化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)(浮閥塔)

1、北京理工大學(xué)珠海學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)20132014學(xué)年第 2 學(xué)期學(xué)生姓名： 專業(yè)班級(jí)： 化工一班 指導(dǎo)教師： 工作部門： 化工與材料學(xué)院 一、課程設(shè)計(jì)題目 浮閥塔的機(jī)械設(shè)計(jì)二、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容1塔設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 包括：塔盤結(jié)構(gòu)，塔底、塔頂空間，人孔數(shù)量及位置，儀表接管選擇、工藝接管管徑計(jì)算等。2. 塔體及封頭壁厚計(jì)算及其強(qiáng)度、穩(wěn)定性校核（1）根據(jù)設(shè)計(jì)壓力初定壁厚；（2）計(jì)算危險(xiǎn)截面的重量載荷、風(fēng)載荷、地震載荷及偏心載荷；（3）計(jì)算危險(xiǎn)截面的由各種載荷作用下的軸向應(yīng)力；（4）計(jì)算危險(xiǎn)截面的組合軸向拉應(yīng)力和組合軸向壓應(yīng)力，并進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性校核。3. 筒體和裙座水壓試驗(yàn)應(yīng)力校核4. 裙座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)

2、度校核 包括：裙座體、基礎(chǔ)環(huán)、地腳螺栓5. 編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份6. 手工繪制3（A3）號(hào)裝配圖一張，Auto CAD繪3（A3）號(hào)圖一張（換熱器）。三、設(shè)計(jì)條件1. 設(shè)備類型：自支承式塔設(shè)備（塔頂無(wú)偏心載荷）；2. 設(shè)置地區(qū)環(huán)境：基本風(fēng)壓：qo=400N/;設(shè)計(jì)地震烈度：7度（或8度）；場(chǎng)地土：類。地震加速度0.3g，地震系數(shù)根據(jù)自己的需要任取一組；3. 塔體及裙座的機(jī)械設(shè)計(jì)條件：（1）塔體內(nèi)徑Di=2200mm，塔高近似取H=45000mm（每隔一組數(shù)據(jù)不同，詳見(jiàn)安排表）；（2）計(jì)算壓力Pc=1.0MPa（每組中各人的計(jì)算壓力根據(jù)安排表中數(shù)據(jù)）,設(shè)計(jì)溫度t=250；（3）塔體裝有N=75層浮

3、閥塔盤，每塊塔盤上存留介質(zhì)層高度為hw=100mm，介質(zhì)密度為1=800kg/m3；（4）沿塔高每5m左右開(kāi)設(shè)一個(gè)人孔，人數(shù)為8-10個(gè)，相應(yīng)在人孔處安裝半圓形平臺(tái)8-10個(gè)，平臺(tái)寬度為B=900mm，高度為1000mm。（5）塔外保溫層厚度為s=120mm，保溫材料密度為2=300kg/m3；（6）塔體與裙座間懸掛一臺(tái)再沸器，其操作質(zhì)量為me=4000kg,偏心距e=2000mm；（7）塔體與封頭材料在低合金高強(qiáng)度剛中間選用，并查出其參數(shù)。（8）裙座統(tǒng)一采用Q235-A（9）塔體與裙座對(duì)接焊接，塔體焊接接頭系數(shù)=0.85；（10）塔體與封頭厚度附加量C=2mm，裙座厚度附加量C=2mm；（1

4、1）參考圖為書(shū)中圖8-25，尺寸及數(shù)據(jù)根據(jù)自己組的具體情況設(shè)計(jì)、標(biāo)注。五、基本要求1.學(xué)生要按照任務(wù)書(shū)要求，獨(dú)立完成塔設(shè)備的機(jī)械設(shè)計(jì)；2.設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)一律采用電子版（電腦打?。?，主圖的3號(hào)圖紙采用手工繪制；3.各班長(zhǎng)負(fù)責(zé)組織借用繪圖儀器、圖板、丁字尺；學(xué)生自備圖紙、橡皮與鉛筆；4.畫(huà)圖結(jié)束后，將圖紙按照統(tǒng)一要求折疊，同設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一同在答辯那天的早上8：30前，由班長(zhǎng)負(fù)責(zé)統(tǒng)一交到HA202。5.根據(jù)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、圖紙、平時(shí)表現(xiàn)及答辯綜合評(píng)分。六、說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容要求1.符號(hào)說(shuō)明2.前言（1）設(shè)計(jì)條件；（2）設(shè)計(jì)依據(jù)；（3）設(shè)備結(jié)構(gòu)形式概述。3.材料選擇（1）選擇材料的原則；（2）確定各零、部件的材質(zhì)；（

5、3）確定焊接材料。4.繪制結(jié)構(gòu)草圖（1）板式塔裝配圖（2）確定裙座、接管、人孔、控制點(diǎn)接口及附件、內(nèi)部主要零部件的軸向及環(huán)向位置，以單線圖表示；（3）標(biāo)注形位尺寸。（4）寫(xiě)出圖紙上的技術(shù)要求、技術(shù)特性表、接管表、標(biāo)題明細(xì)表等5.塔體及裙座壁厚設(shè)計(jì)（1）筒體、封頭及裙座壁厚設(shè)計(jì)；（2）焊接接頭設(shè)計(jì)；（3）壓力試驗(yàn)驗(yàn)算；6.標(biāo)準(zhǔn)化零、部件選擇及補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算：（1）接管及法蘭選擇：根據(jù)結(jié)構(gòu)草圖統(tǒng)一編制表格。內(nèi)容包括：代號(hào)，PN,DN,法蘭密封面形式，法蘭標(biāo)記，用途）。補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。（2）人孔選擇：PN,DN,標(biāo)記或代號(hào)。補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。（3）其它標(biāo)準(zhǔn)件選擇。7.結(jié)束語(yǔ)：對(duì)自己所做的設(shè)計(jì)進(jìn)行小結(jié)與評(píng)價(jià)，經(jīng)驗(yàn)與收獲。

6、8.主要參考資料?！靖袷揭蟆浚?.計(jì)算單位一律采用國(guó)際單位；2.計(jì)算過(guò)程及說(shuō)明應(yīng)清楚；3.所有標(biāo)準(zhǔn)件均要寫(xiě)明標(biāo)記或代號(hào)；4.設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)目錄要有序號(hào)、內(nèi)容、頁(yè)碼；5.設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)中與裝配圖中的數(shù)據(jù)一致。如果裝配圖中有修改，在說(shuō)明書(shū)中要注明變更；6.書(shū)寫(xiě)工整，字跡清晰，層次分明；7.設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)要有封面和封底，均采用A4紙，裝訂成冊(cè)。七、主要參考資料1. 化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū).化學(xué)工業(yè)出版. 2009.12.化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)第五版 刁與瑋 王立業(yè) 編著 2010.6；3. 化工單元過(guò)程與設(shè)備設(shè)計(jì)匡國(guó)柱 史啟才 主編；4.化工制圖華東化工學(xué)院制圖教研室編 人民教育出版社 1980；5.化工設(shè)

7、備機(jī)械基礎(chǔ)參考資料；6.鋼制壓力容器GB150-2011；7.鋼制塔式容器JB4710-1992；8. GB151-1999 管殼式換熱器1999年；9.壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局 1999年。 教研室主任簽名： 2014年05 月01日 34北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 課程設(shè)計(jì)浮閥塔的機(jī)械設(shè)計(jì)摘要本設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中浮閥塔的機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)主要包括：塔設(shè)備的材料選擇；塔設(shè)備得結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；塔設(shè)備的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性計(jì)算。浮閥塔用于氣液傳質(zhì)過(guò)程中。浮閥的閥片可以浮動(dòng)，隨著氣體負(fù)荷的變化而調(diào)節(jié)其開(kāi)啟度，因此，浮閥塔的操作彈性大，特別是在低負(fù)荷時(shí)，仍能保持正常操作。浮閥塔由于氣液接觸狀態(tài)良好，霧沫夾帶

8、量小(因氣體水平吹出之故)，塔板效率較高，生產(chǎn)能力較大。塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造費(fèi)用便宜，并能適應(yīng)常用的物料狀況，是化工、煉油行業(yè)中使用最廣泛的塔型之一。關(guān)鍵詞：浮閥塔；壁厚；載荷Abstract本設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中浮閥塔的機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)主要包括：塔設(shè)備的材料選擇；塔設(shè)備得結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；塔設(shè)備的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性計(jì)算。Design of mechanical equipment float valve tower the design task book mainly includes: selection of tower equipment material; structure design of towe

9、r equipment; calculation of tower equipment strength, stiffness and stability.浮閥塔用于氣液傳質(zhì)過(guò)程中。浮閥的閥片可以浮動(dòng)，隨著氣體負(fù)荷的變化而調(diào)節(jié)其開(kāi)啟度，因此，浮閥塔的操作彈性大，特別是在低負(fù)荷時(shí)，仍能保持正常操作。浮閥塔由于氣液接觸狀態(tài)良好，霧沫夾帶量小(因氣體水平吹出之故)，塔板效率較高，生產(chǎn)能力較大。塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造費(fèi)用便宜，并能適應(yīng)常用的物料狀況，是化工、煉油行業(yè)中使用最廣泛的塔型之一。Float valve tower for gas-liquid mass transfer process. Valv

10、e float valve can float, along with the change of gas load and adjusting the opening degree, therefore, operational flexibility valve tower high, especially in low load condition, still can maintain normal operation. Float valve tower because of the gas-liquid contact state of good, little entrainme

11、nt (due to the gas horizontal blow out is), tray with high efficiency, large production capacity. The tower has the advantages of simple structure, low manufacturing cost, and can adapt to the common material status, is one of the most widely used type of tower of chemical, oil refining industry.Key

12、words: float valve tower; wall thickness; load目錄1前言11.1研究現(xiàn)狀及意義11.1.1塔設(shè)備的發(fā)展與現(xiàn)狀11.1.2國(guó)內(nèi)浮閥塔的現(xiàn)狀11.1.3國(guó)外浮閥塔的現(xiàn)狀21.1.4浮閥塔的主要特點(diǎn)21.1.5研究浮閥塔的意義31.1.6設(shè)計(jì)思路31.2設(shè)備結(jié)構(gòu)形式概述41.3塔設(shè)備的設(shè)計(jì)步驟41.4材料選擇51.4.1概論51.4.2塔體材料選擇51.4.3裙座材料選擇62已知設(shè)計(jì)參數(shù)及其條件72.1設(shè)計(jì)參數(shù)72.2設(shè)計(jì)條件82.3設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖93塔設(shè)備的計(jì)算步驟103.1按設(shè)計(jì)壓力計(jì)算塔體和封頭壁厚103.1.1塔體壁厚103.1.2封頭厚度103.2塔

13、設(shè)備質(zhì)量載荷計(jì)算113.2.1塔體質(zhì)量113.2.2塔段內(nèi)件質(zhì)量123.2.3保溫層質(zhì)量123.2.4平臺(tái)和扶梯質(zhì)量133.2.5操作時(shí)塔內(nèi)物料質(zhì)量133.2.6人孔、接管、法蘭等附件質(zhì)量143.2.7充液質(zhì)量143.2.8各種質(zhì)量載荷匯總143.3地震載荷與地震彎矩的計(jì)算153.3.1自振周期計(jì)算153.3.2各段操作質(zhì)量及距地面高度153.3.3基本振型參與系數(shù)163.3.4衰減系數(shù)與阻尼調(diào)整系數(shù)163.3.5地震影響系數(shù)173.3.6底截面處地震彎矩173.3.7截面1-1處地震彎矩173.3.8截面2-2處地震彎矩173.4風(fēng)載荷與風(fēng)彎矩計(jì)算183.4.1風(fēng)載荷計(jì)算示例183.4.2風(fēng)

14、彎矩的計(jì)算193.4.3偏心彎矩203.4.4最大彎矩203.5各種載荷引起的軸向應(yīng)力203.5.1設(shè)計(jì)壓力引起的軸向應(yīng)力203.5.2操作質(zhì)量引起的軸向應(yīng)力213.5.3最大彎矩引起的軸向應(yīng)力213.5.4塔體和裙座危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度校核213.5.5最大組合拉應(yīng)力223.6水壓試驗(yàn)時(shí)各種載荷引起的應(yīng)力233.6.1試驗(yàn)壓力和液柱靜壓力引起的環(huán)向應(yīng)力233.6.2試驗(yàn)壓力引起的軸向拉應(yīng)力233.6.3最大質(zhì)量引起的軸向壓應(yīng)力233.6.4彎矩引起的軸向應(yīng)力233.7水壓試驗(yàn)時(shí)應(yīng)力校核243.7.1筒體環(huán)向應(yīng)力校核243.7.2最大組合軸向拉應(yīng)力校核243.7.3最大組合軸向壓應(yīng)力校核243.8基

15、礎(chǔ)環(huán)設(shè)計(jì)243.8.1基礎(chǔ)環(huán)尺寸243.8.2基礎(chǔ)環(huán)的應(yīng)力校核253.8.3基礎(chǔ)環(huán)的厚度263.9地腳螺栓263.9.1地腳螺栓承受的最大拉應(yīng)力263.9.2地腳螺栓的螺紋小徑27符號(hào)說(shuō)明28參考文獻(xiàn)31附錄32附錄A 浮閥塔的機(jī)械設(shè)備圖(手繪圖)32附錄B 換熱器機(jī)械設(shè)備圖(CAD圖)331前言1.1研究現(xiàn)狀及意義1.1.1塔設(shè)備的發(fā)展與現(xiàn)狀塔設(shè)備是化工、石油化工和煉油等生產(chǎn)中最重要的設(shè)備之一。在塔設(shè)備中完成的常見(jiàn)單元操作有：精餾、吸收、解吸和萃取等。此外，工業(yè)氣體的冷卻與回收、氣體的濕法冷制和干燥，以及兼有氣液兩相傳質(zhì)和傳熱的增濕、減濕等。塔器技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程。泡罩塔是出現(xiàn)較

16、早并獲得廣泛應(yīng)用的一種塔型，工業(yè)規(guī)模的填料塔始于1881年的蒸餾操作中，1904年才用于煉油工業(yè)。20世紀(jì)初，隨著煉油工業(yè)的發(fā)展和石油工業(yè)的興起，塔設(shè)備開(kāi)始得到廣泛應(yīng)用，并逐漸積累了有關(guān)設(shè)計(jì)、制造、安裝、操作等方面的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)。20世紀(jì)中期，為了適應(yīng)各種化工產(chǎn)品的生產(chǎn)和發(fā)展，不僅需要新建大量的塔，還要對(duì)原有塔設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造，因此陸續(xù)出現(xiàn)了一批能適應(yīng)各方面要求的新塔型。近年來(lái)，隨著對(duì)篩板塔研究工作的不斷深入和設(shè)計(jì)方法的日趨完善，篩板塔已成為生產(chǎn)上廣泛應(yīng)用的塔型之一。同時(shí)，填料塔也進(jìn)入了一個(gè)新的階段，一些新型高效塔內(nèi)件和塔填料的問(wèn)世，加上人們對(duì)傳質(zhì)工程的仿真模擬及放大效應(yīng)的解決，使填料塔在以板式

17、塔為主的應(yīng)用場(chǎng)合中，尤其是大型塔的應(yīng)用中得到了很好的發(fā)展，并取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益。塔器的性能直接關(guān)系到生產(chǎn)裝置的投資、產(chǎn)能、質(zhì)量、能耗及成本。據(jù)統(tǒng)計(jì)，石油和化學(xué)工業(yè)的能耗占工業(yè)總能耗的絕大部分，而其中約60%的能耗用于精餾過(guò)程，而精餾過(guò)程是由塔設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)的。塔設(shè)備的投資巨大，約占化工、石化項(xiàng)目總投資的30%-40%，其分離效率對(duì)產(chǎn)品的純度、產(chǎn)品的回收率、工業(yè)過(guò)程的總能耗，都起著至關(guān)重要的作用。塔設(shè)備在各種分離過(guò)程中對(duì)裝置的平穩(wěn)運(yùn)行、保證產(chǎn)品質(zhì)量等也起著至關(guān)重要的作用，如果在裝置中有一個(gè)塔器設(shè)計(jì)的不理想，就有可能影響整個(gè)裝置的正常運(yùn)行。由此可見(jiàn)塔設(shè)備的設(shè)計(jì)在整個(gè)工藝流程設(shè)計(jì)中的重要性。氣液傳質(zhì)設(shè)

18、備在化工生產(chǎn)過(guò)程中有著廣泛的用途，是用來(lái)進(jìn)行蒸餾、吸收、洗滌、增減濕以及氣液的直接接觸換熱等過(guò)程的單元設(shè)備。氣液傳質(zhì)設(shè)備的類型很多，其中應(yīng)用較為廣泛有填料塔和板式塔兩類。1.1.2國(guó)內(nèi)浮閥塔的現(xiàn)狀一個(gè)國(guó)家化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展程度在很大意義上衡量著這個(gè)國(guó)家的工業(yè)水平和國(guó)防實(shí)力。那么作為化工生產(chǎn)中必不可少的塔設(shè)備，板式塔的重要性也日益增強(qiáng)。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，需要更多、更好的板式塔來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)，這就要求板式塔向著低耗損，低成本，高效率和環(huán)保的方向發(fā)展。而適合于中國(guó)國(guó)情的塔設(shè)備發(fā)展相對(duì)于歐美的一些發(fā)達(dá)國(guó)家還有著不小的差距，所以必須得加快發(fā)展。與世界上一些發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)塔器技術(shù)的發(fā)展起步較晚。但近幾年，隨

19、著我國(guó)化工和石油化工行業(yè)的迅速發(fā)展，各種新型高效塔器的應(yīng)用日益擴(kuò)大，特別是規(guī)整填料、高性能塔板和以氟塑料制成的耐高溫、耐腐蝕散堆填料正逐步受到重視。利用這些新技術(shù)、新材料，塔設(shè)備分離效率、處理能力、產(chǎn)品質(zhì)量等方面都有了大幅度的提高。我國(guó)常用的板式塔型仍為泡罩塔、浮閥塔、篩板塔和舌形塔等，其中，浮閥塔為較先進(jìn)的板式塔接觸元件，應(yīng)用廣泛，并已開(kāi)發(fā)出了導(dǎo)向浮閥及其衍生的改良的浮閥形式，它們的主要特點(diǎn)是采用長(zhǎng)方形閥體，有效地防止了閥體的轉(zhuǎn)動(dòng)，延長(zhǎng)了浮閥的使用壽命。近年來(lái)，參考國(guó)外塔設(shè)備設(shè)計(jì)的發(fā)展動(dòng)向，也加強(qiáng)了對(duì)篩板塔的科研工作，提出了斜孔塔和浮動(dòng)噴射塔等新塔型，并對(duì)大孔徑篩板、雙孔徑篩板、穿流式可調(diào)開(kāi)

20、孔率篩板、浮閥篩板復(fù)合塔盤，以及噴杯塔盤、角鋼塔盤、旋流塔盤、噴旋塔盤、旋葉塔盤等多種塔型進(jìn)行了試驗(yàn)，部分研究成果已用于生產(chǎn)。在填料塔技術(shù)方面，我國(guó)自20世紀(jì)80年代以來(lái)，對(duì)鮑爾環(huán),階梯環(huán)，矩鞍環(huán)，波紋填料等進(jìn)行了大量的基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)研究，在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出了網(wǎng)孔波紋板，壓延孔波紋板，共軛環(huán)，改進(jìn)矩鞍環(huán)，扁環(huán)等新型填料，并成功推廣應(yīng)用。尤其在規(guī)整填料方面，取得了不少研究成果，天津大學(xué)與英國(guó)Aston大學(xué)聯(lián)合開(kāi)發(fā)出了以UnaPak命名的脈沖規(guī)整填料，天津大學(xué)填料中心開(kāi)發(fā)了高效廉價(jià)的板花規(guī)整填料，清華大學(xué)和上?；ぱ芯吭悍謩e開(kāi)發(fā)了壓延版網(wǎng)波紋填料，中石化洛陽(yáng)工程公司開(kāi)發(fā)了LH型規(guī)整填料，這些成果都已在工

21、業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用。在基礎(chǔ)研究方面，國(guó)內(nèi)的很多大學(xué)和研究所利用先進(jìn)的測(cè)試技術(shù)，對(duì)大型塔內(nèi)部流體濃度場(chǎng)、溫度場(chǎng)、速度場(chǎng)的分布及界面作用、界面?zhèn)鬟f現(xiàn)象進(jìn)行了冷態(tài)模擬和熱態(tài)研究，獲得了寶貴的數(shù)據(jù)，為大型塔的工程設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。此外，塔設(shè)備的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度設(shè)計(jì)方面，國(guó)內(nèi)也做出了不斷的改進(jìn)，并引進(jìn)了一下新的方法和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)和流體力學(xué)模型的應(yīng)用，給塔器的整體優(yōu)化設(shè)計(jì)帶來(lái)了很大的便利。1.1.3國(guó)外浮閥塔的現(xiàn)狀國(guó)外近年來(lái)國(guó)際上涌現(xiàn)出來(lái)了一些新型板式塔，如美國(guó)聯(lián)合化物公司林德子公司的林德篩板以及stone-webster工程改善開(kāi)發(fā)的波紋篩板，日本三井造船公司的垂直篩板，瑞士kuhni公司的slit

22、篩板和nutter工程公司的專利產(chǎn)品v型柵板等。在塔設(shè)備的技術(shù)改造中，國(guó)內(nèi)多種性能優(yōu)良的新型板式塔已經(jīng)得到成功的應(yīng)用，有石油大學(xué)與錦西煉油化工總廠合作的superrv1浮閥塔板裝備的精餾塔和華東理工大學(xué)與錦西煉油化工總廠合作的導(dǎo)向浮閥塔板裝備的精餾塔等，就不一一闡述了。板式塔作為重要的傳質(zhì)設(shè)備之一，可以在各種分離工藝過(guò)程中廣泛應(yīng)用，開(kāi)發(fā)新型傳質(zhì)效率高、壓降小、通量大的板式塔，塔內(nèi)件始終是板式塔技術(shù)的發(fā)展方向。1.1.4浮閥塔的主要特點(diǎn)操作彈性大，在較寬的氣液負(fù)荷變化范圍內(nèi)均可保持高的板效率。其彈性范圍為5-9，比篩板塔和泡罩塔的彈性范圍都大；處理能力大，比泡罩塔大20-40，但比篩板塔略??；氣

23、體為水平方向吹出，氣液接觸良好，霧沫夾帶量小，塔板效率高，一般比泡罩塔高15左右；干板壓降比泡罩塔小，但比篩板塔大；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便，制造費(fèi)用約為泡罩塔的60%-80，為篩板塔的120-130。由于浮閥具有生產(chǎn)能力大，操作彈性大及塔板效率高等優(yōu)點(diǎn)，且加工方便，故有關(guān)浮閥塔板的研究開(kāi)發(fā)遠(yuǎn)較其他型式的塔板廣泛，是目前新型塔板研究開(kāi)發(fā)的主要方向。近年來(lái)研究開(kāi)發(fā)出的新型浮閥有船型浮閥、管型浮閥、梯型浮閥、雙層浮閥、V-V浮閥、混合浮閥等，其共同的特點(diǎn)是加強(qiáng)了流體的導(dǎo)向作用和氣體的分散作用，使氣液兩相的流動(dòng)更趨于合理，操作彈性和塔板效率得到進(jìn)一步的提高。但應(yīng)指出，在工業(yè)應(yīng)用中，目前還多采用F1型浮閥，

24、其原因是F1型浮閥已有系列化標(biāo)準(zhǔn)，各種設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)完善，便于設(shè)計(jì)和對(duì)比。而采用新型浮閥，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)不夠完善，給設(shè)計(jì)帶來(lái)一定的困難，但隨著新型浮閥性能測(cè)定數(shù)據(jù)的不斷發(fā)表及工業(yè)應(yīng)用的增加，其設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)會(huì)逐步完善，在有較完善的性能數(shù)據(jù)下，設(shè)計(jì)中可選用新型浮閥。1.1.5研究浮閥塔的意義浮閥塔是20世紀(jì)50年代開(kāi)發(fā)的一種新塔型，其特點(diǎn)是在篩板塔基礎(chǔ)上，在每個(gè)篩孔除安裝一個(gè)可上下移動(dòng)的閥片。當(dāng)篩孔氣速高時(shí)，閥片被頂起上升，空速低時(shí)，閥片因自身重而下降。閥片升降位置隨氣流量大小自動(dòng)調(diào)節(jié)，從而使進(jìn)入夜層的氣速基本穩(wěn)定。又因氣體在閥片下側(cè)水平方向進(jìn)入液層，既減少液沫夾帶量，又延長(zhǎng)氣液接觸時(shí)間，故收到很好的傳質(zhì)效果。浮

25、閥塔屬于一種板式塔，用于氣液傳質(zhì)過(guò)程中。浮閥的閥片可以浮動(dòng)，隨著氣體負(fù)荷的變化而調(diào)節(jié)其開(kāi)啟度，因此，浮閥塔的操作彈性大，特別是在低負(fù)荷時(shí)，仍能保持正常操作浮閥塔由于氣液接觸狀態(tài)良好，霧沫夾帶量小(因氣體水平吹出之故)，塔板效率較高，生產(chǎn)能力較大。塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造費(fèi)用便宜，并能適應(yīng)常用的物料狀況，是化工、煉油行業(yè)中使用最廣泛的塔型之一。在分離穩(wěn)定同位素時(shí)采用在克服泡罩塔缺陷的基礎(chǔ)上發(fā)展起鼓泡式接觸裝置。浮閥塔有活動(dòng)泡罩、圓盤浮閥、重盤浮閥和條形浮閥四種形式。浮閥主要有V型和T型兩種，特點(diǎn)是：生產(chǎn)能力比泡罩塔約大2040；氣體兩個(gè)極限負(fù)荷比為56，操作彈性大；板效率比泡罩塔高1015；霧沫夾帶少，

26、液面梯度??；結(jié)構(gòu)難于泡罩塔與篩板塔之間；對(duì)物料的適應(yīng)性較好等，通量大、放大效應(yīng)小，常用于初濃段的重水生產(chǎn)過(guò)程。浮閥塔的工作原理是：在浮閥塔上開(kāi)有許多孔，每個(gè)孔上都裝有一個(gè)閥，當(dāng)沒(méi)有上升汽相時(shí)，浮閥閉合于塔板上，當(dāng)有汽相上升時(shí)，浮閥受汽流沖擊而向上啟開(kāi)，開(kāi)度隨汽相的量增加而增加，上升汽相穿過(guò)閥孔，在浮閥片的作用下向水平方向分散，通過(guò)液體層鼓泡而出，使汽液兩相充分接觸，達(dá)到理想的傳熱傳質(zhì)效果。1.1.6設(shè)計(jì)思路盡可能采用先進(jìn)的技術(shù)、國(guó)家與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，使生產(chǎn)達(dá)到技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理的要求，符合優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、安全、低消耗的原則，具體有如下幾點(diǎn)：1) 根據(jù)GB150-1998鋼制壓力容器和GB151-1999

27、管殼式浮閥塔等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)。2）滿足工藝和操作要求，所設(shè)計(jì)出來(lái)的流程和設(shè)備能保證得到質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品，設(shè)計(jì)的流程與設(shè)備需要一定的操作彈性，可方便地進(jìn)行流量的調(diào)節(jié)。3）滿足經(jīng)濟(jì)上的要求，考慮省熱能和電能的消耗，設(shè)備投資與運(yùn)行費(fèi)用，設(shè)計(jì)時(shí)要全面考慮，力求總費(fèi)用盡可能低一些。4）保證生產(chǎn)安全，保證浮閥塔具有一定的剛度和強(qiáng)度。設(shè)計(jì)中根據(jù)設(shè)計(jì)壓力確定壁厚,再校核其他零件的強(qiáng)度,進(jìn)行水壓試驗(yàn)，容器是否有足夠的腐蝕裕度。1.2設(shè)備結(jié)構(gòu)形式概述浮閥塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有兩種結(jié)構(gòu)型式，即條狀浮閥和盤式浮閥，它們的操作和性能基本是一致的，只是結(jié)構(gòu)上有區(qū)別，其中以盤式浮閥應(yīng)用最為普遍。盤式浮閥塔板結(jié)構(gòu)，是在帶降液裝

28、置的塔板上開(kāi)有許多升氣孔，每個(gè)孔的上方裝有可浮動(dòng)的盤式閥片。為了控制閥片的浮動(dòng)范圍，在閥片的上方有一個(gè)十字型或依靠閥片的三條支腿。前者稱十字架型，后者稱V型。目前因V型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，因而被廣泛使用，當(dāng)上升蒸汽量變化時(shí)，閥片隨之升降，使閥片的開(kāi)度不同，所以塔的工作彈性較大。浮閥精餾塔總的原則是盡可能多地采用先進(jìn)的技術(shù)，使生產(chǎn)達(dá)到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求，符合優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、安全、低能耗的原則，具體考慮以下幾點(diǎn)：1滿足工藝和操作的要求所設(shè)計(jì)出來(lái)的流程和設(shè)備能保證得到質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品。設(shè)計(jì)的流程與設(shè)備需要一定的操作彈性，可方便地進(jìn)行流量和傳熱量的調(diào)節(jié)。設(shè)置必需的儀表并安裝在適宜部位，以便能通過(guò)這些儀表來(lái)觀測(cè)和

29、控制生產(chǎn)過(guò)程。2 滿足經(jīng)濟(jì)上的要求要節(jié)省熱能和電能的消耗，減少設(shè)備與基建的費(fèi)用，回流比對(duì)操作費(fèi)用和設(shè)備費(fèi)用均有很大的影響，因此必須選擇合適的回流比。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)全面考慮，力求總費(fèi)用盡可能低一些。3保證生產(chǎn)安全生產(chǎn)中應(yīng)防止物料的泄露，生產(chǎn)和使用易燃物料車間的電器均應(yīng)為防爆產(chǎn)品。塔體大都安裝在室外，為能抵抗大自然的破壞，塔設(shè)備應(yīng)具有一定剛度和強(qiáng)度。浮閥的結(jié)構(gòu)也分為閥片和十字形擋架兩部分。在十字形擋架下設(shè)置一可上下活動(dòng)的閥片(帶有三個(gè)外伸爪)，閥片中央開(kāi)有蛇O mm的圓孔。閥片升起之前，塔板開(kāi)孔率由直徑20mm的孔決定；氣量增大時(shí)，閥片開(kāi)始升起，開(kāi)孔率增加，一直到閥片達(dá)到擋架蓋板。由于其特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，

30、閥片不會(huì)被卡住或脫落，使用可靠；同時(shí)固定閥保證氣體水平吹入液體，強(qiáng)化了氣液接觸時(shí)的湍動(dòng)作用。黃潔等在經(jīng)Stahl公司同意后，公開(kāi)發(fā)表了此種塔板較完整的性能試驗(yàn)結(jié)果，明確了該塔板的優(yōu)點(diǎn)及缺陷。條形浮閥的特點(diǎn)為：條形浮閥不會(huì)旋轉(zhuǎn)，因而不易磨損，閥片不會(huì)卡死、脫落；由于條形浮閥的氣體從兩側(cè)噴出，不像圓形浮閥從四周噴出，所以塔板上的液體返混小于圓形類浮閥塔板，效率相對(duì)較高；可以排出較圓孔形更大的開(kāi)孔率，從而提高處理能力。經(jīng)工業(yè)實(shí)踐證明，條形結(jié)構(gòu)的浮閥塔板操作性能較傳統(tǒng)圓形浮閥塔板略為優(yōu)秀。但是上述條形浮閥依然存在一些不足：與傳統(tǒng)圓形浮閥類似，閥蓋上方無(wú)鼓泡區(qū)，造成塔板傳質(zhì)效率降低；由于大多采用矩形閥腿

31、，且前閥腿和后閥腿寬度一樣，氣流不能繞過(guò)前閥腿，閥前端存在傳質(zhì)死區(qū)；雖然其返混較圓形浮閥小，但對(duì)塔板弓形區(qū)的返混無(wú)太大改進(jìn)；長(zhǎng)條形閥孔的四個(gè)銳角會(huì)形成嚴(yán)重的應(yīng)力集中，易引起塔板的機(jī)械損壞。因此近年來(lái)國(guó)內(nèi)不僅對(duì)條形浮閥的性能進(jìn)行大量研究，還針對(duì)條形浮閥的不足，開(kāi)發(fā)出多種形式的條形浮閥。1.3塔設(shè)備的設(shè)計(jì)步驟(1)塔設(shè)備的材料選擇 根據(jù)工藝介質(zhì)和參數(shù)，選擇塔體、支座、塔內(nèi)件的材料。(2)塔設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在設(shè)備總體形式及主要工藝尺寸已經(jīng)確定的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)確定塔的各種構(gòu)件、附件以及輔助裝置的結(jié)構(gòu)尺寸。板式塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括：塔體與裙座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 塔盤結(jié)構(gòu)及塔盤支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 除沫裝置設(shè)計(jì)； 設(shè)備接管的形

32、式和方位設(shè)計(jì)； 塔附件設(shè)計(jì)等。填料塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括：塔體遠(yuǎn)裙座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 填料支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 噴淋裝置設(shè)計(jì)； 液體再分布器設(shè)計(jì)； 設(shè)備接管的形式和方位設(shè)計(jì) 塔附件設(shè)計(jì)等。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理，便于安裝、制造；密封性滿足要求，保證生產(chǎn)安全。(3)塔設(shè)備的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性計(jì)算 按設(shè)計(jì)壓力計(jì)算塔體、封頭和裙座壁厚；塔設(shè)備質(zhì)量載荷計(jì)算；風(fēng)載荷與風(fēng)彎矩計(jì)算；地震載荷與地震彎矩計(jì)算；偏心載荷與偏心彎矩計(jì)算；各種載荷引起的軸向應(yīng)力；塔體和裙座危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度與穩(wěn)定校核；塔體水壓試驗(yàn)和吊裝時(shí)的應(yīng)力校核等。此外，包括基礎(chǔ)環(huán)設(shè)計(jì)和地腳螺栓計(jì)算。塔設(shè)備得強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性計(jì)算做到強(qiáng)度滿足要求，防止外力破壞；剛

33、度滿足要求，防止不允許的變形；穩(wěn)定性滿足要求，防止失穩(wěn)破壞。1.4材料選擇1.4.1概論塔設(shè)備與其他化工設(shè)備一樣，置于室外，無(wú)框架的自支承式塔體，絕大多數(shù)是采用鋼材制造的。這是因?yàn)殇摬木哂凶銐虻膹?qiáng)度和塑性，制造性能較好，設(shè)計(jì)制造的經(jīng)驗(yàn)也比較成熟，因此，在大型的塔設(shè)備中，鋼材更具有無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。1.4.2塔體材料選擇設(shè)計(jì)中塔體的材料選擇是：Q345R。塔體是塔設(shè)備的外殼，由等直徑和等壁厚的圓筒和兩個(gè)封頭組成，塔體除滿足工藝條件下的強(qiáng)度、剛度外，還應(yīng)考慮風(fēng)力、地震、偏心載荷所英氣的強(qiáng)度、剛度問(wèn)題，以及吊裝、運(yùn)輸、檢驗(yàn)、開(kāi)停工作等的影響，所以選擇塔體的材料很重要。1.4.3裙座材料選擇設(shè)計(jì)中裙座材

34、料的選擇是：Q235-A。塔體裙座是塔體安放到基礎(chǔ)上的連接部分，它必須保證塔體坐落在確定位置上進(jìn)行正常工作，為此，它應(yīng)當(dāng)具有足夠的強(qiáng)大和剛度，能夠承受各種操作情況下的全塔質(zhì)量，以及風(fēng)力、地震等引起的載荷。2已知設(shè)計(jì)參數(shù)及其條件2.1設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)參數(shù)分段示意圖塔體內(nèi)徑Di2200mm塔體高度H45000mm設(shè)計(jì)壓力Pc1.0MPa設(shè)計(jì)溫度t250塔體材 料Q345R許用應(yīng)力167MPat167MPa設(shè)計(jì)溫度下彈性模量E1.87×105MPa常溫屈服點(diǎn)s325MPa厚度附加量C2mm塔體焊接接頭系數(shù)0.85介質(zhì)密度800kg/m3塔盤數(shù)N75每塊塔盤存留介質(zhì)層高度hw100mm基本風(fēng)壓值

35、q0400N/地震設(shè)防烈度8設(shè)計(jì)基本地震加速度0.3g場(chǎng)地類型類地面粗糙度A類偏心質(zhì)量me4000kg偏心距e2000mm塔外保溫層厚度s120mm保溫材料密度2300kg/m3裙座材 料Q235-A許用應(yīng)力ts127MPa常溫屈服點(diǎn)s235MPa厚度附加量Cs2mm人孔、平臺(tái)數(shù)9地腳螺栓材 料Q235-A許用應(yīng)力bt140腐蝕裕量C23個(gè) 數(shù)n482.2設(shè)計(jì)條件1. 設(shè)備類型：自支承式塔設(shè)備（塔頂無(wú)偏心載荷）；2. 設(shè)置地區(qū)環(huán)境：基本風(fēng)壓：qo=400N/;設(shè)計(jì)地震烈度：7度（或8度）；場(chǎng)地土：類。地震加速度0.15g（或者0.3g），地震系數(shù)根據(jù)自己的需要任取一組；3. 塔體及裙座的機(jī)械設(shè)

36、計(jì)條件：（1）塔體內(nèi)徑Di=2200mm，塔高近似取H=45000mm（每隔一組數(shù)據(jù)不同，詳見(jiàn)安排表）；（2）計(jì)算壓力Pc=1.0MPa（每組中各人的計(jì)算壓力根據(jù)安排表中數(shù)據(jù)）,設(shè)計(jì)溫度t=250；（3）塔體裝有N=75層浮閥塔盤，每塊塔盤上存留介質(zhì)層高度為hw=100mm，介質(zhì)密度為1=800kg/m3；（4）沿塔高每5m左右開(kāi)設(shè)一個(gè)人孔，人數(shù)為8-10個(gè)，相應(yīng)在人孔處安裝半圓形平臺(tái)8-10個(gè)，平臺(tái)寬度為B=900mm，高度為1000mm。（5）塔外保溫層厚度為s=120mm，保溫材料密度為2=300kg/m3；（6）塔體與裙座間懸掛一臺(tái)再沸器，其操作質(zhì)量為me=4000kg,偏心距e=20

37、00mm；（7）塔體與封頭材料在低合金高強(qiáng)度剛中間選用，并查出其參數(shù)。（8）裙座統(tǒng)一采用Q235-A（9）塔體與裙座對(duì)接焊接，塔體焊接接頭系數(shù)=0.85；（10）塔體與封頭厚度附加量C=2mm，裙座厚度附加量C=2mm。2.3設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖3塔設(shè)備的計(jì)算步驟3.1按設(shè)計(jì)壓力計(jì)算塔體和封頭壁厚3.1.1塔體壁厚圓筒名義厚度：圓筒有效厚度：校核水壓試驗(yàn)強(qiáng)度：由于，所以水壓試驗(yàn)強(qiáng)度足夠。3.1.2封頭厚度 封頭設(shè)計(jì)為標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭封頭名義厚度：封頭有效厚度: 3.2塔設(shè)備質(zhì)量載荷計(jì)算3.2.1塔體質(zhì)量計(jì)算前對(duì)塔進(jìn)行分段：地面為00截面，裙座人孔為11截面，塔底封頭焊縫處為22截面，塔板間第2個(gè)人孔為33截

38、面，第4個(gè)人孔為44截面，第6個(gè)人孔為55截面，塔頂為66截面。分段示意圖如下圖所示：表3.1塔體分段長(zhǎng)度011223344556150025005000120001200012000查表得單位筒體質(zhì)量： 單位封頭質(zhì)量: 封頭高度：裙座高度：筒體高度：筒體質(zhì)量：封頭質(zhì)量：裙座質(zhì)量：塔體質(zhì)量：塔體分段質(zhì)量計(jì)算結(jié)果列于表3.2中表3.2 塔體質(zhì)量/kg011223344556982.52147.73275786078607983.653.2.2塔段內(nèi)件質(zhì)量查表得浮閥塔盤質(zhì)量：=75塔段內(nèi)件質(zhì)量：塔段內(nèi)件分段質(zhì)量計(jì)算結(jié)果列于表3.3中表3.3塔段內(nèi)件分段質(zhì)量01122334455628516842.

39、46842.44846.73.2.3保溫層質(zhì)量查表得: ， =10844.7kg 封頭得體積包括保溫層在內(nèi)的直徑為公稱直徑時(shí)封頭得體積封頭保溫層質(zhì)量保溫層分段質(zhì)量計(jì)算列于表3.4中表3.4保溫層分段質(zhì)量011223344556661322.523174.13174.13108.13.2.4平臺(tái)和扶梯質(zhì)量查表得鋼制平臺(tái)單位質(zhì)量150，籠式扶梯單位質(zhì)量40設(shè)計(jì)平臺(tái)數(shù)n=9個(gè)，籠式扶梯高度=44m,平臺(tái)寬帶B=900 mm平臺(tái)和扶梯質(zhì)量： =7466.9 kg表3.5平臺(tái)、扶手分段質(zhì)量01122334455660100867248118142144.93.2.5操作時(shí)塔內(nèi)物料質(zhì)量 = ×2

40、.22×(0.1×75+2.45) ×800+1.55×800 =31458.56kg塔釜圓筒部分深度，封頭容積表3.6操作時(shí)塔內(nèi)物料質(zhì)量01122334455612405210.18336.158336.158336.163.2.6人孔、接管、法蘭等附件質(zhì)量表3.7附件質(zhì)量011223344556245.6536.9818.75196519651995.93.2.7充液質(zhì)量=×2.22×40.45×1000+2×1.55×1000=156863.6816kg表3.8充液質(zhì)量011223344556155

41、018940.745457.745457.743907.73.2.8各種質(zhì)量載荷匯總3.2.8.1 全塔操作質(zhì)量m0/kg 3.2.8.2 最小質(zhì)量mmin/kg 3.2.8.3 最大質(zhì)量mmax/kg 表3.9各種質(zhì)量載荷匯總塔段011223344556合計(jì)塔段長(zhǎng)度/mm15002500500012000120001200045000人孔與平臺(tái)數(shù)13239塔板數(shù)01024241775m01i/kg982.52147.73275786078607983.6530108.95m02i/kg28516842.46842.44846.721382.47m03i/kg661322.523174.131

42、74.13108.110844.7m04i/kg60100867248118142144.97466.9m05i/kg12405210.18336.158336.158336.1631458.56mai/kg245.6536.9818.75196519651995.97527.24mwi/kg155018940.745457.745457.743907.7156863.68mei/kg140026004000m0i/kg1280.15490.616944.3730658.6529991.6528415.4108788.82mmini/kg1280.14250.69453.4716848.581

43、6181.5416201.964216.18mmaxi/kg1280.15800.629484.9767780.267113.263986.9235446.023.3地震載荷與地震彎矩的計(jì)算3.3.1自振周期計(jì)算 塔設(shè)備的自振周期T1/s 3.3.2各段操作質(zhì)量及距地面高度表3.10各段操作質(zhì)量及距地面高度項(xiàng)目011223344556mi/kg1280.15490.616944.3730658.6529991.6528415.41hi/mm5002000450095002200034000hi1.51.12×1048.9×1043.0×1059.3×10

44、53.3×1066.3×106mihi1.51.4×1074.9×1085.1×1092.8×10109.8×1091.8×1011hi31.25×1088×1099.1×10108.6×10111.1×10133.9×1013mihi31.6×10114.4×10131.5×10152.6×10163.2×10171.1×10183.3.3基本振型參與系數(shù)表3.11各段基本振型參與系數(shù)01122

45、33445561.7×10-31.3×10-24.6×10-20.140.500.963.3.4衰減系數(shù)與阻尼調(diào)整系數(shù)取阻尼系數(shù)為0.02，衰減指數(shù)阻尼調(diào)整系數(shù)3.3.5地震影響系數(shù)取，防裂度8度，設(shè)計(jì)基本地震加速度0.3g時(shí)，取，地震分組為第二組，場(chǎng)地土：類，3.3.6底截面處地震彎矩塔設(shè)備的H/D=20.515，且H20。3.3.7截面1-1處地震彎矩3.3.8截面2-2處地震彎矩3.4風(fēng)載荷與風(fēng)彎矩計(jì)算3.4.1風(fēng)載荷計(jì)算示例以2-3段為例計(jì)算風(fēng)載荷P3：式中：K1體型系數(shù)，對(duì)圓筒形容器， q010m高處基本風(fēng)壓值， 3風(fēng)壓高度變化系數(shù)，查表得：l3計(jì)算段長(zhǎng)

46、度， 3脈動(dòng)影響系數(shù)，由表查得： T1塔的基本自振周期，對(duì)等直徑、等厚度圓截面塔：脈動(dòng)增大系數(shù)，根據(jù)自振周期T1，由表查得： z3振型系數(shù)，由8-8查得： K23風(fēng)振系數(shù)，De3塔有效直徑。設(shè)籠式扶梯與塔頂管線成90°，取以下a,b式中較大者a：b：，do取480mm， a：b：取以上述方法計(jì)算出各段風(fēng)載荷，列于表3.12中。表3.12 各段塔風(fēng)載荷計(jì)算結(jié)果計(jì)算段平臺(tái)數(shù)115004000.70.740.022.541.0421.021.50031841419225004000.70.750.022.541.0351.2340031842837350004000.70.780.062.

47、541.1161.3491300338461864120004000.70.830.312.541.4541.652136003784174755120004000.70.860.652.541.8841.843324503634365296120004000.70.871.002.542.2821.984536003784502673.4.2風(fēng)彎矩的計(jì)算 =3.25×109 =3.09×109 =2.77×109 表3.13風(fēng)彎矩?cái)?shù)值表 /00截面11截面22截面3.25×1093.09×1092.77×1093.4.3偏心彎矩偏心

48、質(zhì)量：偏心距：偏心彎矩： 3.4.4最大彎矩表3.14最大彎矩計(jì)算內(nèi)容00截面11截面22截面3.33×1093.17×1092.85×1092.32×1092.22×1092.02×109最大彎矩3.33×1093.17×1092.85×1093.5各種載荷引起的軸向應(yīng)力有效壁厚：=10mm筒體內(nèi)徑：=2200mm全塔操作質(zhì)量：表3.15操作質(zhì)量計(jì)算內(nèi)容00截面11截面22截面/kg107508.72102018.1285073.753.5.1設(shè)計(jì)壓力引起的軸向應(yīng)力 表3.16設(shè)計(jì)壓力引起的軸向應(yīng)力計(jì)算

49、內(nèi)容00截面11截面22截面00553.5.2操作質(zhì)量引起的軸向應(yīng)力 表3.17操作質(zhì)量引起的軸向應(yīng)力計(jì)算內(nèi)容00截面11截面22截面15.2414.4712.063.5.3最大彎矩引起的軸向應(yīng)力 表3.18最大彎矩引起的軸向應(yīng)力計(jì)算內(nèi)容00截面11截面22截面86.8183.3974.973.5.4塔體和裙座危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度校核最大組合壓應(yīng)力載荷組合系數(shù)：K=1.2系數(shù)B：材料Q345R，B=120;材料Q235-A，B=101查表得設(shè)計(jì)溫度下材料的許用應(yīng)力：裙座材料的許用應(yīng)力，筒體材料的許用應(yīng)力表3.19 許用軸向壓應(yīng)力計(jì)算內(nèi)容00截面11截面22截面140.4140.4200.4121.2121.2144最小值121.2121.2144圓筒最大組合壓應(yīng)力：00截面：滿足要求11截面：滿足要求22截面：滿足要求。3.5.5最大組合拉應(yīng)力圓筒最大組合拉應(yīng)00截面：滿足要求11截面：滿足