6sw62011强度校核设计源文件塔设备c4分离

1、过程强度设计计算书SW6-20111全 国 化 工设 计 技术 中 心 站塔校 核计算集团航空动力系统研究所计算条件塔型板式容器分段数（不裙座）1试验类型封头上封头下封头材料名称Q245RQ245R名义厚度(mm)66腐蚀裕量(mm)22焊接接头系数0.850.85封头形状椭圆形椭圆形圆筒设计(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)10.1248496208800Q245R2345678910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(立)(Mpa)试验(卧)(Mpa)120.850.8500.1410.23757

2、92345678910过程强度设计计算书SW6-20112全 国 化 工设 计 技术 中 心 站内件及偏心载荷介质密度kg/m3770塔釜液面离焊接接头的高度mm117塔板分段数12345塔板型式筛板塔板层数18每层塔板上积液厚度mm60最高一层塔板高度mm10450最低一层塔板高度mm3650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塔器附件及基础塔器附件质量计算系数1.2基本风压N/m2450基础高度mm200塔器保温层厚度mm50保温层密度kg/m3100裙座防火层厚度mm80防火

3、层密度kg/m31900管线保温层厚度mm50最大管线外径mm325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设防烈度7度(0.1g)设计分组第一组影响系数最大值 amax0.08阻尼比0.01塔器上平台总个数3平台宽度mm1000塔器上最高平台高度mm10950塔器上最低平台高度mm2750过程强度设计计算书SW6-20113全 国 化 工设 计 技术 中 心 站裙 座裙座结构形式圆筒形裙座底部截面内径mm800裙座与壳体连接形式对接裙座高度mm2030裙座材料名称Q235-B裙座设计温度20裙座腐蚀裕量mm3裙座名义厚度mm8裙座材料应力MPa116裙座与筒体连接段的材

4、料Q235-B裙座与筒体连接段在设计温度下应力MPa113.6裙座与筒体连接段长度mm150裙座上同一高度处较大孔个数1裙座较大孔中心高度mm900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mm8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Q235地脚螺栓材料应力MPa147地脚螺栓个数16地脚螺栓公称直径mm24全部筋板块数32相邻筋板最大外侧间距mm96.1267筋板内侧间距mm70筋板厚度mm12筋板宽度mm100盖板类型整块盖板上地脚螺栓孔直径mm40盖板厚度mm16盖板宽度mm0垫板有垫板上地脚螺栓孔直径mm27垫板厚度mm12垫板宽度m

5、m50基础环板外径mm968基础环板内径mm648基础环板名义厚度mm16过程强度设计计算书SW6-20114全 国 化 工设 计 技术 中 心 站计算结果容器壳体强度计算元件名称设计名义厚度(mm)直立容器校核取用厚度(mm)内压(MPa)外压(MPa)下封头661.155第1 段 圆筒881.770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661.155裙 座名义厚度(mm)取用

6、厚度(mm)88过程强度设计计算书SW6-20115全 国 化 工设 计 技术 中 心 站风 载 及载 荷00AA裙座与筒体连接段11(筒体)11(下封头)2233操作质量m0 = m01 + m02 + m03 + m04 + m05 + ma + me7529.296939.496255.096220.46220.4最小质量 m0 = m01 + 0.2m02 + m03 + m04 + ma + me6532.55942.75258.35223.615223.61试验时质量11999.411409.610725.25695.835695.83风弯矩 M I -I = P × l

7、 / 2 + P×( l + l/ 2 ) + P×( l + l+ l/ 2 ) + .wiii+1ii+1i+2ii+1i+29.208e+077.914e+076.587e+076.391e+076.391e+07nMca (I) M I -I = ( 2p / T )2Y å m ( h - h )f ( h )ca1T 1kkk1k =inMca (II) M I -I = ( 2p / T )2 Yå m ( h - h )f ( h )ca2T 2kkk 2k =i顺风向弯矩 M I -I (I)cw顺风向弯矩 M I -I (II)cw组

8、合风弯矩 M= max( M I -I , ( M I -I )2 + ( M I -I )2 )ewwcacw9.208e+077.914e+076.587e+076.391e+076.391e+07n弯矩 M I -I = å F ( h - h ) 注:振型时,此项按B.24计算E1kkk =i2.927e+072.617e+072.281e+072.229e+072.229e+07偏心弯矩 Me = me gle00000最大弯矩 M= max( M I -I + M ,M I -I + 0.25M I -I + M )maxweEwe需横风向计算时 M= max( M I

9、-I + M ,M I -I + 0.25M I -I + M )maxeweEwe9.208e+077.914e+076.587e+076.391e+076.391e+07过程强度设计计算书SW6-20116全 国 化 工设 计 技术 中 心 站n垂直力 F = m h F 0-0 / å m h ( i = 1,2,.,n )vii i vk kk =100000应力计算s11 = Pc Di / 4dei4.356.70s= ( mI -I g ± FI -I ) / pD d120vi ei6.255.314.284.266.56s= 4M I -I / pD2d1

10、3maxi ei38.9837.0122.9922.3134.36s= ( mI -I g ± FI -I ) / pD d220vi ei3.585.51s31 = PT Di / 4dei4.957.62s= mI -I g / pD d32Ti ei9.978.737.343.906.01s= 4( 0.3M I -I + M ) / pD2d33wei ei11.6911.106.906.6910.31st116.00116.00113.60147.20147.20B116.47116.47122.26122.26107.78过程强度设计计算书SW6-20117全 国 化 工

11、设 计 技术 中 心 站组合应核sA1 = s1 - s2 + s3 (内压), - s2 + s3 (外压)22.4034.50值150.14150.14sA2 = s2 + s3 (内压), s1 + s2 + s3 (外压)45.2342.3227.2725.8839.87值139.77139.77146.72146.72129.34sA3 = s1 - s2 + s37.7411.92值220.50220.50sA4 = s2 + s321.6619.8314.2410.5916.32值116.47116.47122.26122.26129.34s = ( pT + 9.81rHw )

12、( Di + dei ) / 2dei16.7925.87值220.50220.50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 设计或试验下引起的轴向应力（ 拉）i=2 检修工况j=2 重力及垂直力引起的轴向应力（ 压）i=3试验工况j=3 弯矩引起的轴向应力（ 拉或压）st 设计温度下材料应力 B 设计温度下轴向的应力值注2:sA1: 轴向最大组合拉应力sA2: 轴向最大组合压应力sA3:试验时轴向最大组合拉应力sA4:试验时轴向最大组合压应力s: 试验引起的周向应力注3:如下质量: kg力:N弯矩: Nmm应力: MPa过程强度设计计算书SW6-

13、20118全 国 化 工设 计 技术 中 心 站计算结果地脚螺栓及地脚螺栓座基础环板抗弯断面模数p (D4 - D4 )Zb =obib 32Dobmm37.1166e+07p (D2 - D2 )基础环板面积 Ab =obib 4mm2406145基础环板计算力矩 max( M = C sb2 ,M = C sl 2 )xx bmaxyy bmaxNmm1505.79基础环板需要厚度mm7.84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s= ìM 0-0 / Z + (m g ± F 0-0 ) / Aí maxb0vb中大值b maxî0.3

14、M 0-0 + M ) / Z + mg / AwebmaxbMPa1.48地脚螺栓受风载时最大拉应力 s = M 0-0 + M - m g we min BZAbbMPa1.14地脚 螺栓受载荷时最大拉应力s = M 0-0 + 0.25M 0-0 + M - m g - F 0-0 Ewe0vBZAbbMPa0.55地脚螺栓需要的螺纹小径 d = 4s B Ab + C1pns 2btmm18.8045地脚螺栓实际的螺纹小径mm20.752地脚螺栓 校核结果合格筋板压应力 s=FGn d l ' 1 G 2MPa15.81筋板应力MPa94.98筋板校核结果合格3F l '

15、;盖板最大应力 s z = 4(l '2'21 32 - d 3 )d c + (l4 - d 2 )d zMPa81.08盖板应力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kg6220.4焊接接头截面上的最大弯矩Nmm6.39104e+07过程强度设计计算书SW6-20119全 国 化 工设 计 技术 中 心 站对接接头校核对接接头横截面 pDit desmm214325.7对接接头抗弯断面模数 pD2d / 4it esmm32.86513e+06对接焊接接头在操作工况下最大拉应力4M J - Jm J - J g - F

16、J - J max - 0vpD 2dpD dit esit esMPa18.02对接焊接接头拉应力值MPa81.792对接接头拉应核结果合格搭接接头校核搭接接头横截面 Aw = 0.7pDotdesmm2搭接接头抗剪断面模数 Z = 0.55D2 dwot esmm3搭接焊接接头在操作工况下最大剪应力M J - Jm J - J g + F J - J max + 0vZwAwMPa搭接焊接接头在操作工况下的剪应力值MPa搭接焊接接头在试验工况下最大剪应力0.3M J -J + Mm J -J g we + max ZwAwMPa搭接焊接接头在试验工况下的剪应力值MPa搭接接头拉应核结果主要

17、设计及总体参数计算结果裙座设计名义厚度mm8容器总容积mm34.99471e+09直立容器总高mm11881壳体和裙座质量kg1927.43附件质量kg385.487内件质量kg590.273保温层质量kg926.847平台及扶梯质量kg3174.68操作时物料质量kg524.572试验时液体质量kg4994.71吊装时空塔质量kg2430.97直立容器的操作质量m0 = m01 + m02 + m03 + m04 + m05 + ma + mekg7529.29直立容器的最小质量mmin = m01 + 0.2m02 + m03 + m04 + ma + mekg6532.5直立容器的最大质

18、量mmax = m01 + m02 + m03 + m04 + ma +mw +mekg11999.4过程强度设计计算书SW6-201110全 国 化 工设 计 技术 中 心 站空塔重心至基础 环板底截面距离mm5917.52直立容器自振周期s0.42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)系数设计风速风载对直立容器总的横推力 å PiN14767.2载荷对直立容器总的横推力 å F1KN3329.97操作工况下容器顶部最大挠度mm9.04263容器外压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、

19、最小质量、最大质量中。过程强度设计计算书SW6-201111全 国 化 工设 计 技术 中 心 站上封头校核计算计算集团航空动力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Pc0.12MPa设计温度 t84.00° C内径 Di800.00mm曲面深度 hi200.00mm材料Q245R(板材)设计温度应力 st147.20MPa试验温度应力 s148.00MPa钢板负偏差 C10.30mm腐蚀裕量 C22.00mm焊接接头系数 f0.85试验时应核试验类型试验试验值PT = 1.25Pc s = 0.1410 (或由用户输入)s tMPa试验通过的应

20、力stsT£ 0.90 ss = 220.50MPa试验下封头的应力sT = pT .(KDi + 0.5de ) = 17.972de.fMPa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 éæ D ö2 ù = 1.0000ê2 + ç i ÷ ú6 êç 2h ÷ úëèi ø û计算厚度 KPc Didh = 2s t f -0.5Pc= 0.40mm有效厚度deh =dnh - C1-

21、C2= 3.70mm最小厚度dmin = 3.00mm名义厚度dnh = 6.00mm结论满足最小厚度要求重量35.14Kg压 力 计 算最大工作2s t fd ePw= KDi +0.5d e = 1.15469MPa结论合格过程强度设计计算书SW6-201112全 国 化 工设 计 技术 中 心 站下封头校核计算计算集团航空动力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Pc0.12MPa设计温度 t84.00° C内径 Di800.00mm曲面深度 hi200.00mm材料Q245R(板材)设计温度应力 st147.20MPa试验温度应力 s14

22、8.00MPa钢板负偏差 C10.30mm腐蚀裕量 C22.00mm焊接接头系数 f0.85试验时应核试验类型试验试验值PT = 1.25Pc s = 0.2376 (或由用户输入)s tMPa试验通过的应力stsT£ 0.90 ss = 220.50MPa试验下封头的应力sT = pT .(KDi + 0.5de ) = 30.292de.fMPa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 éæ D ö2 ù = 1.0000ê2 + ç i ÷ ú6 ê

23、31; 2h ÷ úëèi ø û计算厚度 KPc Didh = 2s t f -0.5Pc= 0.40mm有效厚度deh =dnh - C1- C2= 3.70mm最小厚度dmin = 3.00mm名义厚度dnh = 6.00mm结论满足最小厚度要求重量35.14Kg压 力 计 算最大工作2s t fd ePw= KDi +0.5d e = 1.15469MPa结论合格过程强度设计计算书SW6-201113全 国 化 工设 计 技术 中 心 站内压圆筒校核计算集团航空动力系统研究所计算所依据的标准GB 150.3-2011计算条件筒

24、体简图计算Pc0.12MPa设计温度 t84.00° C内径 Di800.00mm材料Q245R( 板材 )试验温度应力 s148.00MPa设计温度应力 st147.20MPa试验温度下屈服点 ss245.00MPa钢板负偏差 C10.30mm腐蚀裕量 C22.00mm焊接接头系数 f0.85厚度及重量计算计算厚度 Pc Did = 2s t f - Pc= 0.40mm有效厚度de =dn - C1- C2= 5.70mm名义厚度dn = 8.00mm重量1533.50Kg试验时应核试验类型试验试验值PT = 1.25P s = 0.2376(或由用户输入)s tMPa试验通过的

25、应力水平 sTsT£ 0.90 ss = 220.50MPa试验下圆筒的应力sT = pT .( Di + d e ) = 19.752d e .fMPa校核条件sT£ sT校核结果合格及应力计算最大工作2d e s t fPw= ( Di +d e ) = 1.77035MPa设计温度下计算应力 Pc ( Di +d e )st =2d= 8.76eMPastf125.12MPa校核条件stf st结论合格过程强度设计计算书SW6-201114全 国 化 工设 计 技术 中 心 站开孔补强计算计算集团航空动力系统研究所接 管:N1, 25×2.5计算: GB15

26、0.3-2011等面积补强法，单孔设计条件简图计算pc0.124MPa设计温度84壳体型式圆形筒体壳体材料 名称及类型Q245R板材壳体开焊接接头系数0.85壳体内直径 Di800mm壳体开名义厚度n8mm壳体厚度负偏差 C10.3mm壳体腐蚀裕量 C22mm壳体材料应力t147.2MPa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150mm接管连接型式式接管接管实际内伸长度0mm接管材料 名称及类型20(GB9948)管材接管焊接接头系数1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

27、圈厚度mm接管厚度负偏差 C1t0.25mm补强圈厚度负偏差 C1rmm接管材料应力t148MPa补强圈应力tMPa开孔补强计算非圆形开直径24.5mm开径与短径之比1壳体计算厚度0.3966mm接管计算厚度t0.0084mm补强圈强度削弱系数 frr0接管材料强度削弱系数 fr1开孔补强计算直径 d24.5mm补强区有效宽度 B49mm接管有效外伸长度 h17.8262mm接管有效内伸长度 h20mm开孔削弱所需的补强面积A10mm2壳体多余金属面积 A1130mm2接管多余金属面积 A24mm2补强区内的焊缝面积 A35mm22A1+A2+A3= 139mm ，大于A，不需另加补强。补强圈

28、面积 A4mm2A-(A1+A2+A3)mm2结论: 合格过程强度设计计算书SW6-201115全 国 化 工设 计 技术 中 心 站开孔补强计算计算集团航空动力系统研究所接 管:N2, 65×4计算: GB150.3-2011等面积补强法，单孔设计条件简图计算pc0.124MPa设计温度84壳体型式圆形筒体壳体材料 名称及类型Q245R板材壳体开焊接接头系数0.85壳体内直径 Di800mm壳体开名义厚度n8mm壳体厚度负偏差 C10.3mm壳体腐蚀裕量 C22mm壳体材料应力t147.2MPa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(

29、76;)接管实际外伸长度150mm接管连接型式式接管接管实际内伸长度0mm接管材料 名称及类型20(GB9948)管材接管焊接接头系数1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 C1t0.4mm补强圈厚度负偏差 C1rmm接管材料应力t148MPa补强圈应力tMPa开孔补强计算非圆形开直径61.8mm开径与短径之比1壳体计算厚度0.3966mm接管计算厚度t0.0239mm补强圈强度削弱系数 frr0接管材料强度削弱系数 fr1开孔补强计算直径 d61.8mm补强区有效宽度 B123.6mm接管有效外伸长度 h115.723

30、mm接管有效内伸长度 h20mm开孔削弱所需的补强面积A25mm2壳体多余金属面积 A1328mm2接管多余金属面积 A250mm2补强区内的焊缝面积 A38mm22A1+A2+A3= 385mm ，大于A，不需另加补强。补强圈面积 A4mm2A-(A1+A2+A3)mm2结论: 合格过程强度设计计算书SW6-201116全 国 化 工设 计 技术 中 心 站开孔补强计算计算集团航空动力系统研究所接 管:N3, 273×12计算: GB150.3-2011等面积补强法，单孔设计条件简图计算pc0.124MPa设计温度84壳体型式圆形筒体壳体材料 名称及类型Q245R板材壳体开焊接接头

31、系数0.85壳体内直径 Di800mm壳体开名义厚度n8mm壳体厚度负偏差 C10.3mm壳体腐蚀裕量 C22mm壳体材料应力t147.2MPa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接管连接型式式接管接管实际内伸长度0mm接管材料 名称及类型20(GB9948)管材接管焊接接头系数1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 C1t1.2mm补强圈厚度负偏差 C1rmm接管材料应力t148MPa补强圈应力tMPa开孔补强计算非圆形开直径255.

32、4mm开径与短径之比1壳体计算厚度0.3966mm接管计算厚度t0.1044mm补强圈强度削弱系数 frr0接管材料强度削弱系数 fr1开孔补强计算直径 d255.4mm补强区有效宽度 B510.8mm接管有效外伸长度 h155.361mm接管有效内伸长度 h20mm开孔削弱所需的补强面积A101mm2壳体多余金属面积 A11354mm2接管多余金属面积 A2963mm2补强区内的焊缝面积 A324mm22A1+A2+A3= 2341mm ，大于A，不需另加补强。补强圈面积 A4mm2A-(A1+A2+A3)mm2结论: 合格过程强度设计计算书SW6-201117全 国 化 工设 计 技术 中 心 站开孔补强计算计算集团航空动力系统研究所接 管:N4, 325×12计算: GB150.3-2011等面积补强法，单孔设计条件简图计算pc0.124MPa设计温度84壳体型式椭圆形封头壳体材料 名称及类型Q245R板材壳体开焊接接头系数0.85壳体内直径 Di800mm壳体开名义厚度n6mm壳体厚度负偏差 C10.3mm壳体腐蚀裕量 C22mm壳体材料应力t147.2MPa椭圆形封头长短轴之比2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250mm接管连接型式式接管接管实际内伸长度0mm接管材料 名称及类型20(GB9948)管