塔设备机械强度校核

1、精选优质文档-倾情为你奉上（一） 已知条件：（1） 塔体直径=800mm，塔高H=29.475m。（2） 设计压力p=2.3Mpa。（3） 设计温度t=19.25,（4） 介质为有机烃类。（5） 腐蚀裕量=4mm。（6） 安装在济南地区（为简化计算，不考虑地震影响）。（二） 设计要求（1） 确定塔体和封头的厚度。（2） 确定裙座以及地脚螺栓尺寸。（三） 设计方法步骤A 材料选择 设计压力p=2.3Mpa,属于中压分离设备，三类容器，介质腐蚀性不提特殊要求，设计温度19.25，考虑选取Q235-C作为塔体材料。B 筒体、封头壁厚确定 先按内压容器设计厚度，然后按自重、液重等引起的正应力及风载荷引

2、起的弯曲应力进行强度和稳定性验算。a 筒体厚度计算按强度条件，筒体所需厚度 =12.75 mm式中Q235-C在19.25时的许用应力。查化工设备机械基础为125Mpa 塔体焊缝为双面对接焊，局部无损检测，=0.85。 腐蚀裕量，取值4mm。按刚度要求，筒体所需最小厚度 =。且不小于3mm。故按刚度条件，筒体厚度仅需3mm。考虑到此塔较高，风载荷较大，而塔的内径不太大，故应适当增加厚度，现假设塔体厚度=20mm，则假设的塔体有效厚度=20-4.8=15.2mm式中钢板厚度负偏差，估计筒体厚度在825mm范围内，查化工设备机械基础的=0.8mm。 b 封头壁厚计算 采用标准椭圆形封头，则 =12

3、.71mm。为便于焊接，取封头与筒体等厚，即=20mm。 C 塔体上各项载荷计算 a 塔质量 塔体质量 =14351 34层塔盘等内件质量约为 =4259 保温层（=100mm，每质量0.5t）质量 =5500 操作平台（共九层，每层500）及斜梯（总高28m，每5m重125kg）质量 =5200 kg 料液（按34层塔盘计）质量 =4070 kg 裙座质量 =1189 kg 充水质量 = 塔操作时质量 =33380 kg 塔体与裙座操作时质量 34569 kg 全塔最大质量 =43489 kg 全塔最小质量 =20740 kg b 塔体的风载荷及风力矩 风载荷P= =0.7;塔高29.475

4、m、=0.8m时酌取=1.75,由化工设备机械基础查的=35Mpa。值如下： 6.410m段=10-6.4=3.6m由化工设备机械基础查的=1.0 1020m段 =20-10=10m =1.14 2030m段 =30-20=10m =1.42 塔体有效直径= ,对于斜梯取=200mm，= ，其最大值为一计算塔段10m中有四层平台，每层平台迎风面积为0.5 ，则 = 为简化计算且偏安全计，各段均取=1224+200+400=2024mm 塔体各段风力： 6.410m段=N1020m=2030m= 塔体底部（1-1截面）弯矩 式中塔体1-1截面到标高10m处的距离，=10-6.4=3.6m。对应于

5、段的风力。 =裙座底部（0-0截面）弯矩 =D 塔体的强度及轴向稳定性验算a 塔底危险截面（1-1）的各项轴向应力计算 b 塔体1-1截面抗压强度及轴向稳定性验算 因此塔底1-1截面满足抗压强度及轴向稳定条件。 c 塔底1-1截面抗拉强度校核 因为 = 故满足抗拉强度条件。上述各项校核表明，塔体厚度=20mm可以满足整个塔体的强度、刚度及稳定性要求。E 裙座的强度及稳定性验算设裙座厚度=20mm，厚度附加量C=1mm，则裙座的有效厚度=20-1=19mm。a 裙座底部0-0截面轴向应力计算操作时全塔质量引起的压应力 风载荷引起的0-0截面弯曲应力 b 裙座底部0-0截面的强度及轴向稳定性校核

6、裙座材料采用Q235-A钢，差化工设备机械基础得而 即裙座出现失稳之前，材料已达弹性极限，因此强度是主要制约因素。由于 因此满足强度及稳定性要求。C 焊缝强度此塔裙座与塔体采用对接焊缝，焊缝承受的组合拉应力为 = =40.1Mpa<.因此焊缝强度足够。式中为焊缝材料在操作温度下的许用应力，查化工设备机械基础取77Mpa.F 水压试验时塔的强度和稳定性验算。A 水压试验时塔体1-1截面的强度条件 式中 p液体静压力，因塔体高约27m，故取 由于 因此满足水压试验强度要求。b 水压试验时裙座底部0-0截面的强度与轴向稳定条件 式中 。 。因此满足强度与轴向稳定性要求。G 裙座基础环设计a 基础环内外径的确定。外径 内径 b 基础环厚度设计采用n=20个均布的地脚螺栓，将基础环固定在混凝土基础上，基础上筋板（设厚度=24mm）间的距离为 基础环的外伸宽度 。两筋板间基础环部分的长宽比 由化工设备机械基础查的基础环也采用Q235-A钢，其厚度为 取=25mmH 地脚螺栓强度设计塔设备在迎风侧作用在基础环上的最小应力为 = = =6.53-0.19 =6.34 MPa由于>