001000010400塔体高度H1/mm30400筒体密度/kg/m3单位筒体质量m1m/kg/m397筒体高度H1/mm26460筒体质量m1/kg封头质量m2/kg裙座高度H3/mm3000塔 设 备 质 量
6、 载 荷 计 算计算内容计算公式及数据011223344（顶）裙座质量m3/kg塔体质量m01/kg3971114.1277939704290.1塔段内件质量m02/kg(浮阀塔盘质量)【3】112515001500保温层质量m03/kgm03封头保温层质量，（kg）【4】34.051134.21620.21654.2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HF39m40801432.81552.81552.8操作时塔内物料质量m05/kg469.125305.36109.26578.3人孔、接管、法兰等附件质量ma/kg按
7、经验取附件质量为：45.68278.53694.75992.51072.5塔 设 备 质 量 载 荷 计 算计算内容计算公式及数据011223344顶充液质量mw/kg1172.8140672009621268.8偏心质量me/kg再沸器：me40004000操作质量m0/kg482.681975.81647115744.716648最小质量mmin/kg482.681506.6810265.678435.58869.69最大质量mmax/kg482.682679.52245429731.531338.5自 振 周 期 计 算计算内容计算公式及数据塔体内直径Di/mm1600塔体有效厚度e/m
8、m8.2塔设备高度H，mm30400操作质量m0/kg49288.1塔设备的自振周期T1/s地 震 载 荷 与 地 震 弯 矩 计 算各段操作质量mi/kg11623852201322025819860各点距地面高度hi/mm500200065001500025000地 震 载 荷 与 地 震 弯 矩 计 算计算内容计算公式及数据011223344顶hi1.51.121048.941045.241051.841063.95106mihi1.50.541071.771080.8610102.9010106.5810101.0351011hi31.251088.001092.7510113.381
9、0121.561013mihi30.610111.5810134.510155.310162.610173.181017A/B3.26107基本振型参与系数k10.003650.0290.170.601.30综合影响系数CZ取CZ0.5【5】地震影响系数最大值 maxmax0.45【5】（设计烈度为8度）各类场地土的特征周期TgTg0.35【5】（类场地土、近震时）地震影响系数1不得小于水平地震力Fk1/N2.66140.274335.9115262.5432419.15地 震 载 荷 与 地 震 弯 矩 计 算计算内容计算公式及数据011223344顶底截面处地震弯矩/Nmm截面11处地震弯
10、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/mm400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K3400各计算段长度li/mm1000200070001000010400操作平台所在计算段的长度l0/mm200070001000010400平台数01122各段平台构件的投影面积A/mm20910591051810518105风 载 荷 与 风 弯 矩 计 算计算内容计算公式及数据011223344顶操作平台当量宽度K4/mm操作平台当量宽度K4/
11、mm0900257360346各计算段的有效直径Dei/mm242033202677.127802766222031202477.125802566各计算段顶截面距地面的高度hit/m13102030.4风压高度变化系数fi根据hit查课程设计指导书表5-23【6】1.01.01.01.251.42体型系数K10.7基本风压值q0/N/m2500塔设备的自振周期T1/s1.517q0T121150.6脉动增大系数（B类）查课程设计指导书表5-24【6】2.57脉动影响系数i（B类）查课程设计指导书表5-25【6】0.720.720.720.790.83hit/H0.0330.0980.330.661u1.0第i段振型系数zi根据hit/H与u查课程设计指导书表5-26【6】0.020.020.180.521各计算段的风振系数K2i1.0371.0371.3331.8452.502各计算段
