水合催化精馏塔

过 程 设 备 强 度 设 计 计 算 书 SW6-2011 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 条 件塔 型 填料容 器 分 段 数（不 包 括 裙 座） 2压 力 试 验 类 型 液压封头上 封 头下 封 头材料名称 Q345R Q345R名义厚度(mm) 10 10腐蚀裕量(mm) 1 1焊接接头系数 1 1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)10.86510020151886Q345R20.814015020151420Q345R345678910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)1111011.267132111011.26713345678910变 径 段12345设计压力MPa0.8设 计 温 度100变 径 段 下 端 内 径mm1886变 径 段 上 端 内 径mm1420腐 蚀 裕 量mm1纵 向 焊 接 接 头 系 数1横 向 焊 接 接 头 系 数0变 径 段 轴 向 长 度mm1500变 径 段 外 压 计 算 长 度mm0变 径 段 大 端 过 渡 段 转 角 半 径mm250变 径 段 小 端 过 渡 段 转 角 半 径mm75变 径 段 半 顶 角6789设计压力MPa设 计 温 度变 径 段 下 端 内 径mm变 径 段 上 端 内 径mm腐 蚀 裕 量mm纵 向 焊 接 接 头 系 数横 向 焊 接 接 头 系 数变 径 段 轴 向 长 度mm变 径 段 外 压 计 算 长 度mm变 径 段 大 端 过 渡 段 转 角 半 径mm变 径 段 小 端 过 渡 段 转 角 半 径mm变 径 段 半 顶 角123材 料 名 称Q345R456材 料 名 称789材 料 名 称内 件 及 偏 心 载 荷介 质 密 度kg/m3 980塔 釜 液 面 离 焊 接 接 头 的 高 度mm 400塔 板 分 段 数12345塔 板 型 式 塔 板 层 数 每 层 塔 板 上 积 液 厚 度mm 最 高 一 层 塔 板 高 度mm 最 低 一 层 塔 板 高 度mm 填 料 分 段 数12345填 料 顶 部 高 度mm 10933 16033 21133 26233 31333填 料 底 部 高 度mm 5333 10933 16033 21133 26233填 料 密 度kg/m3 250 250 250 250 250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 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 0基 础 高 度mm 3065塔 器 保 温 层 厚 度mm 50保 温 层 密 度kg/m3 250裙 座 防 火 层 厚 度mm 50防 火 层 密 度kg/m3 200管 线 保 温 层 厚 度mm 50最 大 管 线 外 径mm 500笼 式 扶 梯 与 最 大 管 线 的 相 对 位 置 90场 地 土 类 型 I场 地 土 粗 糙 度 类 别 A地 震 设 防 烈 度 低于7度设 计 地 震 分 组 第一组地震影响系数最大值 amax3.28545e-66阻 尼 比0塔 器 上 平 台 总 个 数 5平 台 宽 度mm 600塔 器 上 最 高 平 台 高 度mm 19845塔 器 上 最 低 平 台 高 度mm 9235裙 座裙 座 结 构 形 式圆筒形裙 座 底 部 截 面 内 径mm 2000裙 座 与 壳 体 连 接 形 式对接裙 座 高 度mm 3565裙 座 材 料 名 称Q345R裙 座 设 计 温 度 100裙 座 腐 蚀 裕 量mm1裙 座 名 义 厚 度mm 15裙 座 材 料 许 用 应 力MPa189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 189裙座与筒体连接段长度mm500裙 座 上 同 一 高 度 处 较 大 孔 个 数1裙 座 较 大 孔 中 心 高 度mm 2000裙 座 上 较 大 孔 引 出 管 内 径（或 宽 度）mm600裙 座 上 较 大 孔 引 出 管 厚 度mm 40裙座上较大孔引出管长度mm800地 脚 螺 栓 及 地 脚 螺 栓 座地 脚 螺 栓 材 料 名 称16Mn地 脚 螺 栓 材 料 许 用 应 力MPa 170地 脚 螺 栓 个 数 24地 脚 螺 栓 公 称 直 径mm 64全 部 筋 板 块 数 12相 邻 筋 板 最 大 外 侧 间 距mm 297.891筋 板 内 侧 间 距mm 297.891筋 板 厚 度mm 22筋 板 宽 度mm 170盖 板 类 型 整块盖 板 上 地 脚 螺 栓 孔 直 径mm 85盖 板 厚 度mm 32盖 板 宽 度mm 0垫 板 有垫 板 上 地 脚 螺 栓 孔 直 径mm 67垫 板 厚 度mm 24垫 板 宽 度mm 120基 础 环 板 外 径mm 2275基 础 环 板 内 径mm 1755基 础 环 板 名 义 厚 度mm 46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 10 10 2.540 第 1 段 圆 筒 15 15 2.726 第 1 段 变 径 段 15 15 第 2 段 圆 筒 15 15 3.612 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 10 10 4.327 裙 座名 义 厚 度 (mm)取 用 厚 度 (mm) 15 15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 44658.7426604115140683.740683.718509.6最 小 质 量 29510.127511.426002.425535.125535.112562.9压 力 试 验 时 质 量86601.684602.983093.825535.125535.112562.9风 弯 矩 000000Mca (I) Mca (II) 顺风向弯矩 (I)顺风向弯矩 (II)组合风 弯 矩 000000地 震 弯 矩 注:计及高振型时,此项按B.24计算000000偏 心 弯 矩 000000最 大 弯 矩 需横风向计算时 000000垂 直 地 震 力 000000应 力 计 算27.5343.3620.735.092.974.694.927.742.970.000.000.000.000.000.003.094.862.0234.4254.2025.919.875.909.473.094.862.020.000.000.000.000.000.00st189.00189.00189.00189.00189.00189.00B139.45139.45143.10143.10114.16144.28组合应力校核(内压),(外压)22.6235.6117.76许 用 值226.80226.80226.80(内压),(外压)5.092.974.693.094.862.02许 用 值167.34167.34171.72171.72137.00173.1431.3349.3423.90许 用 值310.50310.50310.509.875.909.473.094.862.02许 用 值152.60152.60152.60152.60138.62159.7387.85138.3466.30许 用 值310.50310.50310.50校 核 结 果合格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风 载 及 地 震 载 荷(变径段,自下向上编号)1(底截面)1(顶截面)2(底截面)2(顶截面)3(底截面)3(顶截面)操 作 质 量 21426.118509.6最 小 质 量 14431.812562.9压 力 试 验 时 质 量14431.812562.9风 弯 矩 00Mca (I) Mca (II) 顺风向弯 矩(I)顺风向弯 矩(II)组合风 弯 矩 00地 震 弯 矩 注:计及高振型时,此项按B.24计算00偏 心 弯 矩 00最 大 弯 矩 需横风向计算时 00垂 直 地 震 力 00应 力 计 算27.8720.992.623.010.000.001.772.0434.8426.231.772.040.000.00st189.00189.00B150.18150.18组合应力校核(内压),(外压)25.252917.9793许 用 值226.8226.8(内压),(外压)1.772.04许 用 值175.83175.8333.077324.1924许 用 值310.5310.51.772.04许 用 值160.18160.1888.942767.1249许 用 值310.5310.5校 核 结 果合格合格注 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 mm37.46582e+08基 础 环 板 面 积 mm21.64588e+06基 础 环 板 计 算 力 矩 Nmm2924.77基 础 环 板 需 要 厚 度mm10.16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MPa0.52地 脚 螺 栓 受 风 载 时 最 大 拉 应 力 MPa0.00地 脚 螺 栓 受 地 震 载 荷 时 最 大 拉 应 力MPa0.00地 脚 螺 栓 需 要 的 螺 纹 小 径 mm0地 脚 螺 栓 实 际 的 螺 纹 小 径mm57.505地 脚 螺 栓 校 核 结 果 地脚螺栓承受的最大拉应力小于零,塔器可以自身稳定，地脚螺栓仅起固定作用筋 板 压 应 力 MPa0.00筋 板 许 用 应 力MPa0.00筋 板 校 核 结 果 合格盖 板 最 大 应 力 MPa0.00盖 板 许 用 应 力MPa170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kg40683.7焊 接 接 头 截 面 上 的 最 大 弯 矩Nmm0对 接 接 头 校 核对 接 接 头 横 截 面 mm286079.6对 接 接 头 抗 弯 断 面 模 数 mm34.30398e+07对 接 焊 接 接 头 在 操 作 工 况 下 最 大 拉 应 力MPa-4.69对 接 焊 接 接 头 拉 应 力 许 可 值MPa136.08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mm15容 器 总 容 积mm35.70915e+10直 立 容 器 总 高mm30805壳 体 和 裙 座 质 量kg19115.9附 件 质 量kg3823.19内 件 质 量kg0保 温 层 质 量kg1932.03平 台 及 扶 梯 质 量kg4638.96操 作 时 物 料 质 量kg15148.6液 压 试 验 时 液 体 质 量kg57091.5吊 装 时 空 塔 质 量kg22939.1直 立 容 器 的 操 作 质 量 kg44658.7直 立 容 器 的 最 小 质 量 kg29510.1直 立 容 器 的 最 大 质 量 kg86601.6空 塔 重 心 至 基 础 环 板 底 截 面 距 离mm13890.6直 立 容 器 自 振 周 期s0.68第 二 振 型 自 振 周 期s0.15第 三 振 型 自 振 周 期s0.05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 N0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mm0容 器 许 用 外 压MPa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 150.3-2011 计算条件椭圆封头简图计算压力 Pc 0.80MPa设计温度 t 140.00 C内径 Di 1420.00mm曲面深度 hi 650.00mm材料 Q345R (板材)设计温度许用应力 st 189.00MPa试验温度许用应力 s 189.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 1.00mm焊接接头系数 f 1.00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 = 1.25Pc= 1.0000 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力stsT 0.90 ss = 310.50MPa试验压力下封头的应力sT = = 43.68MPa校核条件sT sT校核结果合格厚度及重量计算形状系数 K = = 0.5322计算厚度 dh = = 1.60mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 8.70mm最小厚度 dmin = 3.00mm名义厚度 dnh = 10.00mm结论 满足最小厚度要求重量 252.15 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 Pw= = 4.32677MPa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 150.3-2011 计算条件椭圆封头简图计算压力 Pc 0.80MPa设计温度 t 65.00 C内径 Di 1886.00mm曲面深度 hi 650.00mm材料 Q345R (板材)设计温度许用应力 st 189.00MPa试验温度许用应力 s 189.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 1.00mm焊接接头系数 f 1.00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 = 1.25Pc= 1.2671 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力stsT 0.90 ss = 310.50MPa试验压力下封头的应力sT = = 94.28MPa校核条件sT sT校核结果合格厚度及重量计算形状系数 K = = 0.6841计算厚度 dh = = 2.73mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 8.70mm最小厚度 dmin = 3.00mm名义厚度 dnh = 10.00mm结论 满足最小厚度要求重量 370.63 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 Pw= = 2.54024MPa结论 合格第1段筒体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 150.3-2011 计算条件筒体简图计算压力 Pc 0.80MPa设计温度 t 65.00 C内径 Di 1886.00mm材料 Q345R ( 板材 )试验温度许用应力 s 189.00MPa设计温度许用应力 st 189.00MPa试验温度下屈服点 ss 345.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 1.00mm焊接接头系数 f 1.00厚度及重量计算计算厚度 d = = 4.00mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 13.70mm名义厚度 dn = 15.00mm重量 7046.09Kg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 = 1.2671 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT 0.90 ss = 310.50MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 87.85 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= = 2.72601MPa设计温度下计算应力 st = = 55.47MPastf 189.00MPa校核条件stf st结论 合格第2段筒体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 150.3-2011 计算条件筒体简图计算压力 Pc 0.80MPa设计温度 t 140.00 C内径 Di 1420.00mm材料 Q345R ( 板材 )试验温度许用应力 s 189.00MPa设计温度许用应力 st 189.00MPa试验温度下屈服点 ss 345.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 1.00mm焊接接头系数 f 1.00厚度及重量计算计算厚度 d = = 3.01mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 13.70mm名义厚度 dn = 15.00mm重量 7972.96Kg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 = 1.2671 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT 0.90 ss = 310.50MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 66.30 MPa校核条件 sT sT校核结果 合格压力及应力计算最大允