T0303甲酸甲酯精制塔

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：PROJECT设备位号：ITEM设备名称：EQUIPMENT图 号：DWG 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日期Date校 核Checked by日期Date审 核Verified by日期Date批 准Approved by日期Date 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） 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) 10 10腐蚀裕量(mm) 2 2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)10.1180800010400Q345R2345678910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)121100.1410.2207062345678910内 件 及 偏 心 载 荷介 质 密 度kg/m3 680塔 釜 液 面 离 焊 接 接 头 的 高 度mm 11200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 6300 9800 填 料 底 部 高 度mm 4300 6800 填 料 密 度kg/m3 200 200 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 500基 础 高 度mm 200塔 器 保 温 层 厚 度mm 50保 温 层 密 度kg/m3 200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 30最 大 管 线 外 径mm 50笼 式 扶 梯 与 最 大 管 线 的 相 对 位 置 90场 地 土 类 型 II场 地 土 粗 糙 度 类 别 B地 震 设 防 烈 度 8度(0.2g)设 计 地 震 分 组 第三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 0平 台 宽 度mm 0塔 器 上 最 高 平 台 高 度mm 0塔 器 上 最 低 平 台 高 度mm 0裙 座裙 座 结 构 形 式圆筒形裙 座 底 部 截 面 内 径mm 400裙 座 与 壳 体 连 接 形 式对接裙 座 高 度mm 2300裙 座 材 料 名 称Q345R裙 座 设 计 温 度 80裙 座 腐 蚀 裕 量mm2裙 座 名 义 厚 度mm 12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mm8裙 座 上 同 一 高 度 处 较 大 孔 个 数1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）mm50裙 座 上 较 大 孔 引 出 管 厚 度mm 6裙座上较大孔引出管长度mm150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 12地 脚 螺 栓 公 称 直 径mm 30全 部 筋 板 块 数 24相 邻 筋 板 最 大 外 侧 间 距mm 80筋 板 内 侧 间 距mm 80筋 板 厚 度mm 25筋 板 宽 度mm 120盖 板 类 型 整块盖 板 上 地 脚 螺 栓 孔 直 径mm 45盖 板 厚 度mm 35盖 板 宽 度mm 200垫 板 有垫 板 上 地 脚 螺 栓 孔 直 径mm 33垫 板 厚 度mm 14垫 板 宽 度mm 70基 础 环 板 外 径mm 592基 础 环 板 内 径mm 232基 础 环 板 名 义 厚 度mm 30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 7.207 第 1 段 圆 筒 10 10 7.139 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 10 10 7.207 裙 座名 义 厚 度 (mm)取 用 厚 度 (mm) 12 12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 2741.452543.782244.712243.222243.22最 小 质 量 1924.351726.671427.61426.111426.11压 力 试 验 时 质 量2952.692755.022455.951426.111426.11风 弯 矩 2.907e+072.396e+071.757e+071.754e+071.754e+07Mca (I) Mca (II) 顺风向弯矩 (I)顺风向弯矩 (II)组合风 弯 矩 2.907e+072.396e+071.757e+071.754e+071.754e+07地 震 弯 矩 注:计及高振型时,此项按B.24计算3.058e+072.667e+072.12e+072.116e+072.116e+07偏 心 弯 矩 00000最 大 弯 矩 需横风向计算时 3.784e+073.266e+072.559e+072.555e+072.555e+07垂 直 地 震 力 2097.712084.452016.012015.532015.53应 力 计 算1.431.432.382.021.972.072.0731.0519.2220.9926.4026.401.651.651.831.832.382.021.981.451.457.164.234.335.445.44st189.00189.00189.00189.00189.00B167.60167.60167.60165.57165.57组合应力校核(内压),(外压)25.7725.77许 用 值226.80226.80(内压),(外压)33.4321.2422.9728.0628.06许 用 值201.12201.12201.12198.68198.685.825.82许 用 值310.50310.509.536.256.306.886.88许 用 值174.05174.05174.05172.24206.695.845.84许 用 值310.50310.50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 mm31.98883e+07基 础 环 板 面 积 mm2232980基 础 环 板 计 算 力 矩 Nmm1555.62基 础 环 板 需 要 厚 度mm7.97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MPa2.03地 脚 螺 栓 受 风 载 时 最 大 拉 应 力 MPa1.38地 脚 螺 栓 受 地 震 载 荷 时 最 大 拉 应 力MPa1.80地 脚 螺 栓 需 要 的 螺 纹 小 径 mm19.1624地 脚 螺 栓 实 际 的 螺 纹 小 径mm26.211地 脚 螺 栓 校 核 结 果 合格筋 板 压 应 力 MPa8.30筋 板 许 用 应 力MPa96.90筋 板 校 核 结 果 合格盖 板 最 大 应 力 MPa21.11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kg2243.22焊 接 接 头 截 面 上 的 最 大 弯 矩Nmm2.55487e+07对 接 接 头 校 核对 接 接 头 横 截 面 mm212189.4对 接 接 头 抗 弯 断 面 模 数 mm31.21894e+06对 接 焊 接 接 头 在 操 作 工 况 下 最 大 拉 应 力MPa19.32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mm12容 器 总 容 积mm31.02835e+09直 立 容 器 总 高mm10435壳 体 和 裙 座 质 量kg1122.36附 件 质 量kg224.473内 件 质 量kg0保 温 层 质 量kg165.51平 台 及 扶 梯 质 量kg412操 作 时 物 料 质 量kg817.107液 压 试 验 时 液 体 质 量kg1028.35吊 装 时 空 塔 质 量kg1346.84直 立 容 器 的 操 作 质 量 kg2741.45直 立 容 器 的 最 小 质 量 kg1924.35直 立 容 器 的 最 大 质 量 kg2952.69空 塔 重 心 至 基 础 环 板 底 截 面 距 离mm5001.04直 立 容 器 自 振 周 期s0.48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 N5646.61地 震 载 荷 对 直 立 容 器 总 的 横 推 力 N4117.46操 作 工 况 下 容 器 顶 部最 大 挠 度mm9.63268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 0.16MPa设计温度 t 80.00 C内径 Di 400.00mm曲面深度 hi 100.00mm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 2.00mm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= 0.1410 (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 = = 3.70MPa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 = = 0.17mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 7.70mm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 16.52 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 Pw= = 7.20713MPa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 0.19MPa设计温度 t 80.00 C内径 Di 400.00mm曲面深度 hi 100.00mm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 2.00mm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= 0.2207 (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 = = 5.79MPa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 = = 0.20mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 7.70mm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 16.52 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 Pw= = 7.20713MPa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 150.3-2011 计算条件筒体简图计算压力 Pc 0.18MPa设计温度 t 80.00 C内径 Di 400.00mm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 2.00mm焊接接头系数 f 1.00厚度及重量计算计算厚度 d = = 0.20mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 7.70mm名义厚度 dn = 10.00mm重量 808.87Kg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 = 0.2207 (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 = = 5.84 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= = 7.13907MPa设计温度下计算应力 st = = 4.89MPastf 189.00MPa校核条件stf st结论 合格任意式法兰作为松式法兰计算计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所设 计 条 件简 图设计压力 p0.160MPa计算压力 pc1.916MPa设计温度 t80.0 C轴向外载荷 F0.0N外力矩 M25548698.0N.mm壳材料名称Q345R许用189.0MPa体应力 189.0MPa法材料名称Q345R许用181.0MPa兰应力181.0MPa材料名称40MnB螺许用196.0MPa应力181.0MPa栓公称直径 dB16.0mm螺栓根径 d d13.8mm数量 n20个Di420.0Do515.0垫 结构尺寸Db480.0D外430.0 mmD内410.0l5.0图(a)结构DG取法兰与翻边接触面中心处,与垫片 位置无关图(b)结构b06.4mm DG= ( D外+D内 )/2b0 6.4mm DG= D外 - 2bb06.4mm b= b0DG420.0片b0 6.4mm b=2.53 b5.00压紧面形状1a,1b材料类型 软垫片N 10.0m3.50y(MPa)44.8螺 栓 受 力 计 算预紧状态下需要的最小螺栓载荷WaWa= bDG y = 295560.8N操作状态下需要的最小螺栓载荷WpWp = Fp + F = 353984.0 N所需螺栓总截面积 AmAm = max (Ap ,Aa ) = 1955.7mm2实际使用螺栓总截面积 AbAb = = 3006.6mm2垫片最小宽度 NminNmin = 5.0mm弯 矩 计 算操作MpFD = 0.785pc = 265353.6NLD= 0.5(Db -Di) = 30.0mmMD= FD LD = 7960609.0N.mmFG = Fp = 88451.2NLG= 0.5 ( Db - DG ) = 30.0mmMG= FG LG = 2653536.2N.mmFT = F-FD = -0.0N图(a):LT= 0.5(Db - DG)图(b):LT=0.5 (LD+ LG ) LT= 30.0mmMT= FT LT = -0.0N.mm外压: Mp = FD (LD - LG )+FT(LT-LG ); 内压: Mp = MD+MG+MT Mp = 10614145.0预紧 MaW=Wa= 486308.1NLG= 0.5 ( Db - DG ) = 30.0mmMa= W LG = 14589243.0N.mm计算弯矩 Mo= Mp 与 中大者 Mo=14589243.0N.mm螺 栓 间 距 校 核实际间距75.4mm最小间距38.0 (查GB150.3-2011表7-3)mm最大间距99.5mm 输入法兰厚度f = 45.0mm, 法兰应力校核K=Do/Di = 1.226Y=9.639 (查GB150.3-2011表7-9)计 算 值许 用 值结 论图a结构73.71MPa校核合格剪应力校核53.66MPa校核合格计 算 结 果 按环向应力确定的法兰厚度 43.0mm校核合格任意式法兰作为松式法兰计算计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所设 计 条 件简 图设计压力 p0.190MPa计算压力 pc0.798MPa设计温度 t80.0 C轴向外载荷 F0.0N外力矩 M8846112.0N.mm壳材料名称Q345R许用189.0MPa体应力 189.0MPa法材料名称Q345R许用181.0MPa兰应力181.0MPa材料名称40MnB螺许用196.0MPa应力181.0MPa栓公称直径 dB16.0mm螺栓根径 d d13.8mm数量 n20个Di420.0Do515.0垫 结构尺寸Db480.0D外430.0 mmD内410.0l5.0图(a)结构DG取法兰与翻边接触面中心处,与垫片 位置无关图(b)结构b06.4mm DG= ( D外+D内 )/2b0 6.4mm DG= D外 - 2bb06.4mm b= b0DG420.0片b0 6.4mm b=2.53 b5.00压紧面形状1a,1b材料类型 软垫片N 10.0m3.50y(MPa)44.8螺 栓 受 力 计 算预紧状态下需要的最小螺栓载荷WaWa= bDG y = 295560.8N操作状态下需要的最小螺栓载荷WpWp = Fp + F = 147429.4 N所需螺栓总截面积 AmAm = max (Ap ,Aa ) = 1508.0mm2实际使用螺栓总截面积 AbAb = = 3006.6mm2垫片最小宽度 NminNmin = 5.0mm弯 矩 计 算操作MpFD = 0.785pc = 110516.1NLD= 0.5(Db -Di) = 30.0mmMD= FD LD = 3315483.2N.mmFG = Fp = 36838.7NLG= 0.5 ( Db - DG ) = 30.0mmMG= FG LG = 1105161.1N.mmFT = F-FD = -0.0N图(a):LT= 0.5(Db - DG)图(b):LT=0.5 (LD+ LG ) LT= 30.0mmMT= FT LT = -0.1N.mm外压: Mp = FD (LD - LG )+FT(LT-LG ); 内压: Mp = MD+MG+MT Mp = 4420644.5预紧 MaW=Wa= 442428.7NLG= 0.5 ( Db - DG ) = 30.0mmMa= W LG = 13272860.0N.mm计算弯矩 Mo= Mp 与 中大者 Mo=13272860.0N.mm螺 栓 间 距 校 核实际间距75.4mm最小间距38.0 (查GB150.3-2011表7-3)mm最大间距99.5mm 输入法兰厚度f = 45.0mm, 法兰应力校核K=Do/Di = 1.226Y=9.639 (查GB150.3-2011表7-9)计 算 值许 用 值结 论图a结构67.06MPa校核合格剪应力校核22.35MPa校核合格计 算 结 果 按环向应力确定的法兰厚度 41.0mm校核合格任意式法兰作为松式法兰计算计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所设 计 条 件简 图设计压力 p0.210MPa计算压力 pc0.275MPa设计温度 t80.0 C轴向外载荷 F0.0N外力矩 M946170.6N.mm壳材料名称Q345R许用189.0MPa体应力 189.0MPa法材料名称Q345R许用181.0MPa兰应力181.0MPa材料名称40MnB螺许用196.0MPa应力181.0MPa栓公称直径 dB16.0mm螺栓根径 d d13.8