T0301机械强度校核结果

过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011软件批准号：CSBTS/TC40/SC5-D01-1999DATA SHEET OF PROCESS EQUIPMENT DESIGN工程名：山东裕华化工有限公司年产6万吨甲基丙烯酸甲酯（MMA）项目PROJECT设备位号：T0301ITEM设备名称：反应精馏塔EQUIPMENT图 号：OUC-XGZX-0301DWG NO。设计单位：中航一集团航空动力控制系统研究所DESIGNER设 计Designed by李庆华日期Date2018.07.03校 核Checked by胡彦昭日期Date2018.07.12审 核Verified by申雨禾日期Date2018.07.14批 准Approved by王啟杰日期Date2018.07.15 塔 设 备 校 核计 算 单 位中航一集团航空动力控制系统研究所计算依据：NB/T 47041-2014计 算 条 件塔 型 板式容 器 分 段 数（不 包 括 裙 座） 1压 力 试 验 类 型 液压封头上 封 头下 封 头材料名称 S30408 S30408名义厚度(mm) 18 18腐蚀裕量(mm) 0 0焊接接头系数 0.85 0.85封头形状 椭圆形 椭圆形圆筒设计压力(Mpa)设计温度()长度(mm)名义厚度(mm)内径/外径(mm)材料名称(即钢号)10.1112038700183800S304082345678910圆筒腐蚀裕量(mm)纵向焊接接头系数环向焊接接头系数外压计算长度(mm)试验压力(立) (Mpa)试验压力(卧)(Mpa)100.850.8500.41250.8019572345678910 内 件 及 偏 心 载 荷介 质 密 度kg/m3 868塔 釜 液 面 离 焊 接 接 头 的 高 度mm 2000塔 板 分 段 数12345塔 板 型 式 筛板 塔 板 层 数 56 每 层 塔 板 上 积 液 厚 度mm 106 最 高 一 层 塔 板 高 度mm 41600 最 低 一 层 塔 板 高 度mm 7400 填 料 分 段 数12345填 料 顶 部 高 度mm 填 料 底 部 高 度mm 填 料 密 度kg/m3 集 中 载 荷 数12345集 中 载 荷kg 集 中 载 荷 高 度mm 集 中 载 荷 中 心 至 容 器 中 心线 距 离mm 集 中 载 荷 方 位 角 塔 器 附 件 及 基 础塔 器 附 件 质 量 计 算 系 数 1.2基 本 风 压N/m2 550基 础 高 度mm 60塔 器 保 温 层 厚 度mm 100保 温 层 密 度kg/m3 180裙 座 防 火 层 厚 度mm 30防 火 层 密 度kg/m3 1900管 线 保 温 层 厚 度mm 0最 大 管 线 外 径mm 0笼 式 扶 梯 与 最 大 管 线 的 相 对 位 置 90场 地 土 类 型 IV场 地 土 粗 糙 度 类 别 B地 震 设 防 烈 度 低于7度设 计 地 震 分 组 第三组地震影响系数最大值 amax3.28545e-66阻 尼 比0.01塔 器 上 平 台 总 个 数 7平 台 宽 度mm 1000塔 器 上 最 高 平 台 高 度mm 41500塔 器 上 最 低 平 台 高 度mm 5000阻 尼 比(检修工况) 0.01管道力12345管 道 力 方 向 管 道 力 大 小N 管 道 力 到 基 础 的 距 离mm 管 道 力 到 容 器 中 心 线 的 距 离mm 管 道 力 方 位 角 678910管 道 力 方 向 管 道 力 大 小N 管 道 力 到 基 础 的 距 离mm 管 道 力 到 容 器 中 心 线 的 距 离mm 管 道 力 方 位 角 裙 座裙 座 结 构 形 式圆筒形裙 座 底 部 截 面 内 径mm 3792裙 座 与 壳 体 连 接 形 式对接裙 座 高 度mm 4300裙 座 材 料 名 称Q345R裙 座 设 计 温 度 20裙 座 腐 蚀 裕 量mm3裙 座 名 义 厚 度mm 22裙 座 材 料 许 用 应 力MPa185裙座与筒体连接段的材料Q345R裙座与筒体连接段在设计温度下许用应力MPa 184.2裙座与筒体连接段长度mm147裙 座 上 同 一 高 度 处 较 大 孔 个 数2裙 座 较 大 孔 中 心 高 度mm 950裙 座 上 较 大 孔 引 出 管 内 径（或 宽 度）mm500裙 座 上 较 大 孔 引 出 管 厚 度mm 16裙座上较大孔引出管长度mm250地 脚 螺 栓 及 地 脚 螺 栓 座地 脚 螺 栓 材 料 名 称35CrMoA地 脚 螺 栓 材 料 许 用 应 力MPa 330.312地 脚 螺 栓 个 数 28地 脚 螺 栓 公 称 直 径mm 42全 部 筋 板 块 数 56相 邻 筋 板 最 大 外 侧 间 距mm 267.863筋 板 内 侧 间 距mm 90筋 板 厚 度mm 18筋 板 宽 度mm 140盖 板 类 型 整块盖 板 上 地 脚 螺 栓 孔 直 径mm 60盖 板 厚 度mm 24盖 板 宽 度mm 0垫 板 有垫 板 上 地 脚 螺 栓 孔 直 径mm 45垫 板 厚 度mm 18垫 板 宽 度mm 90基 础 环 板 外 径mm 4032基 础 环 板 内 径mm 3612基 础 环 板 名 义 厚 度mm 22计 算 结 果容 器 壳 体 强 度 计 算元 件 名 称压 力 设 计名 义 厚 度 (mm)直 立 容 器 校 核取 用 厚 度 (mm)许 用 内 压 (MPa)许 用 外 压 (MPa)下 封 头 18 18 1.082 第 1 段 圆 筒 18 18 1.080 第 1 段 变 径 段 第 2 段 圆 筒 第 2 段 变 径 段 第 3 段 圆 筒 第 3 段 变 径 段 第 4 段 圆 筒 第 4 段 变 径 段 第 5 段 圆 筒 第 5 段 变 径 段 第 6 段 圆 筒 第 6 段 变 径 段 第 7 段 圆 筒 第 7 段 变 径 段 第 8 段 圆 筒 第 8 段 变 径 段 第 9 段 圆 筒 第 9 段 变 径 段 第 10 段 圆 筒上 封 头 18 18 1.082 裙 座名 义 厚 度 (mm)取 用 厚 度 (mm) 22 22风 载 及 地 震 载 荷00AA裙座与筒体连接段11(筒体)11(下封头)2233操 作 质 量 250826247775234793234422234422最 小 质 量 132830129779116796116425116425压 力 试 验 时 质 量620378617327604345149573149573风 弯 矩 4.298e+094.146e+093.643e+093.62e+093.62e+09Mca (I) Mca (II) Mca (I) 检修状态 顺风向弯矩 (I)顺风向弯矩 (II) 顺风向弯矩 (I)检修状态 组合风 弯 矩 4.298e+094.146e+093.643e+093.62e+093.62e+09地 震 弯 矩 注:计及高振型时,此项按B.24计算00000偏 心 弯 矩 00000最 大 弯 矩 需横风向计算时 4.298e+094.146e+093.643e+093.62e+093.62e+09垂 直 地 震 力 00000应 力 计 算5.905.9011.0511.119.8110.8810.8820.3519.6616.3718.0318.035.415.4122.1422.1427.3227.6725.266.946.946.115.904.915.415.41st185.00185.00184.20137.00137.00B122.21122.21117.8466.6366.63组合应力校核(内压),(外压)13.0513.05许 用 值139.74139.74(内压),(外压)31.4030.7626.1923.4423.44许 用 值146.65146.65141.4179.9579.9520.6120.61许 用 值184.50184.5033.4333.5730.1712.3512.35许 用 值122.21122.21122.2177.8466.6386.4986.49许 用 值184.50184.50校 核 结 果合格合格合格合格合格注 1: sij 中 i 和 j 的 意 义 如 下i=1 操 作 工 况 j=1 设 计 压 力 或 试 验 压 力 下 引 起 的 轴 向 应 力（ 拉 ）i=2 检 修 工 况 j=2 重 力 及 垂 直 地 震 力 引 起 的 轴 向 应 力（ 压 ）i=3 液 压 试 验 工 况 j=3 弯 矩 引 起 的 轴 向 应 力（ 拉 或 压 ）st 设 计 温 度 下 材 料 许 用 应 力 B 设 计 温 度 下 轴 向 稳 定 的 应 力 许 用 值注 2:sA1: 轴 向 最 大 组 合 拉 应 力 sA2: 轴 向 最 大 组 合 压 应 力sA3: 液 压 试 验 时 轴 向 最 大 组 合 拉 应 力 sA4: 液 压 试 验 时 轴 向 最 大 组 合 压 应 力 s: 试 验 压 力 引 起 的 周 向 应 力注 3: 单 位 如 下质 量: kg 力:N 弯 矩: Nmm 应 力: MPa计 算 结 果地 脚 螺 栓 及 地 脚 螺 栓 座基 础 环 板 抗 弯 断 面 模 数 mm32.29071e+09基 础 环 板 面 积 mm22.5215e+06基 础 环 板 计 算 力 矩 Nmm11620.7基 础 环 板 需 要 厚 度mm21.78基 础 环 板 厚 度 厚 度 校 核 结 果 合格混 凝 土 地 基 上 最 大 压 应 力MPa2.98受 风 载 时 基 础 环 板 与 基 础 表 面 间 虚 拟 的 最 大 拉 应 力 MPa1.36受 地 震 载 荷 时 基 础 环 板 与 基 础 表 面 间 虚 拟 的 最 大 拉 应 力MPa-0.51地 脚 螺 栓剪应力MPa地 脚 螺 栓 需 要 的 螺 纹 小 径 mm24.725地 脚 螺 栓 实 际 的 螺 纹 小 径mm37.129地 脚 螺 栓 校 核 结 果 合格筋 板 压 应 力 MPa34.71筋 板 许 用 应 力MPa95.82筋 板 校 核 结 果 合格盖 板 最 大 应 力 MPa136.25盖 板 许 用 应 力MPa147盖 板 校 核 结 果 合格裙 座 与 壳 体 的 焊 接 接 头 校 核焊 接 接 头 截 面 上 的 塔 器 操 作 质 量kg234422焊 接 接 头 截 面 上 的 最 大 弯 矩Nmm3.61983e+09对 接 接 头 校 核对 接 接 头 横 截 面 mm2234684对 接 接 头 抗 弯 断 面 模 数 mm32.22481e+08对 接 焊 接 接 头 在 操 作 工 况 下 最 大 拉 应 力MPa6.46对 接 焊 接 接 头 拉 应 力 许 可 值MPa98.64对 接 接 头 拉 应 力 校 核 结 果合格搭 接 接 头 校 核搭 接 接 头 横 截 面 mm2搭 接 接 头 抗 剪 断 面 模 数 mm3搭 接 焊 接 接 头 在 操 作 工 况 下 最 大 剪 应 力MPa搭 接 焊 接 接 头 在 操 作 工 况 下 的 剪 应 力 许 可 值MPa搭 接 焊 接 接 头 在 试 验 工 况 下 最 大 剪 应 力MPa搭 接 焊 接 接 头 在 试 验 工 况 下 的 剪 应 力 许 可 值MPa搭 接 接 头 拉 应 力校 核 结 果主 要 尺 寸 设 计 及 总 体 参 数 计 算 结 果裙 座 设 计 名 义 厚 度mm22容 器 总 容 积mm34.54401e+11直 立 容 器 总 高mm44018壳 体 和 裙 座 质 量kg78981.6附 件 质 量kg15796.3内 件 质 量kg41433.9保 温 层 质 量kg11433平 台 及 扶 梯 质 量kg18332.1操 作 时 物 料 质 量kg84849.5液 压 试 验 时 液 体 质 量kg454401吊 装 时 空 塔 质 量kg103065直 立 容 器 的 操 作 质 量 kg250826直 立 容 器 的 最 小 质 量 kg132830直 立 容 器 的 最 大 质 量 kg620378空 塔 重 心 至 基 础 环 板 底 截 面 距 离mm21480.7直 立 容 器 自 振 周 期s0.92第 二 振 型 自 振 周 期s第 三 振 型 自 振 周 期s临界风速(第一振型)临界风速(第二振型)雷诺系数设计风速风 载 对 直 立 容 器 总 的 横 推 力 N161475地 震 载 荷 对 直 立 容 器 总 的 横 推 力 N0操 作 工 况 下 容 器 顶 部最 大 挠 度mm15.3744容 器 许 用 外 压MPa操 作 工 况 下 塔 顶 振 幅mm 0检 修 工 况 下 塔 顶 振 幅mm 0检 修 工 况 下 自 振 周 期s0.684076注：内件质量指塔板质量；填料质量计入物料质量；偏心质量计入直立容器的操作质量、最小质量、最大质量中。上封头校核计算计算单位 中航一集团航空动力控制系统研究所计算所依据的标准GB/T 150.3-2011 计算条件椭圆封头简图计算压力 pc 0.11MPa设计温度 t 120.00 C内径 Di 3800.00mm曲面深度 hi 950.00mm材料 S30408 (板材)设计温度许用应力 st 137.00MPa试验温度许用应力 s 137.00MPa负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 0.00mm焊接接头系数 f 0.85压力试验时应力校核压力试验类型液压试验试验压力值 pT = 1.25p= 0.8020 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力stsT 0.90 ReL = 184.50MPa试验压力下封头的应力sT = = 101.51MPa校核条件sT sT校核结果合格厚度及重量计算形状系数 K = = 1.0000计算厚度 dh = = 1.80mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 17.70mm最小厚度 dmin = 5.70mm名义厚度 dnh = 18.00mm结论 满足最小厚度要求重量 2246.75 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 pw= = 1.08230MPa结论 合格下封头校核计算计算单位 中航一集团航空动力控制系统研究所计算所依据的标准GB/T 150.3-2011 计算条件椭圆封头简图计算压力 pc 0.14MPa设计温度 t 120.00 C内径 Di 3800.00mm曲面深度 hi 950.00mm材料 S30408 (板材)设计温度许用应力 st 137.00MPa试验温度许用应力 s 137.00MPa负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 0.00mm焊接接头系数 f 0.85压力试验时应力校核压力试验类型液压试验试验压力值 pT = 1.25p= 0.8020 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力stsT 0.90 ReL = 184.50MPa试验压力下封头的应力sT = = 101.51MPa校核条件sT sT校核结果合格厚度及重量计算形状系数 K = = 1.0000计算厚度 dh = = 2.21mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 17.70mm最小厚度 dmin = 5.70mm名义厚度 dnh = 18.00mm结论 满足最小厚度要求重量 2246.75 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 pw= = 1.08230MPa结论 合格内压圆筒校核计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所计算所依据的标准GB/T 150.3-2011 计算条件筒体简图计算压力 pc 0.13MPa设计温度 t 120.00 C内径 Di 3800.00mm材料 S30408 ( 板材 )试验温度许用应力 s 137.00MPa设计温度许用应力 st 137.00MPa试验温度下屈服点 ReL 205.00MPa负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 0.00mm焊接接头系数 f 0.85厚度及重量计算计算厚度 d = = 2.07mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 17.70mm名义厚度 dn = 18.00mm重量 65588.27Kg压力试验时应力校核压力试验类型 液压试验试验压力值pT = 1.25p = 0.8020 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT 0.90 ReL = 184.50MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 101.75 MPa校核条件 sT sT校核结果 合格压力及应力计算最大允许工作压力 pw= = 1.07979MPa设计温度下计算应力 st = = 13.70MPastf 116.45MPa校核条件stf st结论 合格开孔补强计算计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所接 管: 塔顶蒸汽出口, 102010计算方法: GB/T 150.3-2011等面积补强法，单孔设 计 条 件简 图计算压力 pc0.11MPa设计温度120壳体型式椭圆形封头壳体材料名称及类型S30408板材壳体开孔处焊接接头系数1壳体内直径 Di3800mm壳体开孔处名义厚度n18mm壳体厚度负偏差 C10.3mm壳体腐蚀裕量 C20mm壳体材料许用应力t137MPa椭圆形封头长短轴之比 2凸形封头上接管轴线与封头轴线的夹角() -0 接管实际外伸长度 400mm接管连接型式 插入式接管接管实际内伸长度 0mm接管材料 S30408接管焊接接头系数 0.85名称及类型 板材接管腐蚀裕量 0mm补强圈材料名称 凸形封头开孔中心至 封头轴线的距离 mm补强圈外径 mm补强圈厚度 mm接管厚度负偏差 C1t 0.3mm补强圈厚度负偏差 C1r mm接管材料许用应力t 137MPa补强圈许用应力t MPa开 孔 补 强 计 算非圆形开孔长直径 1000.6mm开孔长径与短径之比 1 壳体计算厚度 1.3733mm接管计算厚度t 0.4725 mm补强圈强度削弱系数 frr 0接管材料强度削弱系数 fr 1开孔补强计算直径 d 1000.6mm补强区有效宽度 B 2001.2 mm接管有效外伸长度 h1 100.03mm接管有效内伸长度 h2 0 mm开孔削弱所需的补强面积A 1374mm2壳体多余金属面积 A1 16337 mm2接管多余金属面积 A2 1846mm2补强区内的焊缝面积 A3 45 mm2A1+A2+A3= 18228mm2 ，大于A，不需另加补强。补强圈面积 A4mm2A-(A1+A2+A3)mm2结论: 合格开孔补强计算计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所接 管: 塔釜液体出口, 2198计算方法: GB/T 150.3-2011等面积补强法，单孔设 计 条 件简 图计算压力 pc0.11MPa设计温度120壳体型式椭圆形封头壳体材料名称及类型S30408板材壳体开孔处焊接接头系数1壳体内直径 Di3800mm壳体开孔处名义厚度n18mm壳体厚度负偏差 C10.3mm壳体腐蚀裕量 C20mm壳体材料许用应力t137MPa椭圆形封头长短轴之比 2凸形封头上接管轴线与封头轴线的夹角() -0 接管实际外伸长度 400mm接管连接型式 插入式接管接管实际内伸长度 0mm接管材料 S30408接管焊接接头系数 1名称及类型 管材接管腐蚀裕量 0mm补强圈材料名称 凸形封头开孔中心至 封头轴线的距离 mm补强圈外径 mm补强圈厚度 mm接管厚度负偏差 C1t 0.8mm补强圈厚度负偏差 C1r mm接管材料许用应力t 137MPa补强圈许用应力t MPa开 孔 补 强 计 算非圆形开孔长直径 204.6mm开孔长径与短径之比 1 壳体计算厚度 1.3733mm接管计算厚度t 0.0815 mm补强圈强度削弱系数 frr 0接管材料强度削弱系数 fr 1开孔补强计算直径 d 204.6mm补强区有效宽度 B 409.2 mm接管有效外伸长度 h1 40.457mm接管有效内伸长度 h2 0 mm开孔削弱所需的补强面积A 281mm2壳体多余金属面积 A1 3340 mm2接管多余金属面积 A2 576mm2补强区内的焊缝面积 A3 36 mm2A1+A2+A3= 3952mm2 ，大于A，不需另加补强。补强圈面积 A4mm2A-(A1+A2+A3)mm2结论: 合格开孔补强计算计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所接 管: 塔顶液体回流, 2198计算方法: GB/T 150.3-2011等面积补强法，单孔设 计 条 件简 图计算压力 pc0.11MPa设计温度120壳体型式圆形筒体壳体材料名称及类型S30408板材壳体开孔处焊接接头系数1壳体内直径 Di3800mm壳体开孔处名义厚度n18mm壳体厚度负偏差 C10.3mm壳体腐蚀裕量 C20mm壳体材料许用应力t137MPa接管轴线与筒体表面法线的夹角() 0凸形封头上接管轴线与封头轴线的夹角() 接管实际外伸长度 150mm接管连接型式 插入式接管接管实际内伸长度 400mm接管材料 S30408接管焊接接头系数 1名称及类型 管材接管腐蚀裕量 0mm补强圈材料名称 凸形封头开孔中心至 封头轴线的距离 mm补强圈外径 mm补强圈厚度 mm接管厚度负偏差 C1t 0.8mm补强圈厚度负偏差 C1r mm接管材料许用应力t 137MPa补强圈许用应力t MPa开 孔 补 强 计 算非圆形开孔长直径 204.6mm开孔长径与短径之比 1 壳体计算厚度 1.5262mm接管计算厚度t 0.0815 mm补强圈强度削弱系数 frr 0接管材料强度削弱系数 fr 1开孔补强计算直径 d 204.6mm补强区有效宽度 B 409.2 mm接管有效外伸长度 h1 40.457mm接管有效内伸长度 h2 40.457 mm开孔削弱所需的补强面积A 312mm2壳体多余金属面积 A1 3309 mm2接管多余金属面积 A2 1159mm2补强区内的焊缝面积 A3 72 mm2A1+A2+A3= 4540mm2 ，大于A，不需另加补强。补强圈面积 A4mm2A-(A1+A2+A3)mm2结论: 合格开孔补强计算计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所接 管: 再沸气入口, 102014计算方法: GB/T 150.3-2011等面积补强法，单孔设 计 条 件简 图计算压力 pc0.11MPa设计温度120壳体型式圆形筒体壳体材料名称及类型S30408板材壳体开孔处焊接接头系数1壳体内直径 Di3800mm壳体开孔处名义厚度n18mm壳体厚度负偏差 C10.3mm壳体腐蚀裕量 C20mm壳体材料许用应力t137MPa接管轴线与筒体表面法线的夹角() 0凸形封头上接管轴线与封头轴线的夹角() 接管实际外伸长度 400mm接管连接型式 插入式接管接管实际内伸长度 0mm接管材料 S30408接管焊接接头系数 1名称及类型 板材接管腐蚀裕量 0mm补强圈材料名称 凸形封头开孔中心至 封头轴线的距离 mm补强圈外径 mm补强圈厚度 mm接管厚度负偏差 C1t 0.3mm补强圈厚度负偏差 C1r mm接管材料许用应力t 137MPa补强圈许用应力t MPa开 孔 补 强 计 算非圆形开孔长直径 992.6mm开孔长径与短径之比 1 壳体计算厚度 1.5262mm接管计算厚度t 0.3984 mm补强圈强度削弱系数 frr 0接管材料强度削弱系数 fr 1开孔补强计算直径 d 992.6mm补强区有效宽度 B 1985.2 mm接管有效外伸长度 h1 117.88mm接管有效内伸长度 h2 0 mm开孔削弱所需的补强面积A 1515mm2壳体多余金属面积 A1 16054 mm2接管多余金属面积 A2 3136mm2补强区内的焊缝面积 A3 63 mm2A1+A2+A3= 19253mm2 ，大于A，不需另加补强。补强圈面积 A4mm2A-(A1+A2+A3)mm2结论: 合格开孔补强计算计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所接 管: MAA入口, 573.5计算方法: GB/T 150.3-2011等面积补强法，单孔设 计 条 件简 图计算压力 pc0.11MPa设计温度120壳体型式圆形筒体壳体材料名称及类型S30408板材壳体开孔处焊接接头系数1壳体内直径 Di3800mm壳体开孔处名义厚度n18mm壳体厚度负偏差 C10.3mm壳体腐蚀裕量 C20mm壳体材料许用应力t137MPa接管轴线与筒体表面法线的夹角() 0凸形封头上接管轴线与封头轴线的夹角() 接管实际外伸长度 150mm接管连接型式 插入式接管接管实际内伸长度 150mm接管材料 S30408接管焊接接头系数 1名称及类型 管材接管腐蚀裕量 0mm补强圈材料名称 凸形封头开孔中心至 封头轴线的距