甲醇吸收塔T201甲醇回收塔T201

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 Q345R Q345R名义厚度(mm) 9 9腐蚀裕量(mm) 2 2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)10.121003225592200Q345R2345678910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)120.850.8500.150.4722092345678910 内 件 及 偏 心 载 荷介 质 密 度kg/m3 779塔 釜 液 面 离 焊 接 接 头 的 高 度mm 1750塔 板 分 段 数12345塔 板 型 式 浮阀 塔 板 层 数 59 每 层 塔 板 上 积 液 厚 度mm 50 最 高 一 层 塔 板 高 度mm 34000 最 低 一 层 塔 板 高 度mm 5400 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 500基 础 高 度mm 0塔 器 保 温 层 厚 度mm 50保 温 层 密 度kg/m3 80裙 座 防 火 层 厚 度mm 50防 火 层 密 度kg/m3 300管 线 保 温 层 厚 度mm 50最 大 管 线 外 径mm 750笼 式 扶 梯 与 最 大 管 线 的 相 对 位 置 90场 地 土 类 型 I1场 地 土 粗 糙 度 类 别 A地 震 设 防 烈 度 8度(0.2g)设 计 地 震 分 组 第一组地震影响系数最大值 amax0.16阻 尼 比0.01塔 器 上 平 台 总 个 数 5平 台 宽 度mm 1000塔 器 上 最 高 平 台 高 度mm 30000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 容 器 中 心 线 (或 基 础)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 容 器 中 心 线 (或 基 础)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 2200裙 座 与 壳 体 连 接 形 式对接裙 座 高 度mm 3.65裙 座 材 料 名 称Q345R裙 座 设 计 温 度 100裙 座 腐 蚀 裕 量mm2裙 座 名 义 厚 度mm 9裙 座 材 料 许 用 应 力MPa189裙座与筒体连接段的材料裙座与筒体连接段在设计温度下许用应力MPa 裙座与筒体连接段长度mm裙 座 上 同 一 高 度 处 较 大 孔 个 数2裙 座 较 大 孔 中 心 高 度mm 900裙 座 上 较 大 孔 引 出 管 内 径（或 宽 度）mm450裙 座 上 较 大 孔 引 出 管 厚 度mm 10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16Mn地 脚 螺 栓 材 料 许 用 应 力MPa 170地 脚 螺 栓 个 数 48地 脚 螺 栓 公 称 直 径mm 36全 部 筋 板 块 数 50相 邻 筋 板 最 大 外 侧 间 距mm 157.13筋 板 内 侧 间 距mm 157.13筋 板 厚 度mm 16筋 板 宽 度mm 130盖 板 类 型 整块盖 板 上 地 脚 螺 栓 孔 直 径mm 50盖 板 厚 度mm 22盖 板 宽 度mm 0垫 板 有垫 板 上 地 脚 螺 栓 孔 直 径mm 39垫 板 厚 度mm 16垫 板 宽 度mm 80基 础 环 板 外 径mm 2400基 础 环 板 内 径mm 2000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 9 9 0.953 第 1 段 圆 筒 9 9 0.976 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 9 9 0.953 裙 座名 义 厚 度 (mm)取 用 厚 度 (mm) 9 9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 6012759465.759664.759664.7最 小 质 量 33055.832394.532593.532593.5压 力 试 验 时 质 量17131617065545125.145125.1风 弯 矩 1.846e+091.762e+091.846e+091.846e+09横风向弯矩 Mca (I) 横风向弯矩 Mca (II) 顺风向弯矩 (I)顺风向弯矩 (II)组合风 弯 矩 1.846e+091.762e+091.846e+091.846e+09地 震 弯 矩 注:计及高振型时,此项按B.24计算4.437e+084.267e+084.437e+084.437e+08偏 心 弯 矩 0000最 大 弯 矩 需横风向计算时 1.846e+091.762e+091.846e+091.846e+09垂 直 地 震 力 4600845993.545997.845997.8应 力 计 算9.859.8512.7411.6712.6412.6472.4967.6572.4772.476.906.9012.3112.3136.2933.489.569.5621.7520.3021.7421.74st189.00189.00189.00189.00B73.3473.3473.5073.34组合应力校核(内压),(外压)69.6969.69许 用 值192.78192.78(内压),(外压)85.2379.3279.3879.38许 用 值88.0188.0188.2088.0124.5024.50许 用 值310.50310.5058.0453.7731.3031.30许 用 值75.5375.5375.6973.3477.7677.76许 用 值310.50310.50校 核 结 果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 mm37.02669e+08基 础 环 板 面 积 mm21.3823e+06基 础 环 板 计 算 力 矩 Nmm6886.95基 础 环 板 需 要 厚 度mm15.59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MPa3.05受 风 载 时 基 础 环 板 与 基 础 表 面 间 虚 拟 的 最 大 拉 应 力 MPa2.39受 地 震 载 荷 时 基 础 环 板 与 基 础 表 面 间 虚 拟 的 最 大 拉 应 力MPa0.89地 脚 螺 栓剪应力MPa地 脚 螺 栓 需 要 的 螺 纹 小 径 mm25.7177地 脚 螺 栓 实 际 的 螺 纹 小 径mm31.67地 脚 螺 栓 校 核 结 果 合格筋 板 压 应 力 MPa45.43筋 板 许 用 应 力MPa95.34筋 板 校 核 结 果 合格盖 板 最 大 应 力 MPa165.00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kg59664.7焊 接 接 头 截 面 上 的 最 大 弯 矩Nmm1.84585e+09对 接 接 头 校 核对 接 接 头 横 截 面 mm246307对 接 接 头 抗 弯 断 面 模 数 mm32.54689e+07对 接 焊 接 接 头 在 操 作 工 况 下 最 大 拉 应 力MPa59.83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mm9容 器 总 容 积mm31.25729e+11直 立 容 器 总 高mm32857.7壳 体 和 裙 座 质 量kg16582.2附 件 质 量kg3316.45内 件 质 量kg15664.5保 温 层 质 量kg916.024平 台 及 扶 梯 质 量kg9108.19操 作 时 物 料 质 量kg14539.6液 压 试 验 时 液 体 质 量kg125729吊 装 时 空 塔 质 量kg23031.6直 立 容 器 的 操 作 质 量 kg60127直 立 容 器 的 最 小 质 量 kg33055.8直 立 容 器 的 最 大 质 量 kg171316空 塔 重 心 至 基 础 环 板 底 截 面 距 离mm16551.8直 立 容 器 自 振 周 期s1.11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 N93747.2地 震 载 荷 对 直 立 容 器 总 的 横 推 力 N18195.9操 作 工 况 下 容 器 顶 部最 大 挠 度mm50.365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s0.115538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 0.12MPa设计温度 t 100.00 C内径 Di 2200.00mm曲面深度 hi 540.00mm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负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 2.00mm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= 0.1500 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力stsT 0.90 ReL = 310.50MPa试验压力下封头的应力sT = = 29.74MPa校核条件sT sT校核结果合格厚度及重量计算形状系数 K = = 1.0249计算厚度 dh = = 0.84mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 6.70mm最小厚度 dmin = 6.60mm名义厚度 dnh = 9.00mm结论 满足最小厚度要求重量 382.99 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 pw= = 0.95330MPa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 100.00 C内径 Di 2200.00mm曲面深度 hi 540.00mm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负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 2.00mm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= 0.4722 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力stsT 0.90 ReL = 310.50MPa试验压力下封头的应力sT = = 93.62MPa校核条件sT sT校核结果合格厚度及重量计算形状系数 K = = 1.0249计算厚度 dh = = 0.97mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 6.70mm最小厚度 dmin = 6.60mm名义厚度 dnh = 9.00mm结论 满足最小厚度要求重量 382.99 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 pw= = 0.95330MPa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 100.00 C内径 Di 2200.00mm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 ReL 345.00MPa负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 2.00mm焊接接头系数 f 0.85厚度及重量计算计算厚度 d = = 0.91mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 6.70mm名义厚度 dn = 9.00mm重量 15813.97Kg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 = 0.4722 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT 0.90 ReL = 310.50MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 91.49 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= = 0.97553MPa设计温度下计算应力 st = = 21.96MPastf 160.65MPa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: N1, 75010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 pc0.12MPa设计温度100壳体型式椭圆形封头壳体材料名称及类型Q345R板材壳体开孔处焊接接头系数1壳体内直径 Di2200mm壳体开孔处名义厚度n9mm壳体厚度负偏差 C10.3mm壳体腐蚀裕量 C22mm壳体材料许用应力t189MPa椭圆形封头长短轴之比 2.037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 100mm接管连接型式 插入式接管接管实际内伸长度 0mm接管材料 16Mn接管焊接接头系数 1名称及类型 管材接管腐蚀裕量 2mm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 1mm补强圈厚度负偏差 C1r mm接管材料许用应力t 181MPa补强圈许用应力t MPa开 孔 补 强 计 算非圆形开孔长直径 736mm开孔长径与短径之比 1 壳体计算厚度 0.638mm接管计算厚度t 0.2421 mm补强圈强度削弱系数 frr 0接管材料强度削弱系数 fr 0.9577开孔补强计算直径 d 736mm补强区有效宽度 B 1472 mm接管有效外伸长度 h1 85.79mm接管有效内伸长度 h2 0 mm开孔削弱所需的补强面积A 470mm2壳体多余金属面积 A1 4458 mm2接管多余金属面积 A2 1110mm2补强区内的焊缝面积 A3 22 mm2A1+A2+A3= 5591mm2 ，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: N2, 803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 pc0.12MPa设计温度100壳体型式椭圆形封头壳体材料名称及类型Q345R板材壳体开孔处焊接接头系数1壳体内直径 Di2200mm壳体开孔处名义厚度n9mm壳体厚度负偏差 C10.3mm壳体腐蚀裕量 C22mm壳体材料许用应力t189MPa椭圆形封头长短轴之比 2.037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 100mm接管连接型式 插入式接管接管实际内伸长度 0mm接管材料 16Mn接管焊接接头系数 1名称及类型 管材接管腐蚀裕量 2mm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 181MPa补强圈许用应力t MPa开 孔 补 强 计 算非圆形开孔长直径 78.6mm开孔长径与短径之比 1 壳体计算厚度 0.638mm接管计算厚度t 0.0245 mm补强圈强度削弱系数 frr 0接管材料强度削弱系数 fr 0.9577开孔补强计算直径 d 78.6mm补强区有效宽度 B 157.2 mm接管有效外伸长度 h1 15.356mm接管有效内伸长度 h2 0 mm开孔削弱所需的补强面积A 50mm2壳体多余金属面积 A1 476 mm2接管多余金属面积 A2 20mm2补强区内的焊缝面积 A3 7 mm2A1+A2+A3= 503mm2 ，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: N3, 424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 pc0.12MPa设计温度100壳体型式圆形筒体壳体材料名称及类型Q345R板材壳体开孔处焊接接头系数1壳体内直径 Di2200mm壳体开孔处名义厚度n9mm壳体厚度负偏差 C10.3mm壳体腐蚀裕量 C22mm壳体材料许用应力t189MPa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 100mm接管连接型式 插入式接管接管实际内伸长度 0mm接管材料 Q345D接管焊接接头系数 1名称及类型 管材接管腐蚀裕量 2mm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 0.5mm补强圈厚度负偏差 C1r mm接管材料许用应力t 174MPa补强圈许用应力t MPa开 孔 补 强 计 算非圆形开孔长直径 39mm开孔长径与短径之比 1 壳体计算厚度 0.6986mm接管计算厚度t 0.0117 mm补强圈强度削弱系数 frr 0接管材料强度削弱系数 fr 0.9206开孔补强计算直径 d 39mm补强区有效宽度 B 78 mm接管有效外伸长度 h1 12.49mm接管有效内伸长度 h2 0 mm开孔削弱所需的补强面积A 27mm2壳体多余金属面积 A1 233 mm2接管多余金属面积 A2 34mm2补强区内的焊缝面积 A3 9 mm2A1+A2+A3= 276mm2 ，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: N4, 603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 pc0.12MPa设计温度100壳体型式圆形筒体壳体材料名称及类型Q345R板材壳体开孔处焊接接头系数1壳体内直径 Di2200mm壳体开孔处名义厚度n9mm壳体厚度负偏差 C10.3mm壳体腐蚀裕量 C22mm壳体材料许用应力t189MPa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 100mm接管连接型式 插入式接管接管实际内伸长度 0mm接管材料 Q345D接管焊接接头系数 1名称及类型 管材接管腐蚀裕量 2mm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 0.4mm补强圈厚度负偏差 C1r mm接管材料许用应力t 174MPa补强圈许用应力t MPa开 孔 补 强 计 算非圆形开孔长直径 58.8mm开孔长径与短径