T-0501 二氧化碳吸收塔T-0501

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) 16 16腐蚀裕量(mm) 1 1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)10.16014000209310Q345R20.16013000209310Q345R345678910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)120.850.8500.1250.414984220.850.8500.1250.414984345678910内 件 及 偏 心 载 荷介 质 密 度kg/m3 0塔 釜 液 面 离 焊 接 接 头 的 高 度mm 0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 0 0 0 0 填 料 底 部 高 度mm 0 0 0 0 填 料 密 度kg/m3 0 0 0 0 集 中 载 荷 数12345集 中 载 荷kg 0 集 中 载 荷 高 度mm 0 集 中 载 荷 中 心 至 容 器 中 心线 距 离mm 0 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 450基 础 高 度mm 0塔 器 保 温 层 厚 度mm 240保 温 层 密 度kg/m3 300裙 座 防 火 层 厚 度mm 50防 火 层 密 度kg/m3 350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 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 第二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 2600裙 座 与 壳 体 连 接 形 式对接裙 座 高 度mm 3000裙 座 材 料 名 称Q345R裙 座 设 计 温 度 20裙 座 腐 蚀 裕 量mm2裙 座 名 义 厚 度mm 50裙 座 材 料 许 用 应 力MPa185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0裙 座 较 大 孔 中 心 高 度mm 1600裙 座 上 较 大 孔 引 出 管 内 径（或 宽 度）mm0裙 座 上 较 大 孔 引 出 管 厚 度mm 0裙座上较大孔引出管长度mm0地 脚 螺 栓 及 地 脚 螺 栓 座地 脚 螺 栓 材 料 名 称Q235地 脚 螺 栓 材 料 许 用 应 力MPa 147地 脚 螺 栓 个 数 100地 脚 螺 栓 公 称 直 径mm 42全 部 筋 板 块 数 80相 邻 筋 板 最 大 外 侧 间 距mm 111.326筋 板 内 侧 间 距mm 111.326筋 板 厚 度mm 27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 45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 2834基 础 环 板 内 径mm 2414基 础 环 板 名 义 厚 度mm 40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 16 16 0.556 第 1 段 圆 筒 20 20 0.597 第 1 段 变 径 段 第 2 段 圆 筒 20 20 0.597 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 16 16 0.556 裙 座名 义 厚 度 (mm)取 用 厚 度 (mm) 50 50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 249978223137223137114961最 小 质 量 249978223137223137114961压 力 试 验 时 质 量2.32309e+06223137223137114961风 弯 矩 3.007e+092.528e+092.528e+096.915e+08Mca (I) Mca (II) 顺风向弯矩 (I)顺风向弯矩 (II)组合风 弯 矩 3.007e+092.528e+092.528e+096.915e+08地 震 弯 矩 注:计及高振型时,此项按B.24计算8.556e+097.414e+097.414e+092.477e+09偏 心 弯 矩 0000最 大 弯 矩 需横风向计算时 9.307e+098.046e+098.046e+092.65e+09垂 直 地 震 力 191278188749188749135994应 力 计 算13.1515.8313.156.783.864.651.9236.756.688.042.204.595.532.4416.4419.7916.4458.494.235.092.183.560.630.760.17st185.00185.00189.00185.00B128.3347.0139.1047.01组合应力校核(内压),(外压)15.9619.2213.43许 用 值188.70192.78188.70(内压),(外压)43.5411.2713.574.64许 用 值154.0056.4146.9256.4112.8415.4614.43许 用 值292.50310.50292.5062.054.865.852.35许 用 值128.3347.6647.6847.66109.35131.66109.35许 用 值292.50310.50292.50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 mm31.05821e+09基 础 环 板 面 积 mm21.73114e+06基 础 环 板 计 算 力 矩 Nmm16304.2基 础 环 板 需 要 厚 度mm25.80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MPa14.02地 脚 螺 栓 受 风 载 时 最 大 拉 应 力 MPa1.42地 脚 螺 栓 受 地 震 载 荷 时 最 大 拉 应 力MPa7.49地 脚 螺 栓 需 要 的 螺 纹 小 径 mm36.5108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 MPa89.59筋 板 许 用 应 力MPa96.64筋 板 校 核 结 果 合格盖 板 最 大 应 力 MPa61.30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kg223137焊 接 接 头 截 面 上 的 最 大 弯 矩Nmm8.0464e+09对 接 接 头 校 核对 接 接 头 横 截 面 mm2389620对 接 接 头 抗 弯 断 面 模 数 mm32.53253e+08对 接 焊 接 接 头 在 操 作 工 况 下 最 大 拉 应 力MPa26.64对 接 焊 接 接 头 拉 应 力 许 可 值MPa133.2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mm50容 器 总 容 积mm32.07311e+12直 立 容 器 总 高mm32576壳 体 和 裙 座 质 量kg158238附 件 质 量kg31647.7内 件 质 量kg0保 温 层 质 量kg58891.7平 台 及 扶 梯 质 量kg1200操 作 时 物 料 质 量kg0液 压 试 验 时 液 体 质 量kg2.07311e+06吊 装 时 空 塔 质 量kg189886直 立 容 器 的 操 作 质 量 kg249978直 立 容 器 的 最 小 质 量 kg249978直 立 容 器 的 最 大 质 量 kg2.32309e+06空 塔 重 心 至 基 础 环 板 底 截 面 距 离mm15479直 立 容 器 自 振 周 期s0.34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 N161011地 震 载 荷 对 直 立 容 器 总 的 横 推 力 N380914操 作 工 况 下 容 器 顶 部最 大 挠 度mm2.27888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 0.10MPa设计温度 t 60.00 C内径 Di 9310.00mm曲面深度 hi 2500.00mm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 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 = 1.25Pc= 0.1250 (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 = = 42.47MPa校核条件sT sT校核结果合格厚度及重量计算形状系数 K = = 0.9112计算厚度 dh = = 2.64mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 14.70mm最小厚度 dmin = 13.97mm名义厚度 dnh = 16.00mm结论 满足最小厚度要求重量 12093.02 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 Pw= = 0.55629MPa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 0.10MPa设计温度 t 60.00 C内径 Di 9310.00mm曲面深度 hi 2500.00mm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 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 = 1.25Pc= 0.4150 (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 = = 140.99MPa校核条件sT sT校核结果合格厚度及重量计算形状系数 K = = 0.9112计算厚度 dh = = 2.64mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 14.70mm最小厚度 dmin = 13.97mm名义厚度 dnh = 16.00mm结论 满足最小厚度要求重量 12093.02 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 Pw= = 0.55629MPa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 0.10MPa设计温度 t 60.00 C内径 Di 9310.00mm材料 Q345R ( 板材 )试验温度许用应力 s 185.00MPa设计温度许用应力 st 185.00MPa试验温度下屈服点 ss 325.00MPa钢板负偏差 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 = = 2.96mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 17.70mm名义厚度 dn = 20.00mm重量 64423.76Kg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 = 0.4150 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT 0.90 ss = 292.50MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 128.64 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= = 0.59679MPa设计温度下计算应力 st = = 26.35MPastf 157.25MPa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 0.10MPa设计温度 t 60.00 C内径 Di 9310.00mm材料 Q345R ( 板材 )试验温度许用应力 s 185.00MPa设计温度许用应力 st 185.00MPa试验温度下屈服点 ss 325.00MPa钢板负偏差 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 = = 2.96mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 17.70mm名义厚度 dn = 20.00mm重量 59822.23Kg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 = 0.4150 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT 0.90 ss = 292.50MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 128.64 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= = 0.59679MPa设计温度下计算应力 st = = 26.35MPastf 157.25MPa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, 1506计算方法: GB150.3-2011等面积补强法，单孔设 计 条 件简 图计算压力 pc0.1MPa设计温度60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0.85壳体内直径 Di9310mm壳体开孔处名义厚度n20mm壳体厚度负偏差 C10.3mm壳体腐蚀裕量 C22mm壳体材料许用应力t185MPa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 200mm接管连接型式 插入式接管接管实际内伸长度 0mm接管材料 Q345R接管焊接接头系数 1名称及类型 板材接管腐蚀裕量 1mm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 189MPa补强圈许用应力t MPa开 孔 补 强 计 算非圆形开孔长直径 140.6mm开孔长径与短径之比 1 壳体计算厚度 2.9612mm接管计算厚度t 0.0365 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 140.6mm补强区有效宽度 B 281.2 mm接管有效外伸长度 h1 29.045mm接管有效内伸长度 h2 0 mm开孔削弱所需的补强面积A 416mm2壳体多余金属面积 A1 2072 mm2接管多余金属面积 A2 271mm2补强区内的焊缝面积 A3 30 mm2A1+A2+A3= 2373mm2 ，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, 1506计算方法: GB150.3-2011等面积补强法，单孔设 计 条 件简 图计算压力 pc0.1MPa设计温度60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0.85壳体内直径 Di9310mm壳体开孔处名义厚度n20mm壳体厚度负偏差 C10.3mm壳体腐蚀裕量 C22mm壳体材料许用应力t185MPa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 200mm接管连接型式 插入式接管接管实际内伸长度 0mm接管材料 Q345R接管焊接接头系数 1名称及类型 板材接管腐蚀裕量 1mm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 189MPa补强圈许用应力t MPa开 孔 补 强 计 算非圆形开孔长直径 140.6mm开孔长径与短径之比 1 壳体计算厚度 2.9612mm接管计算厚度t 0.0365 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 140.6mm补强区有效宽度 B 281.2 mm接管有效外伸长度 h1 29.045mm接管有效内伸长度 h2 0 mm开孔削弱所需的补强面积A 416mm2壳体多余金属面积 A1 2072 mm2接管多余金属面积 A2 271mm2补强区内的焊缝面积 A3 30 mm2A1+A2+A3= 2373mm2 ，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, 1506计算方法: GB150.3-2011等面积补强法，单孔设 计 条 件简 图计算压力 pc0.1MPa设计温度60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0.85壳体内直径 Di9310mm壳体开孔处名义厚度n20mm壳体厚度负偏差 C10.3mm壳体腐蚀裕量 C22mm壳体材料许用应力t185MPa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 200mm接管连接型式 插入式接管接管实际内伸长度 0mm接管材料 Q345R接管焊接接头系数 1名称及类型 板材接管腐蚀裕量 1mm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 189MPa补强圈许用应力t MPa开 孔 补 强 计 算非圆形开孔长直径 140.6mm开孔长径与短径之比 1 壳体计算厚度 2.9612mm接管计算厚度t 0.0365 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 140.6mm补强区有效宽度 B 281.2 mm接管有效外伸长度 h1 29.045mm接管有效内伸长度 h2 0 mm开孔削弱所需的补强面积A 416mm2壳体多余金属面积 A1 2072 mm2接管多余金属面积 A2 271mm2补强区内的焊缝面积 A3 30 mm2A1+A2+A3= 2373mm2 ，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, 1006计算方法: GB150.3-2011等面积补强法，单孔设 计 条 件简 图计算压力 pc0.1MPa设计温度60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0.85壳体内直径 Di9310mm壳体开孔处名义厚度n16mm壳体厚度负偏差 C10.3mm壳体腐蚀裕量 C21mm壳体材料许用应力t189MPa椭圆形封头长短轴之比 1.862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 200mm接管连接型式 插入式接管接管实际内伸长度 0mm接管材料 16MnDR接管焊接接头系数 1名称及类型 板材接管腐蚀裕量 1mm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 90.6mm开孔长径与短径之比 1 壳体计算厚度 2.4243mm接管计算厚度t 0.0243 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 90.6mm补强区有效宽度 B 181.2 mm接管有效外伸长度 h1 23.315mm接管有效内伸长度 h2 0 mm开孔削弱所需的补强面积A 221mm2壳体多余金属面积 A1 1107 mm2接管多余金属面积 A2 209mm2补强区内的焊缝面积 A3 24 mm2A1+A2+A3= 1340mm2 ，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: N5, 1006计算方法: GB150.3-2011等面积补强法，单孔设 计 条 件简 图计算压力 pc0.1MPa设计温度60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0.85壳体内直径 Di9310mm壳体开孔处名义厚度n16mm壳体厚度负偏差 C10.3mm壳体腐蚀裕量 C21mm壳体材料许用应力t189MPa椭圆形封头长短轴之比 1.862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 200mm接管连接型式 插入式接管接管实际内伸长度 0mm接管材料 16MnDR接管焊接接头系数 1名称及类型 板材接管腐蚀裕量 1mm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