Ф1800 SO2 吸收塔設(shè)計(jì)

1、 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)1800 SO2 吸收塔設(shè)計(jì) 學(xué) 生：學(xué) 號(hào)：09081010231專 業(yè)：過程裝備與控制工程班 級(jí)：09級(jí)1班指導(dǎo)教師：石 艷四川理工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院學(xué)院二一二年十月第 3 頁 共 67 頁四 川 理 工 學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書設(shè)計(jì)（論文）題目： 1800 SO2吸收塔設(shè)計(jì) 學(xué)院：機(jī)械工程專業(yè)：過程裝備與控制工程 班級(jí)：2009級(jí)1班學(xué)號(hào)：09081010231學(xué)生： 指導(dǎo)教師： 石艷 接受任務(wù)時(shí)間 2013年3月1 日 教研室主任 （簽名）系主任 （簽名）1 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容及基本要求1) 設(shè)計(jì)原始參數(shù)塔體內(nèi)徑：1800mm 設(shè)計(jì)壓力：1.2 工作溫度

2、：30 塔高：約12500mm偏心質(zhì)量：2500kg 偏心距離：1600mm 介質(zhì)：二氧化硫、焦?fàn)t氣、吸收液等液體密度：998.2kg/ 液體表面張力：940896kg/ 氣體密度：1.257kg/氣體流量：4500 混合氣體黏度：0.065 場地類別：基本風(fēng)壓：3000 地震強(qiáng)度：8設(shè)計(jì)（論文）的要求：設(shè)計(jì)說明書一份，0#總裝配圖1張，零部件圖若干，總量不少于0# 2 指定查閱的主要參考文獻(xiàn)及說明GB150，化工原理、塔設(shè)備設(shè)計(jì)、化工容器及材料選擇3 進(jìn)度安排設(shè)計(jì)（論文）各階段名稱起 止 日 期1資料收集，閱讀文獻(xiàn)，完成開題報(bào)告2013.03.01-2013.03.252完成工藝計(jì)算及結(jié)構(gòu)設(shè)

3、計(jì)2013.03.26-2013.04.203完成所有圖紙的繪制2013.04.21-2013.05.154完成設(shè)計(jì)說明書的撰寫2013.05.16-2013.05.305完成圖紙、設(shè)計(jì)說明書的修改，答辯的準(zhǔn)備2013.05.30-2013.06.07摘 要塔設(shè)備是化工、石油化工和煉油生產(chǎn)中最重要的設(shè)備之一。填料塔是塔設(shè)備的一種，為連續(xù)接觸式的氣、液傳質(zhì)設(shè)備。本次設(shè)計(jì)的二氧化硫填料塔，選用規(guī)整填料，根據(jù)已知的操作條件及過程的性質(zhì)，按照國家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)塔進(jìn)行工藝計(jì)算、結(jié)構(gòu)計(jì)算和強(qiáng)度計(jì)算，得到符合要求的填料塔。關(guān)鍵詞：填料塔；工藝計(jì)算；結(jié)構(gòu)計(jì)算；強(qiáng)度計(jì)算IABSTRACTtower equipment

4、 in chemical, petrochemical and oil refining production is one of the most important equipment. Packed tower is one of the types of tower equipment for continuous contact of gas and liquid mass transfer equipment. The sulfur dioxide filler tower of the design and selection of structured packing, acc

5、ording to the known operating conditions and the properties of the process, in accordance with the national standards, the tower process calculation, structure calculation and strength calculation, meets the requirements of packed tower.Keywords:packed tower;processcal culation; structural calculati

6、on; strength calcultion第 III 頁 共 69 頁目錄摘 要IABSTRACTII第一章 緒論11.1填料的發(fā)展和簡述 11.2填料塔的作用和工作原理簡述2第二章 填料選擇32.1 填料的選擇及物料選擇32.1.1 填料及堆積方式的選擇32.1.2 填料及堆積方式的選擇5第三章 塔的工藝計(jì)算63.1 物料衡算63.2 操作氣速83.3 填料的潤濕性能及噴液密度校核83.4 填料層高度計(jì)算9第四章 填料塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)124.1 填料支承裝置124.2液體分布裝置14第五章 塔附屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)165.1 物料進(jìn)出管設(shè)計(jì)及法蘭選取165.2床層限制板175.3

7、除沫裝置185.4 裙座及吊柱195.4.1 裙座的選型和計(jì)算195.4.2 吊柱的選型22第六章 塔的強(qiáng)度計(jì)算及校核246.1 塔體的選材及連接256.2 筒體與封頭的厚度計(jì)算256.2.1 筒體厚度計(jì)算256.2.2 封頭厚度計(jì)算26III6.2.3 壁厚附加量的計(jì)算206.3 塔設(shè)備質(zhì)量載荷計(jì)算286.4 自振周期計(jì)算316.5 地震載荷與地震彎矩計(jì)算316.5.1 確定危險(xiǎn)截面336.6 風(fēng)載荷與風(fēng)彎矩的計(jì)算346.7 偏心彎矩及最大彎矩396.8 圓筒軸向應(yīng)力校核及圓筒穩(wěn)定校核406.8.1 圓筒軸向應(yīng)力406.8.2 圓筒軸向應(yīng)力校核及穩(wěn)定校核416.8.3  

8、塔設(shè)備壓力試驗(yàn)時(shí)的應(yīng)力校核 436.8.4 吊裝引起的應(yīng)力校核446.9 裙座強(qiáng)度校核446.10 基礎(chǔ)環(huán)設(shè)計(jì)466.11 地腳螺栓計(jì)算49第七章 接管及開孔補(bǔ)強(qiáng)517.1 有效補(bǔ)強(qiáng)范圍和面積527.2 液體出料管在封頭上的開孔補(bǔ)強(qiáng)537.3 筒體和裙座人孔處開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算55結(jié) 論58參考文獻(xiàn)61致謝辭62第 III 頁 共 69 頁四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第一章 緒論1.1填料的發(fā)展和簡述 塔設(shè)備是化工、煉油生產(chǎn)中最重要的設(shè)備之一。它可以使氣液或液液兩相之間進(jìn)行緊密接觸，達(dá)到相際傳質(zhì)及傳熱的目的。常見的，可以在塔設(shè)備中完成的單元操作有：精餾、吸收和萃取。&#

9、160;在化工、煉油生產(chǎn)中，塔設(shè)備的性能對(duì)于整個(gè)裝置的產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量、生產(chǎn)能力和消耗定額，以及三廢處理和環(huán)境保護(hù)的各個(gè)方面，都有重大影響。 塔設(shè)備根據(jù)長期的發(fā)展，形成了型式不同的繁多結(jié)構(gòu)，以滿足各方面的需要。最常見的分類是按塔的內(nèi)件結(jié)構(gòu)分為板式塔和填料塔兩類。板式塔的研究起步較早，其流體力學(xué)和傳質(zhì)模型比較成熟數(shù)據(jù)可靠。盡管和填料塔相比效率較低、通量較小、壓降較高、持液量較大，但由于結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)較低、適應(yīng)性強(qiáng)、易于放大等待點(diǎn)，因此在70年代以前的很長一段時(shí)間里，塔板的開發(fā)研究一直處于領(lǐng)先地位。然而70年代初期出現(xiàn)的世界的能源危機(jī)迫使填料塔技術(shù)在近20年來取得廠長足的進(jìn)展。因?yàn)樾阅軆?yōu)良

10、的新型填料相繼問世，特別是規(guī)整填料及新型塔內(nèi)件的不斷開發(fā)應(yīng)用和基礎(chǔ)理論研究的不斷深入，使填料塔的放大技術(shù)村了新的突破，改變丁以板式塔為主的局面。國外塔設(shè)備的發(fā)展以轉(zhuǎn)向“要求在提高處理能力和簡化結(jié)構(gòu)”的前提下，保持一定的操作彈性和適當(dāng)?shù)膲毫?，并盡量提高塔盤的效率。新型填料的研究，則希望找到有利于氣液分布均勻、高效和制造便宜的填料。在我國，隨著石油化工的不斷發(fā)展，傳質(zhì)分離工程學(xué)的研究日益深入，使填料塔技術(shù)及其應(yīng)用進(jìn)入了一個(gè)嶄新的時(shí)期，其工業(yè)應(yīng)用巴與發(fā)展中國家并駕齊驅(qū)，進(jìn)入世界先進(jìn)行列。 近幾十年來，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)填料塔進(jìn)行大量的研究。主要集中在下面幾個(gè)方面： 1優(yōu)化填料結(jié)構(gòu)，開

11、發(fā)多種規(guī)格和材質(zhì)高效率、低壓降、大通量填料散裝填料包括金屬、塑料、陶瓷階梯環(huán)填料(CMR)和金屬環(huán)矩鞍填料(IMTP)等，規(guī)整填料包括網(wǎng)波紋填料、板波紋填料等。其中蘇爾壽(sulzer)公司在ACHEMA94上推出的規(guī)整填料引起了人們廣泛的關(guān)注。另外，國內(nèi)外有部分學(xué)者試圖把板式塔與填料塔兩者結(jié)合起來，構(gòu)成廠復(fù)合塔。  2對(duì)塔內(nèi)件進(jìn)行優(yōu)化匹配  一方面根據(jù)塔內(nèi)各段不同分離要求和兩相負(fù)荷沿塔高的分布來選擇最合適的填料并優(yōu)選其結(jié)構(gòu)參數(shù)；另一方面是合理的設(shè)汁氣體、液體分布器等塔內(nèi)件。一個(gè)優(yōu)化匹配良好的填料塔對(duì)于順利開車和運(yùn)行是絕對(duì)必要的。 3對(duì)填料層內(nèi)

12、液體的流動(dòng)與分布進(jìn)行研究 眾多學(xué)者對(duì)這個(gè)問題進(jìn)行了大量的研究其中包括：Tour和Lerman用隨機(jī)游動(dòng)機(jī)理解釋的填料層中的液體滴流流動(dòng)，Cihla和Schmidt推導(dǎo)出的著名的徑向擴(kuò)散模型；Gunn在擴(kuò)散模型基礎(chǔ)上提出的流函數(shù)模型等等。1.2填料塔的作用和工作原理簡述填料塔具有結(jié)構(gòu)簡單、壓力降小，且可用各種材料制造等優(yōu)點(diǎn)。在處理容易產(chǎn)生泡沫的物料以及用于真空操作時(shí)，有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。過去由于填料體及塔內(nèi)構(gòu)件的不夠完善，填料塔大多局限于處理腐蝕性介質(zhì)或不宜安裝塔板的小直徑塔。今年來由于填料結(jié)構(gòu)的改善，新型的高效、高負(fù)荷填料的開發(fā)，既提高了塔的通過能力和分離效能，又保持了壓力降小及性能穩(wěn)定

13、的特點(diǎn)，因此填料塔已被推廣到所有大型氣液操作中。在某些場合，還代替了傳統(tǒng)的板式塔。隨著對(duì)填料塔的研究和開發(fā)，性能優(yōu)良的填料塔必將大量用于工業(yè)生產(chǎn)中。 有效傳質(zhì)要求液體與氣體或蒸汽保持緊密接觸，即兩相必需逆流流動(dòng)且在填料塔的整個(gè)橫截面上盡可能分布均勻。保證液體在填料表面與逆流氣體在接口處有最大的接觸面積，填料表面要充分潤濕。因此，填料的形狀和結(jié)構(gòu)，相負(fù)荷，和所考慮到的系統(tǒng)的物性參數(shù)是傳質(zhì)強(qiáng)度的決定因素。在填料塔中，塔內(nèi)裝有一定段數(shù)和一定高度的填料曾，液體沿填料表面呈膜狀向下流動(dòng)，作為連續(xù)相的氣體自下而上流動(dòng)，與液體逆流傳質(zhì)。兩相的組分濃度沿塔高呈連續(xù)變化。19第二章 填料選擇2.1 填

14、料的選擇及物料選擇填料的選擇包括確定填料的種類、規(guī)格及材質(zhì)等。所選填料既要滿足生產(chǎn)工藝的要求，又要使設(shè)備投資和操作費(fèi)用低。填料的種類很多，大致可分為實(shí)體填料和網(wǎng)體填料兩大類。實(shí)體填料有環(huán)形填料（如拉西環(huán)、鮑爾環(huán)及階梯環(huán)）和鞍形填料（如弧鞍、矩鞍）以及柵板、波紋板填料。網(wǎng)體填料主要是由金屬絲網(wǎng)制成的各種填料，如鞍形網(wǎng)、網(wǎng)、波紋網(wǎng)填料等。按填料的填裝方法又可分為亂對(duì)填料及整砌填料。各種顆粒型填料多屬于亂堆填料，如拉西環(huán)、鞍形、網(wǎng)環(huán)。屬于整砌填料的是各種新型組合填料，如波紋板、波紋網(wǎng)。但在100mm 以上的大尺寸的拉西環(huán)在填料中也采用整砌方式。2.1.1 填料及堆積方式的選擇1、散堆填料。目前散堆填

15、料主要有環(huán)形填料、鞍形填料、環(huán)鞍形填料及球形填料。所用的材質(zhì)有陶瓷、塑料、石墨、玻璃及金屬等。拉西環(huán)填料拉西環(huán)填料于1914年由拉西F. Rashching發(fā)明為外徑與高度相等的圓環(huán)。如圖片拉西環(huán)所示。拉西環(huán)填料的氣液分布較差、傳質(zhì)效率低、阻力大、通量小、目前工業(yè)上已較少應(yīng)用。(1)、鮑爾環(huán)填料如圖片鮑耳環(huán)所示。鮑爾環(huán)是對(duì)拉西環(huán)的改進(jìn)，在拉西環(huán)的側(cè)壁上開出兩排長方形的窗孔，被切開的環(huán)壁的一側(cè)仍與壁面相連，另一側(cè)向環(huán)內(nèi)彎曲，形成內(nèi)伸的舌葉，諸舌葉的側(cè)邊在環(huán)中心相搭。鮑爾環(huán)由于環(huán)壁開孔，大大提高了環(huán)內(nèi)空間及環(huán)內(nèi)表面的利用率，氣流阻力小，液體分布均勻。與拉西環(huán)相比，鮑爾環(huán)的氣體通量可增加50%以上，

16、傳質(zhì)效率提高30%左右。鮑爾環(huán)是一種應(yīng)用較廣的填料。 (2)、階梯環(huán)(Stairs wreath)填料如圖片階梯環(huán)所示。填料的階梯環(huán)結(jié)構(gòu)與鮑爾環(huán)填料相似，環(huán)壁上開有長方形小孔，環(huán)內(nèi)有兩層交錯(cuò) 45°的十字形葉片，環(huán)的高度為直徑的一半，環(huán)的一端成喇叭口形狀的翻邊。這樣的結(jié)構(gòu)使得階梯環(huán)填料的性能在鮑爾環(huán)的基礎(chǔ)上又有提高，其生產(chǎn)能力可提高約10%，壓降則可降低25%，且由于填料間呈多點(diǎn)接觸，床層均勻，較好地避免了溝流現(xiàn)象。階梯環(huán)一般由塑料和金屬制成，由于其性能優(yōu)于其它側(cè)壁上開孔的填料，因此獲得廣泛的應(yīng)用。 (3)、矩鞍填料如圖片矩鞍填料所示。將弧鞍填料兩端的弧形面改為矩形面，且兩面大小不等

17、，即成為矩鞍填料。矩鞍填料堆積時(shí)不會(huì)套疊，液體分布較均勻。矩鞍填料一般采用瓷質(zhì)材料制成，其性能優(yōu)于拉西環(huán)。目前，國內(nèi)絕大多數(shù)應(yīng)用瓷拉西環(huán)的場合，均已被瓷矩鞍填料所取代。(4)、金屬環(huán)矩鞍填料如圖片金屬換環(huán)聚鞍填料所示。環(huán)矩鞍填料，國外稱為Intalox，是兼顧環(huán)形和鞍形結(jié)構(gòu)特點(diǎn)而設(shè)計(jì)出的一種新型填料，該填料一般以金屬材質(zhì)制成，故又稱為金屬環(huán)矩鞍填料。環(huán)矩鞍填料將環(huán)形填料和鞍形填料兩者的優(yōu)點(diǎn)集于一體，其綜合性能優(yōu)于鮑爾環(huán)和階梯環(huán)，在散裝填料中應(yīng)用較多。圖 2-1 常用的幾種填料2、規(guī)整填料 。規(guī)整填料是由許多相同尺寸和形狀的材料組成的填料單元，以整砌的方式裝填在塔體中。規(guī)整填料主要包括板波紋填料

18、、絲網(wǎng)波紋填料、格利希格柵、脈沖填料等，其中尤以板波紋填料和絲網(wǎng)波紋填料所用材料主要有金屬絲網(wǎng)和塑料絲網(wǎng)。近年來，又出現(xiàn)了金屬孔板波紋填料和金屬壓延孔板波紋填料。（1）、格柵填料(Space grid filler)是以條狀單元體經(jīng)一定規(guī)則組合而成的具有多種結(jié)構(gòu)形式。工業(yè)上應(yīng)用最早的木格柵填料。目前應(yīng)用較為普遍的有格里奇格柵填料、網(wǎng)孔格柵填料、蜂窩格柵填料等，其中格里奇格柵填料最具代表性。格柵填料的比表面積較低，主要用于要求壓降小、負(fù)荷大及防堵等場合。 （2）、波紋填料(Ripples filler)目前工業(yè)上應(yīng)用的規(guī)整填料絕大部分為波紋填料，它是由許多波紋薄板組成的圓盤狀填料，波紋與塔軸的傾

19、角有30°和45°兩種，組裝時(shí)相鄰兩波紋板反向靠疊。各盤填料垂直裝于塔內(nèi)，相鄰的兩盤填料間交錯(cuò)90°排列。波紋填料按結(jié)構(gòu)可分為網(wǎng)波紋填料和板波紋填料兩大類，其材質(zhì)又有金屬、塑料和陶瓷等之分。金屬絲網(wǎng)波紋填料是網(wǎng)波紋填料的主要形式，它是由金屬絲網(wǎng)制成的。金屬絲網(wǎng)波紋填料的壓降低，分離效率很高，特別適用于精密精餾及真空精餾裝置，為難分離物系、熱敏性物系的精餾提供了有效的手段。盡管其造價(jià)高，但因其性能優(yōu)良仍得到了廣泛的應(yīng)用。金屬板波紋填料是板波紋填料的一種主要形式。該填料的波紋板片上沖壓有許多f5mm左右的小孔，可起到粗分配板片上的液體、加強(qiáng)橫向混合的作用。波紋板片上軋

20、成細(xì)小溝紋，可起到細(xì)分配板片上的液體、增強(qiáng)表面潤濕性能的作用。金屬孔板波紋填料強(qiáng)度高，耐腐蝕性強(qiáng)，特別適用于大直徑塔及氣液負(fù)荷較大的場合。此次設(shè)計(jì)考慮了各方面的因素，選用聚丙烯塑料階梯環(huán)作為填料。2.1.2 填料及堆積方式的選擇此次設(shè)計(jì)選用公稱直徑DN為50mm的聚丙烯塑料階梯環(huán)，階梯環(huán)還在以往的拉西環(huán)、鮑爾環(huán)基礎(chǔ)上加以改進(jìn)而發(fā)展起來的一種新型填料。階梯環(huán)填料具有氣體通量大、流動(dòng)阻力小、傳質(zhì)效率高等優(yōu)點(diǎn)，成為目前使用的環(huán)形填料中性能最好的一種。堆積方式為亂對(duì)填料。圖2-2 聚丙烯階梯環(huán)其主要性能參數(shù)為：表 2-1階梯環(huán)填料的特性參數(shù)公稱直徑（mm）外徑*高*厚（mm）比表面積（m2）空隙率個(gè)數(shù)

21、堆積密度干填料因子5050*50*1.510091.7%630076130第三章 塔的工藝計(jì)算3.1 物料衡算1、液相物性數(shù)據(jù)（3-32） （3-33） （3-34）故繼續(xù)修正： （3-35） （3-36） （3-37）清水吸收氣相總傳質(zhì)單元數(shù)為： （3-38）填料層高度的計(jì)算：由： （3-39）根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，填料層設(shè)計(jì)高度一般為: （3-40）填料層有效高度?。河捎冢侍盍蠈硬豁毞侄?。表 3-1填料層高度計(jì)算一覽表混合氣體的密度3.86相平衡常數(shù)47.78溶解度系數(shù)0.01146洗滌水耗用量199638操作氣速0.49噴淋密度78.59填料層高度4第四章 填料塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1 填料支承裝置

22、支承裝置用來支承塔內(nèi)填料及其所持有的液體質(zhì)量，故支承裝置要有足夠的力學(xué)強(qiáng)度。同時(shí)，為使氣體及液體能順利通過，支承裝置的自由截面積應(yīng)大于填料層的自由截面積，否則當(dāng)氣速增大時(shí)，填料塔的液泛將首先在支承裝置處發(fā)生。另外，要有利于氣、液兩相均勻分布。填料支承裝置有柵板式、升氣管式、駝峰式。常用的柵板式由豎立的扁鋼條組成。為防止填料從柵板條間空隙漏下，在裝填料時(shí)，先在柵板上鋪上一層孔眼小于填料直徑的粗金屬絲網(wǎng)，或整砌一層大直徑的環(huán)形填料。上述的柵板的支承面為平面，這類支承板是氣體和液體必須逆向通過一個(gè)開孔，常導(dǎo)致板上累計(jì)一定高度的液層，甚至在液量很小時(shí)也會(huì)發(fā)生此種現(xiàn)象，造成氣液流動(dòng)阻力很大，而且通道易被

23、第一層臥置的填料堵塞，因而降低了實(shí)際的流道面積，隨著新型填料的開發(fā)，要求性能優(yōu)良的支承板與之適應(yīng)。 （5-1）其中對(duì)于液體:代入上式可得: 根據(jù)管子的標(biāo)準(zhǔn)和考慮介質(zhì)的腐蝕等原因最終確定管子的尺寸為： 材料選用20#無縫鋼管，出液管彎管采用90°彎管。對(duì)于氣體；氣體進(jìn)出管設(shè)計(jì)： （5-2）根據(jù)管子的標(biāo)準(zhǔn)和考慮介質(zhì)的腐蝕等原因確定管子的尺寸為：； 此外，對(duì)于直徑大于1500毫米的塔設(shè)備的進(jìn)氣裝置應(yīng)充分考慮氣體的均勻分布，為避免液體進(jìn)入進(jìn)氣管，氣孔應(yīng)向下。本次設(shè)計(jì)選用標(biāo)準(zhǔn)突面版式平焊鋼制管法蘭。圖 5-1 標(biāo)準(zhǔn)突面版式平焊鋼制表5-1液相進(jìn)出管口法蘭數(shù)據(jù)公稱直徑鋼管外徑A法蘭外徑DK螺栓孔

24、徑L螺栓個(gè)數(shù)螺栓規(guī)格d法蘭厚度C法蘭內(nèi)徑B2502734053552612M2431928276表 5-2氣相進(jìn)出管口法蘭數(shù)據(jù)公稱直徑鋼管外徑A法蘭外徑DK螺栓孔徑L螺栓個(gè) 數(shù)螺栓規(guī)格d法蘭厚度C法蘭內(nèi)徑B3003254604102612M24370323285.2床層限制板填料塔在大壓力降下操作，由于氣體沖擊和負(fù)荷波動(dòng)，如果沒有填料壓板或床層限制板，金屬或熟料填料：因其質(zhì)量較輕，在流體壓力差和沖擊作用下，填料層逐漸膨脹升高，以致改變填料層初始堆積狀態(tài)。這樣，當(dāng)填料層不均勻膨脹后，流體將主要流經(jīng)阻力較小的區(qū)域，因而溝流現(xiàn)象增加，流體不均勻分布加劇，于是降低了塔的效率。有塔設(shè)備在操作時(shí)主要承受以

25、下幾種載荷作用：操作壓力、質(zhì)量載荷、地震載荷、風(fēng)載荷、偏心載荷。圖 6-1 塔設(shè)備各種載荷示意圖及符號(hào)（a）質(zhì)量載荷；（b）地震載荷；（c）風(fēng)載荷；（d）偏心載荷6.3 塔設(shè)備質(zhì)量載荷計(jì)算質(zhì)量載荷包括：塔體、裙座質(zhì)量；塔內(nèi)件如塔板或填料的質(zhì)量；保溫材料的質(zhì)量；操作平臺(tái)及扶梯的質(zhì)量；操作時(shí)物料的質(zhì)量；塔附件如人孔、接管、法蘭等質(zhì)量；水壓試驗(yàn)時(shí)充水的質(zhì)量；偏心載荷。筒體總高度：圖 6-2 封頭表6-3 以內(nèi)徑為公稱直徑的橢圓封頭的型式和尺寸180450253.65350.8270403.73830.8652503.79490.8906筒體質(zhì)量：(公稱直徑，厚度為10mm時(shí)，1米高筒節(jié)鋼板理論質(zhì)量為

26、)封頭質(zhì)量：取裙座的高度為：取裙座的高度為裙座的質(zhì)量為： （6-4）則： （6-5）塔內(nèi)件及填料的質(zhì)量： （6-6）（填料高度為，填料密度為）保溫層厚度：保溫層厚度為，密度為保溫層質(zhì)量：圖 6-5垂直地震力在設(shè)防烈度為8級(jí)或9級(jí)的地區(qū)，塔設(shè)備應(yīng)考慮垂直地震力的作用，一個(gè)多質(zhì)點(diǎn)體系，在地面的垂直運(yùn)動(dòng)作用下，塔設(shè)備底部截面上的垂直地震力為：如上圖6-6所示。 （6-19）代入數(shù)據(jù)得： （6-20）6.5.1 確定危險(xiǎn)截面由于水平地震力的作用下，在塔設(shè)備的任意截面-處，基本振型的地震彎矩為:0-0截面為裙座基地截面，h=0m1-1截面為裙座人孔處截面，h=1000m2-2截面為裙座與塔體焊縫處截面,

27、h=2000m則對(duì)各截面進(jìn)行彎矩計(jì)算:0-0截面： （6-21）則該截面處的地震彎矩為： （6-36） （6-37） （6-38）則4-5段：操作平臺(tái)的當(dāng)量寬度為： （6-39） （6-40） （6-41）則：2、風(fēng)彎矩的計(jì)算本次設(shè)計(jì)計(jì)算截面0-0，1-1以及2-2處的彎矩即可。對(duì)于0-0截面：（6-42）對(duì)于1-1截面：（6-43）對(duì)于2-2截面：（6-44） （6-60）可看出： 則2-2截面上的最大軸向應(yīng)力滿足要求。6.8.3  塔設(shè)備壓力試驗(yàn)時(shí)的應(yīng)力校核 對(duì)塔設(shè)備進(jìn)行水壓試驗(yàn)，目的是為了檢驗(yàn)容器的宏觀強(qiáng)度和有無泄露現(xiàn)象，密封性檢驗(yàn)。試驗(yàn)壓力引起的周向應(yīng)力為： （6-78）基礎(chǔ)環(huán)內(nèi)徑為： （6-79）基礎(chǔ)環(huán)伸出寬度為： （6-80）則基礎(chǔ)環(huán)面積為： （6-81）基礎(chǔ)環(huán)抗彎截面系數(shù)為： （6-82）最大質(zhì)量和操作質(zhì)量分別為：0-0截面的風(fēng)彎矩為：0-0截面處的最大彎矩為：偏心彎矩為：基礎(chǔ)環(huán)材料低碳鋼.許用應(yīng)力為：水壓試驗(yàn)時(shí)壓應(yīng)力為