T0301内部热集成共沸精馏塔VIP

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 板式容 器 分 段 数（不 包 括 裙 座） 3压 力 试 验 类 型 液压封头上 封 头下 封 头材料名称 Q370R Q370R名义厚度(mm) 20 20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)11.21705203200Q345R21.21705203400Q345R31.217033203600Q345R45678910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)120.850.8501.51.50866220.850.8501.51.50866320.850.8501.51.5086645678910内 件 及 偏 心 载 荷介 质 密 度kg/m3 867塔 釜 液 面 离 焊 接 接 头 的 高 度mm 1400塔 板 分 段 数12345塔 板 型 式 浮阀 塔 板 层 数 53 每 层 塔 板 上 积 液 厚 度mm 80 最 高 一 层 塔 板 高 度mm 39500 最 低 一 层 塔 板 高 度mm 6000 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 700 集 中 载 荷 高 度mm 37000 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 750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 50管 线 保 温 层 厚 度mm 30最 大 管 线 外 径mm 200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0.01塔 器 上 平 台 总 个 数 4平 台 宽 度mm 900塔 器 上 最 高 平 台 高 度mm 40000塔 器 上 最 低 平 台 高 度mm 24000裙 座裙 座 结 构 形 式圆锥形裙 座 底 部 截 面 内 径mm 4800裙 座 与 壳 体 连 接 形 式对接裙 座 高 度mm 4000裙 座 材 料 名 称Q370R裙 座 设 计 温 度 80裙 座 腐 蚀 裕 量mm2裙 座 名 义 厚 度mm 20裙 座 材 料 许 用 应 力MPa196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 2000裙 座 上 较 大 孔 引 出 管 内 径（或 宽 度）mm300裙 座 上 较 大 孔 引 出 管 厚 度mm 12.5裙座上较大孔引出管长度mm200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 36地 脚 螺 栓 公 称 直 径mm 48全 部 筋 板 块 数 30相 邻 筋 板 最 大 外 侧 间 距mm 439.963筋 板 内 侧 间 距mm 439.963筋 板 厚 度mm 20筋 板 宽 度mm 150盖 板 类 型 整块盖 板 上 地 脚 螺 栓 孔 直 径mm 65盖 板 厚 度mm 30盖 板 宽 度mm 0垫 板 有垫 板 上 地 脚 螺 栓 孔 直 径mm 51垫 板 厚 度mm 20垫 板 宽 度mm 100基 础 环 板 外 径mm 5040基 础 环 板 内 径mm 4600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 20 20 1.827 第 1 段 圆 筒 20 20 1.663 第 1 段 变 径 段 第 2 段 圆 筒 20 20 1.565 第 2 段 变 径 段 第 3 段 圆 筒 20 20 1.479 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 20 20 1.380 裙 座名 义 厚 度 (mm)取 用 厚 度 (mm) 20 20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 18858.213859.67692.477692.473650.033600.14最 小 质 量 14495.19496.553329.393329.393319.453308.91压 力 试 验 时 质 量25363.220364.63329.393329.393319.453308.91风 弯 矩 3.866e+079.851e+063984398431192354Mca (I) Mca (II) 顺风向弯矩 (I)顺风向弯矩 (II)组合风 弯 矩 3.866e+079.851e+063984398431192354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 3.866e+079.851e+063984398431192354垂 直 地 震 力 000000应 力 计 算54.2454.2457.6361.020.710.630.420.420.190.180.120.040.000.000.000.000.180.180.170.1667.8067.8072.0376.270.950.920.180.180.170.160.040.010.000.000.000.00st196.00196.00177.80196.00177.80177.80B138.56138.56122.74110.81119.46116.11组合应力校核(内压),(外压)53.8153.8157.4460.84许 用 值181.36199.92181.36181.36(内压),(外压)0.830.670.180.180.170.16许 用 值159.88159.88147.29132.97143.36139.3467.6167.6171.8676.11许 用 值310.50324.00310.50310.500.990.940.180.180.170.16许 用 值133.23133.23137.3092.82130.31123.25137.13137.13145.65154.18许 用 值310.50324.00310.50310.50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计 算 结 果地 脚 螺 栓 及 地 脚 螺 栓 座基 础 环 板 抗 弯 断 面 模 数 mm33.84704e+09基 础 环 板 面 积 mm23.33134e+06基 础 环 板 计 算 力 矩 Nmm371.839基 础 环 板 需 要 厚 度mm3.90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MPa0.08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mm42.587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kg7692.47焊 接 接 头 截 面 上 的 最 大 弯 矩Nmm3983.65对 接 接 头 校 核对 接 接 头 横 截 面 mm2177940对 接 接 头 抗 弯 断 面 模 数 mm31.42352e+08对 接 焊 接 接 头 在 操 作 工 况 下 最 大 拉 应 力MPa-0.42对 接 焊 接 接 头 拉 应 力 许 可 值MPa128.016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mm20容 器 总 容 积mm31.0868e+10直 立 容 器 总 高mm4903壳 体 和 裙 座 质 量kg11261.4附 件 质 量kg2252.27内 件 质 量kg0保 温 层 质 量kg119.755平 台 及 扶 梯 质 量kg161.72操 作 时 物 料 质 量kg4363.08液 压 试 验 时 液 体 质 量kg10868吊 装 时 空 塔 质 量kg13513.6直 立 容 器 的 操 作 质 量 kg18858.2直 立 容 器 的 最 小 质 量 kg14495.1直 立 容 器 的 最 大 质 量 kg25363.2空 塔 重 心 至 基 础 环 板 底 截 面 距 离mm2481.13直 立 容 器 自 振 周 期s0.01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 N19145.9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mm0.000850047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 1.34MPa设计温度 t 170.00 C内径 Di 3600.00mm曲面深度 hi 800.00mm材料 Q370R (板材)设计温度许用应力 st 194.80MPa试验温度许用应力 s 196.00MPa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= 1.5000 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力stsT 0.90 ss = 324.00MPa试验压力下封头的应力sT = = 211.68MPa校核条件sT sT校核结果合格厚度及重量计算形状系数 K = = 1.1771计算厚度 dh = = 17.18mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 17.70mm最小厚度 dmin = 10.80mm名义厚度 dnh = 20.00mm结论 满足最小厚度要求重量 2112.80 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 Pw= = 1.38037MPa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 1.20MPa设计温度 t 170.00 C内径 Di 3200.00mm曲面深度 hi 800.00mm材料 Q370R (板材)设计温度许用应力 st 194.80MPa试验温度许用应力 s 196.00MPa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= 1.5087 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力stsT 0.90 ss = 324.00MPa试验压力下封头的应力sT = = 160.89MPa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 = = 11.62mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 17.70mm最小厚度 dmin = 4.80mm名义厚度 dnh = 20.00mm结论 满足最小厚度要求重量 1773.47 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 Pw= = 1.82668MPa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 1.20MPa设计温度 t 170.00 C内径 Di 3200.00mm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 177.80MPa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 = = 12.75mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 17.70mm名义厚度 dn = 20.00mm重量 7.94Kg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 = 1.5087 (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 = = 161.33 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= = 1.66268MPa设计温度下计算应力 st = = 109.07MPastf 151.13MPa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 1.20MPa设计温度 t 170.00 C内径 Di 3400.00mm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 177.80MPa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 = = 13.55mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 17.70mm名义厚度 dn = 20.00mm重量 8.43Kg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 = 1.5087 (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 = = 171.36 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= = 1.56538MPa设计温度下计算应力 st = = 115.85MPastf 151.13MPa校核条件stf st结论 合格第3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 1.20MPa设计温度 t 170.00 C内径 Di 3600.00mm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 177.80MPa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 = = 14.35mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 17.70mm名义厚度 dn = 20.00mm重量 58.92Kg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 = 1.5087 (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 = = 181.39 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= = 1.47884MPa设计温度下计算应力 st = = 122.63MPastf 151.13MPa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, 1608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 pc1.34MPa设计温度170壳体型式椭圆形封头壳体材料名称及类型Q370R板材壳体开孔处焊接接头系数0.85壳体内直径 Di3600mm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t194.8MPa椭圆形封头长短轴之比 2.25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 20(GB8163)接管焊接接头系数 1名称及类型 管材接管腐蚀裕量 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 1.2mm补强圈厚度负偏差 C1r mm接管材料许用应力t 136.4MPa补强圈许用应力t MPa开 孔 补 强 计 算非圆形开孔长直径 148.4mm开孔长径与短径之比 1 壳体计算厚度 14.753mm接管计算厚度t 0.7108 mm补强圈强度削弱系数 frr 0接管材料强度削弱系数 fr 0.7002开孔补强计算直径 d 148.4mm补强区有效宽度 B 296.8 mm接管有效外伸长度 h1 34.456mm接管有效内伸长度 h2 0 mm开孔削弱所需的补强面积A 2241mm2壳体多余金属面积 A1 427 mm2接管多余金属面积 A2 246mm2补强区内的焊缝面积 A3 1800 mm2A1+A2+A3= 2473mm2 ，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, 1005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 pc1.34MPa设计温度170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 Di3200mm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t177.8MPa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 20(GB8163)接管焊接接头系数 1名称及类型 管材接管腐蚀裕量 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 0.625mm补强圈厚度负偏差 C1r mm接管材料许用应力t 136.4MPa补强圈许用应力t MPa开 孔 补 强 计 算非圆形开孔长直径 93.25mm开孔长径与短径之比 1 壳体计算厚度 14.25mm接管计算厚度t 0.4443 mm补强圈强度削弱系数 frr 0接管材料强度削弱系数 fr 0.7672开孔补强计算直径 d 93.25mm补强区有效宽度 B 186.5 mm接管有效外伸长度 h1 21.593mm接管有效内伸长度 h2 0 mm开孔削弱所需的补强面积A 1351mm2壳体多余金属面积 A1 316 mm2接管多余金属面积 A2 97mm2补强区内的焊缝面积 A3 1500 mm2A1+A2+A3= 1913mm2 ，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, 1206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 pc1.34MPa设计温度170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 Di3200mm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t177.8MPa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 20(GB8163)接管焊接接头系数 1名称及类型 管材接管腐蚀裕量 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 0.9mm补强圈厚度负偏差 C1r mm接管材料许用应力t 1