塔设备课程设计.docx
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塔设备课程设计
设计任务书2
参考数据3
一、塔体的设计条件4
二、按计算压力计算塔体和封头的厚度5
三、塔设备质量载荷计算6
四、风载荷与风弯矩计算10
五、地震载荷计算15
六、偏心弯矩计算17
七、各种载荷引起的轴向应力17
八、筒体和裙座危险截面的强度性校核.….…20
九、塔体水压试验和吊装时的应力校核24
十、基础环设计26
十^一、地脚螺栓计算28
塔的机械设计结果30
主要符号说明31
参考文献33
塔设备设计任务书
一、设计内容
1、根据操作条件选择塔体、裙座材料；
2、塔设备机械设计；
3、塔设备结构设计；
4、编写设计计算说明书，主要内容：
1目录；
2设计任务书；
3设计方案的确定，包括材料选择、塔设备结构设计等;
4塔设备机械设计过程；
5设计小结；
6参考资料；
7附图：
总装图（单溢流）
塔盘板结构示意图；
塔板连结结构示意图；
塔盘支撑结构示意图（单溢流）；
裙座与塔体焊缝结构图；
设计参考数据
塔体内径/mm
2000
塔咼/mm
28000
计算压力/MPa
1.2
设计温度/C
200
设置地区
福州
地震设防烈度/度
8
场地土类
H类
设计基本地震加速度
0.2g
地面粗糙度
B类
塔盘数
46
塔盘存留介质层高
度/mm
100
塔釜存留介质咼度
/mm
2000
塔盘间距/mm
450
介质密度/kg/m3
830
人孔间距/m
5
半圆形平台数
平台宽度
800
平台高度
1000
保温层材料密度/
kg/m3
320
保温层厚度/mm
115
再沸器操作质量
/kg
3600
再沸器偏心距/mm
2000
介质腐蚀性
无明显腐蚀
、塔体的设计条件
一、1、塔体的内径Dj=2000mm，塔高近
似取H=28000mm;
2、计算压力Pc=1.2Mpa，设计温度200C;
3、设置地区：
基本风压值q0=6OON/m2,地震设防烈度8度，场地土类：
H类，
t—5设计地震分组：
第二组，设计基本地卡震加速度：
0.2g;
4、塔内装有46层浮阀塔盘，每块塔盘上存有介质高度为hw=100mm，介质密度
为:
^=830kg/m3
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5、沿塔高每5m左右开设一个人孔，人孔数为6个，相应在人孔处安装的半圆形平台为6个，平台宽度B=800mm,
高度为1000mm：
6、塔外保温层厚度s-115mm,保温材料密度
为320kg/m3
7、塔体与裙座间悬挂一再沸器，其操作质量为m^=3600kg，偏心距e=2000mm;
8塔体在200C的条件下工作，介质无明显腐蚀，筒体与封头材料选Q345R，裙座材料选用Q235-B,材料的有关性能参数如下：
Q345R
［汀=183MPa,［二］=189MPa,亠=345MPa
E=1.91"05MPa
Q235-B
［汀=113MPa,［；「］=113MPa,J=235MPa；
9、塔体与裙座对接焊接，焊接接头系数「二0.85;
10、塔体与封头厚度附加量C=2mm,裙座厚度附加量
C=2mm。
二、按计算压力计算塔体和封头厚度
1、塔体厚度计算
PcDi
2产］七：
-Pc
1.22000
21830.85-1.2
二7.74mm
考虑厚度附加量C=2mm,经圆整后取^12mm
2、封头厚度计算
1.2x2000
21830.85-0.51.2
考虑厚度附加量C=2mm,经圆整后取：
n"2mm三、塔设备质量载荷计算
1、筒体圆筒、封头、裙座质量％
圆筒质量:
封头质量:
裙座质量:
mj=59624.21=14429kg
m2=4382-87g>
m3=5963.06=1824kg
m01二耳m2m3=144298761824=17129kg
说明：
（1）塔体总高度
H0=H-0.65-3.06-20.0^24.21m；
（2）查的DN2000mm,厚度12mm的圆筒质量为596kg/m;
（3）查的DN2000mm，厚度12mm的椭圆形封头质量为438kg/m
（封头曲面深度500mm，直边高度40mm）；
（4）裙座高度3060mm，厚度按12mm计。
2、塔内构件质量m02
■":
22
m02Di7546=0.785227546=10833kg
4
（浮阀塔盘质量75kg/m2）
3、保温层质量m03
666P
其中，mo3为圭寸头保温层的质量，kg
4、平台、扶梯质量mo4
兀221
mo4=4【（Di2、n2s2B）2—（Di2n2s）2]-nqp7fHf
2
=0.785[220.01220.11520.8）-（2
2
20.01220.115）]0.561504027
=34521080=4532kg
说明：
由表8-1查得平台单位面积质量
qp=150kg/m2,笼式扶梯单位长度质量
qF=40kg/m;笼式扶梯总高Hf=27m,平台数量为
6;平台宽度B=800mm.
5、操作时物料质量m05
■2--2
m°5■DihwN“1■—Dih°"1■Vf“1
44
=0.78540.1468300.78541.88301.18830
=17659kg
说明：
物料密度"830kg/m3,封头内容积V=1.18m3,
塔釜圆筒部分深度ho=1.8m,塔板数N=46,塔板上液
层高度hw=0.1m。
6、附件质量ma
按经验取附件质量为
叫=0.25m01=0.2517129=4282kg
7、充水质量为mw
mwDi'?
wH02Vf\=0.7852224.21100021.18100^78379kg
4
其中:
:
w=1000kg/m3
&各种质量载荷汇总
将全塔分为6段，计算各质量载荷（计算中近似）
塔段
0〜1
1〜2
2〜3
3〜4
4〜5
5〜顶
合计
塔段长度/mm
1000
2000
7000
6000
6000
6000
28000
人孔与平台数
0
0
1
2
1
2
6
塔板数
0
0
9
13
14
10
46
mi/kg
596
1630
4172
3576
3576
3579
17129
注：
2m裙座+下封头质量=2X596+438=1630，其余为596X各塔段长度
m02/kg
-
-
2119
3062
3297
2355
10833
注：
塔盘质量-0.785X4X75X各段塔盘数，塔盘单位面积质量为75kg/m2
m03/kg
-
115
1730
1483
1483
1403
6214
注：
保温材料，下封头质量115，其余为单位长度保温层质量X各塔段长度
m04/kg
40
80
856
1391
815
1350
4532
注：
平台扶梯质量，每个平台质量为575.4kg，每米扶梯为40kg，平台质量算法冋前
m05/kg
-
979
7037
3388
3649
2606
17659
注：
封头内的物料质量-830X1.18-979，其余各段为各段塔板总的存留介质质量
2〜3段为塔釜直筒段存留介质质量+9块塔板上存留的介质质量
ma/kg
149
407
1043
894
894
895
4282
注：
附件质量-0.25Xm1
mw/kg
一
1180
21980
18840
18840
17539
78379
充水质量-塔容积X水密度，1〜2段为封头充水质量-1.18X1000-1180
me/kg
一
1300
2300
3600
m0/kg
785
4511
19257
13794
13714
12189
64250
各塔段最小质量
785
3532
11100
7380
7427
7700
37924
全塔操作质量-m01+m02+m03+m04+m05+ma+me-64250kg
全塔最小质量-m01+0.2m02+m03+m04+ma+me-37924kg
水压试验时最大质量-m01+m02+m03+m04+mw+ma+me-124969kg
全塔操作质量
m。
二m°im°2m°3m°4m°5m^m°
=1712910833621445321765942823600
二64250kg
全塔最小质量
mmin二m°10.2m°2m°3m°4mame
二171290.2108336214453242823600
二37924kg
水压试验时最大质量
mmax二m°1m°2m°3m°4m^m^m°
二1712910833621445324282783793600
二124969kg
四、风载荷与风弯矩计算
1、风载荷计算示例
以2~3段为例计算风载荷P3
P3二QK23q0f3l3De310"（N）
式中：
K!
——体形系数，对圆筒形谷器，K—0.7q0——10m高处基本风压值，qo-600N/m2f3――风压高度变化系数，查表8-5得f3=1.00l3计算段长度，l^7000mm
V3――脉动影响系数，由表8-7得：
V3=0.72
Ti——塔的基本自振周期，对等直径、等厚
度得圆截面塔:
脉动增大系数，根据自振周期Ti，由
表8-6查的：
*=2.27
Z3振型系数，由表8-8得：
Z3=0.19
K23——风振系数
De3――塔的有效直径。
设笼式扶梯与塔顶管线成
90°,取下a、b中较大者。
a.De^D0i2S3K3K4
b.De3二D°i2s3■K4d02「ps
K3=400mm，d0=400mm，、s3=ps=115mm
2瓦A2汇2汉800=<1000
K4457（mm）
I37000
a.De3=2024211540045^3111（mm）
b.De3二20242115400457230二3341（mm）
取De3=3341mm
p=KiK23q0f3l3De310
=0.71.31160017000334110"6
=12877（N）
2、各段塔风载荷计算结果
塔段号
1
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