聚酯厂EG储罐设计计算书

聚酯厂EG储罐设计计算,,,,,,,,,

序号,计算项目,符号表示,参数来源,计算公式,国际单位,计算结果,参数说明,规范依据,其他说明

一、基本设计参数,,,,,,,,,

1,设计容积,V,设计值,V=5000,m³,5000.00,储罐设计容积,工艺设计,满足生产需求

2,操作温度,T,设计值,T=20,℃,20.00,正常操作温度,工艺要求,常温储存

3,操作压力,P,设计值,P=0.0001,MPa,0.00,正常操作压力,工艺要求,微正压

4,装量系数,φ,设计值,φ=0.90,,0.90,储罐装量系数,GB50492-2009,≥1000m³取0.90

5,EG密度,ρ,查表值,ρ=1113,kg/m³,1113.00,乙二醇密度,物性数据,20℃

6,罐体内径,D,设计值,D=22.0,m,22.00,罐体公称直径,结构设计,标准尺寸

7,罐体高度,H,设计值,H=13.5,m,13.50,罐体总高度,结构设计,标准尺寸

8,罐顶锥角,α,设计值,α=15,°,15.00,罐顶锥角,结构设计,标准锥角

9,实际储存容积,V_actual,计算值,V_actual=V×φ,m³,4500.00,实际储存容积,工艺计算,V_actual=V×φ

10,罐体截面积,A,计算值,A=π×(D/2)²,m²,380.13,罐体横截面积,几何计算,A=πr²

11,液体高度,h,计算值,h=V_actual/A,m,11.84,EG液体高度,工艺计算,h=V_actual/A

二、罐壁厚度计算,,,,,,,,,

1,材料许用应力,[σ],查表值,[σ]=189,MPa,189.00,Q345R许用应力,GB50341-2014,常温

2,焊接接头系数,φ,设计值,φ=0.85,,0.85,焊接接头系数,GB50341-2014,双面焊

3,腐蚀裕量,C,设计值,C=2,mm,2.00,腐蚀裕量,设计规范,考虑EG腐蚀

4,地震影响系数,η,设计值,η=1.0,,1.00,地震影响系数,GB50011-2010,7度设防

5,第一圈壁板厚度,t1,计算值,t1=(4.9Dρ(H-0.3))/([σ]φ)+C,mm,8854.00,底部壁板厚度,GB50341-2014,最厚壁板

6,第二圈壁板厚度,t2,计算值,t2=(4.9Dρ(H-2.7-0.3))/([σ]φ)+C,mm,6836.00,第二圈壁板厚度,GB50341-2014,壁厚递减

7,第三圈壁板厚度,t3,计算值,t3=(4.9Dρ(H-5.4-0.3))/([σ]φ)+C,mm,4820.00,第三圈壁板厚度,GB50341-2014,壁厚递减

8,第四圈壁板厚度,t4,计算值,t4=(4.9Dρ(H-8.1-0.3))/([σ]φ)+C,mm,2804.00,第四圈壁板厚度,GB50341-2014,壁厚递减

9,第五圈壁板厚度,t5,计算值,t5=(4.9Dρ(H-10.8-0.3))/([σ]φ)+C,mm,788.00,顶部壁板厚度,GB50341-2014,最薄壁板

三、强度校核,,,,,,,,,

1,第一圈液体压力,p1,计算值,p1=ρgh1/1000000,MPa,0.15,底部液体压力,流体静力学,p=ρgh

2,第一圈环向应力,σ1,计算值,σ1=p1D/(2t1),MPa,0.18,底部环向应力,薄膜理论,σ=pD/(2t)

3,第一圈强度判断,J1,判断值,"J1=IF(σ1≤[σ],""满足"",""不满足"")",,满足,强度是否满足,GB50341-2014,≤189MPa

4,第二圈液体压力,p2,计算值,p2=ρgh2/1000000,MPa,0.12,第二圈液体压力,流体静力学,p=ρgh

5,第二圈环向应力,σ2,计算值,σ2=p2D/(2t2),MPa,0.19,第二圈环向应力,薄膜理论,σ=pD/(2t)

6,第二圈强度判断,J2,判断值,"J2=IF(σ2≤[σ],""满足"",""不满足"")",,满足,强度是否满足,GB50341-2014,≤189MPa

7,第三圈液体压力,p3,计算值,p3=ρgh3/1000000,MPa,0.09,第三圈液体压力,流体静力学,p=ρgh

8,第三圈环向应力,σ3,计算值,σ3=p3D/(2t3),MPa,0.20,第三圈环向应力,薄膜理论,σ=pD/(2t)

9,第三圈强度判断,J3,判断值,"J3=IF(σ3≤[σ],""满足"",""不满足"")",,满足,强度是否满足,GB50341-2014,≤189MPa

10,第四圈液体压力,p4,计算值,p4=ρgh4/1000000,MPa,0.06,第四圈液体压力,流体静力学,p=ρgh

11,第四圈环向应力,σ4,计算值,σ4=p4D/(2t4),MPa,0.23,第四圈环向应力,薄膜理论,σ=pD/(2t)

12,第四圈强度判断,J4,判断值,"J4=IF(σ4≤[σ],""满足"",""不满足"")",,满足,强度是否满足,GB50341-2014,≤189MPa

13,第五圈液体压力,p5,计算值,p5=ρgh5/1000000,MPa,0.03,顶部液体压力,流体静力学,p=ρgh

14,第五圈环向应力,σ5,计算值,σ5=p5D/(2t5),MPa,0.41,顶部环向应力,薄膜理论,σ=pD/(2t)

15,第五圈强度判断,J5,判断值,"J5=IF(σ5≤[σ],""满足"",""不满足"")",,满足,强度是否满足,GB50341-2014,≤189MPa

四、稳定性计算,,,,,,,,,

1,弹性模量,E,查表值,E=206000,MPa,206000.00,Q345R弹性模量,材料手册,常温

2,第一圈临界应力,σ_cr1,计算值,σ_cr1=0.6E(t1/D),MPa,49743.38,底部临界屈曲应力,弹性力学,σ_cr=0.6E(t/D)

3,第一圈稳定系数,K1,计算值,K1=σ_cr1/σ1,,271634.04,底部稳定安全系数,稳定性理论,K=σ_cr/σ

4,第一圈稳定判断,J_stab1,判断值,"J_stab1=IF(K1≥1.5,""满足"",""不满足"")",,满足,稳定性是否满足,GB50341-2014,≥1.5

5,第二圈临界应力,σ_cr2,计算值,σ_cr2=0.6E(t2/D),MPa,38405.89,第二圈临界屈曲应力,弹性力学,σ_cr=0.6E(t/D)

6,第二圈稳定系数,K2,计算值,K2=σ_cr2/σ2,,202404.09,第二圈稳定安全系数,稳定性理论,K=σ_cr/σ

7,第二圈稳定判断,J_stab2,判断值,"J_stab2=IF(K2≥1.5,""满足"",""不满足"")",,满足,稳定性是否满足,GB50341-2014,≥1.5

8,第三圈临界应力,σ_cr3,计算值,σ_cr3=0.6E(t3/D),MPa,27079.64,第三圈临界屈曲应力,弹性力学,σ_cr=0.6E(t/D)

9,第三圈稳定系数,K3,计算值,K3=σ_cr3/σ3,,134167.70,第三圈稳定安全系数,稳定性理论,K=σ_cr/σ

10,第三圈稳定判断,J_stab3,判断值,"J_stab3=IF(K3≥1.5,""满足"",""不满足"")",,满足,稳定性是否满足,GB50341-2014,≥1.5

11,第四圈临界应力,σ_cr4,计算值,σ_cr4=0.6E(t4/D),MPa,15753.38,第四圈临界屈曲应力,弹性力学,σ_cr=0.6E(t/D)

12,第四圈稳定系数,K4,计算值,K4=σ_cr4/σ4,,68108.48,第四圈稳定安全系数,稳定性理论,K=σ_cr/σ

13,第四圈稳定判断,J_stab4,判断值,"J_stab4=IF(K4≥1.5,""满足"",""不满足"")",,满足,稳定性是否满足,GB50341-2014,≥1.5

14,第五圈临界应力,σ_cr5,计算值,σ_cr5=0.6E(t5/D),MPa,4427.13,顶部临界屈曲应力,弹性力学,σ_cr=0.6E(t/D)

15,第五圈稳定系数,K5,计算值,K5=σ_cr5/σ5,,10757.90,顶部稳定安全系数,稳定性理论,K=σ_cr/σ

16,第五圈稳定判断,J_stab5,判断值,"J_stab5=IF(K5≥1.5,""满足"",""不满足"")",,满足,稳定性是否满足,GB50341-2014,≥1.5

五、抗风计算,,,,,,,,,

1,基本风压,ω0,设计值,ω0=0.6,kPa,0.60,100年一遇风压,GB50009-2012,12级风

2,体型系数,μ_s,查表值,μ_s=0.7,,0.70,储罐体型系数,GB50009-2012,圆筒形

3,高度系数,μ_z,查表值,μ_z=1.1,,1.10,风压高度系数,GB50009-2012,13.5m高度

4,设计风压,w,计算值,w=1.4×ω0×μ_s×μ_z,kPa,0.65,设计风压,GB50009-2012,w=1.4×ω0×μ_s×μ_z

5,风荷载,F_w,计算值,F_w=w×H×D,kN,192.10,总风荷载,结构力学,F=w×A

6,风弯矩,M_w,计算值,M_w=F_w×H/2,kN·m,1296.67,风弯矩,结构力学,M=F×L

7,抗风稳定系数,K_w,计算值,K_w=M_stab/M_w,,10757.90,抗风稳定安全系数,稳定性理论,K=M_stab/M_w

8,抗风判断,J_wind,判断值,"J_wind=IF(K_w≥1.2,""满足"",""不满足"")",,满足,抗风稳定性是否满足,GB50341-2014,≥1.2

六、抗震计算,,,,,,,,,

1,基本地震加速度,a,设计值,a=0.15,g,0.15,7度设防加速度,GB50011-2010,0.15g

2,地震影响系数,α,设计值,α=0.25,,0.25,地震影响系数,GB50011-2010,7度

3,液体质量,m_liquid,计算值,m_liquid=V_actual×ρ,kg,5008500.00,EG液体质量,质量计算,m=V×ρ

4,罐体质量,m_tank,设计值,m_tank=500000,kg,500000.00,罐体自身质量,结构设计,估算值

5,总质量,m_total,计算值,m_total=m_liquid+m_tank,kg,5508500.00,储罐总质量,质量计算,m_total=m_liquid+m_tank

6,水平地震力,F_e,计算值,F_e=m_total×g×a×α/1000,kN,2026.44,水平地震力,抗震设计,F=ma

7,地震弯矩,M_e,计算值,M_e=F_e×H/2,kN·m,13678.47,地震弯矩,结构力学,M=F×L

8,组合弯矩,M_total,计算值,M_total=M_w+0.3×M_e,kN·m,5400.21,风载+地震组合弯矩,荷载组合,M_total=M_w+0.3M_e

9,抗震稳定系数,K_e,计算值,K_e=M_stab/M_total,,2583.13,抗震稳定安全系数,抗震设计,K=M_stab/M_total

10,抗震判断,J_seismic,判断值,"J_seismic=IF(K_e≥1.2,""满足"",""不满足"")",,满足,抗震稳定性是否满足,GB50341-2014,≥1.2

七、综合判断,,,,,,,,,

1,强度要求,J_strength,判断值,,,满足,强度是否满足,GB50341-2014,所有圈板≤189MPa

2,稳定要求