塔設(shè)備機(jī)械強(qiáng)度校核

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上（一） 已知條件：（1） 塔體直徑=800mm，塔高H=29.475m。（2） 設(shè)計壓力p=2.3Mpa。（3） 設(shè)計溫度t=19.25,（4） 介質(zhì)為有機(jī)烴類。（5） 腐蝕裕量=4mm。（6） 安裝在濟(jì)南地區(qū)（為簡化計算，不考慮地震影響）。（二） 設(shè)計要求（1） 確定塔體和封頭的厚度。（2） 確定裙座以及地腳螺栓尺寸。（三） 設(shè)計方法步驟A 材料選擇 設(shè)計壓力p=2.3Mpa,屬于中壓分離設(shè)備，三類容器，介質(zhì)腐蝕性不提特殊要求，設(shè)計溫度19.25，考慮選取Q235-C作為塔體材料。B 筒體、封頭壁厚確定 先按內(nèi)壓容器設(shè)計厚度，然后按自重、液重等引起的正應(yīng)力及風(fēng)載荷引

2、起的彎曲應(yīng)力進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗算。a 筒體厚度計算按強(qiáng)度條件，筒體所需厚度 =12.75 mm式中Q235-C在19.25時的許用應(yīng)力。查化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)為125Mpa 塔體焊縫為雙面對接焊，局部無損檢測，=0.85。 腐蝕裕量，取值4mm。按剛度要求，筒體所需最小厚度 =。且不小于3mm。故按剛度條件，筒體厚度僅需3mm。考慮到此塔較高，風(fēng)載荷較大，而塔的內(nèi)徑不太大，故應(yīng)適當(dāng)增加厚度，現(xiàn)假設(shè)塔體厚度=20mm，則假設(shè)的塔體有效厚度=20-4.8=15.2mm式中鋼板厚度負(fù)偏差，估計筒體厚度在825mm范圍內(nèi)，查化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)的=0.8mm。 b 封頭壁厚計算 采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，則 =12

3、.71mm。為便于焊接，取封頭與筒體等厚，即=20mm。 C 塔體上各項載荷計算 a 塔質(zhì)量 塔體質(zhì)量 =14351 34層塔盤等內(nèi)件質(zhì)量約為 =4259 保溫層（=100mm，每質(zhì)量0.5t）質(zhì)量 =5500 操作平臺（共九層，每層500）及斜梯（總高28m，每5m重125kg）質(zhì)量 =5200 kg 料液（按34層塔盤計）質(zhì)量 =4070 kg 裙座質(zhì)量 =1189 kg 充水質(zhì)量 = 塔操作時質(zhì)量 =33380 kg 塔體與裙座操作時質(zhì)量 34569 kg 全塔最大質(zhì)量 =43489 kg 全塔最小質(zhì)量 =20740 kg b 塔體的風(fēng)載荷及風(fēng)力矩 風(fēng)載荷P= =0.7;塔高29.475

4、m、=0.8m時酌取=1.75,由化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)查的=35Mpa。值如下： 6.410m段=10-6.4=3.6m由化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)查的=1.0 1020m段 =20-10=10m =1.14 2030m段 =30-20=10m =1.42 塔體有效直徑= ,對于斜梯取=200mm，= ，其最大值為一計算塔段10m中有四層平臺，每層平臺迎風(fēng)面積為0.5 ，則 = 為簡化計算且偏安全計，各段均取=1224+200+400=2024mm 塔體各段風(fēng)力： 6.410m段=N1020m=2030m= 塔體底部（1-1截面）彎矩 式中塔體1-1截面到標(biāo)高10m處的距離，=10-6.4=3.6m。對應(yīng)于

5、段的風(fēng)力。 =裙座底部（0-0截面）彎矩 =D 塔體的強(qiáng)度及軸向穩(wěn)定性驗算a 塔底危險截面（1-1）的各項軸向應(yīng)力計算 b 塔體1-1截面抗壓強(qiáng)度及軸向穩(wěn)定性驗算 因此塔底1-1截面滿足抗壓強(qiáng)度及軸向穩(wěn)定條件。 c 塔底1-1截面抗拉強(qiáng)度校核 因為 = 故滿足抗拉強(qiáng)度條件。上述各項校核表明，塔體厚度=20mm可以滿足整個塔體的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性要求。E 裙座的強(qiáng)度及穩(wěn)定性驗算設(shè)裙座厚度=20mm，厚度附加量C=1mm，則裙座的有效厚度=20-1=19mm。a 裙座底部0-0截面軸向應(yīng)力計算操作時全塔質(zhì)量引起的壓應(yīng)力 風(fēng)載荷引起的0-0截面彎曲應(yīng)力 b 裙座底部0-0截面的強(qiáng)度及軸向穩(wěn)定性校核

6、裙座材料采用Q235-A鋼，差化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)得而 即裙座出現(xiàn)失穩(wěn)之前，材料已達(dá)彈性極限，因此強(qiáng)度是主要制約因素。由于 因此滿足強(qiáng)度及穩(wěn)定性要求。C 焊縫強(qiáng)度此塔裙座與塔體采用對接焊縫，焊縫承受的組合拉應(yīng)力為 = =40.1Mpa<.因此焊縫強(qiáng)度足夠。式中為焊縫材料在操作溫度下的許用應(yīng)力，查化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)取77Mpa.F 水壓試驗時塔的強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗算。A 水壓試驗時塔體1-1截面的強(qiáng)度條件 式中 p液體靜壓力，因塔體高約27m，故取 由于 因此滿足水壓試驗強(qiáng)度要求。b 水壓試驗時裙座底部0-0截面的強(qiáng)度與軸向穩(wěn)定條件 式中 。 。因此滿足強(qiáng)度與軸向穩(wěn)定性要求。G 裙座基礎(chǔ)環(huán)設(shè)計a 基礎(chǔ)環(huán)內(nèi)外徑的確定。外徑 內(nèi)徑 b 基礎(chǔ)環(huán)厚度設(shè)計采用n=20個均布的地腳螺栓，將基礎(chǔ)環(huán)固定在混凝土基礎(chǔ)上，基礎(chǔ)上筋板（設(shè)厚度=24mm）間的距離為 基礎(chǔ)環(huán)的外伸寬度 。兩筋板間基礎(chǔ)環(huán)部分的長寬比 由化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)查的基礎(chǔ)環(huán)也采用Q235-A鋼，其厚度為 取=25mmH 地腳螺栓強(qiáng)度設(shè)計塔設(shè)備在迎風(fēng)側(cè)作用在基礎(chǔ)環(huán)上的最小應(yīng)力為 = = =6.53-0.19 =6.34 MPa由于>