化工设计竞赛脱醋酸塔T0301设备计算书.docx
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化工设计竞赛脱醋酸塔T0301设备计算书
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
计算依据：
NB/T47041-2014
计算条件
塔型
填料
容器分段数（不包括裙座）
2
压力试验类型
液压
封头
上封头
下封头
材料名称
S31603
S31603
名义厚度（mm）
8
8
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）
1
0.121
143
1880
7
3800
S31603
2
0.121
143
3000
7
3800
S31603
3
4
5
6
7
8
9
10
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）
1
2
0.85
0.85
0
0.14
0.197585
2
2
0.85
0.85
0
0.14
0.197585
3
4
5
6
7
8
9
10
内件及偏心载荷
介质密度
kg/m3
0
塔釜液面离焊接接头的高度
mm
0
塔板分段数
1
2
3
4
5
塔板型式
塔板层数
每层塔板上积液厚度
mm
最高一层塔板高度
mm
最低一层塔板高度
mm
填料分段数
1
2
3
4
5
填料顶部高度
mm
6730
10730
填料底部高度
mm
4850
7730
填料密度
kg/m3
400
400
集中载荷数
1
2
3
4
5
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/m2
200
基础高度
mm
1000
塔器保温层厚度
mm
0
保温层密度
kg/m3
0
裙座防火层厚度
mm
50
防火层密度
kg/m3
1900
管线保温层厚度
mm
0
最大管线外径
mm
0
笼式扶梯与最大管线的相对位置
90
场地土类型
I1
场地土粗糙度类别
A
地震设防烈度
7度（0.1g）
设计地震分组
第三组
地震影响系数最大值max
0.08
阻尼比
0.01
塔器上平台总个数
0
平台宽度
mm
0
塔器上最高平台高度
mm
0
塔器上最低平台高度
mm
0
裙座
裙座结构形式
圆筒形
裙座底部截面内径
mm
3850
裙座与壳体连接形式
对接
裙座高度
mm
3850
裙座材料名称
Q235-C
裙座设计温度
℃
25
裙座腐蚀裕量
mm
1
裙座名义厚度
mm
20
裙座材料许用应力
MPa
122.438
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
1000
裙座上较大孔引出管内径（或宽度）
mm
600
裙座上较大孔引出管厚度
mm
10
裙座上较大孔引出管长度
mm
250
地脚螺栓及地脚螺栓座
地脚螺栓材料名称
Q235
地脚螺栓材料许用应力
MPa
147
地脚螺栓个数
36
地脚螺栓公称直径
mm
24
全部筋板块数
72
相邻筋板最大外侧间距
mm
257.796
筋板内侧间距
mm
70
筋板厚度
mm
12
筋板宽度
mm
100
盖板类型
整块
盖板上地脚螺栓孔直径
mm
40
盖板厚度
mm
16
盖板宽度
mm
0
垫板
有
垫板上地脚螺栓孔直径
mm
27
垫板厚度
mm
12
垫板宽度
mm
50
基础环板外径
mm
4030
基础环板内径
mm
3710
基础环板名义厚度
mm
20
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
8
8
0.299
第1段圆筒
7
7
0.247
第1段变径段
第2段圆筒
7
7
0.247
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
8
8
0.299
裙座
名义厚度（mm）
取用厚度（mm）
20
20
风载及地震载荷
0－0
A－A
裙座与筒体连接段
1－1（筒体）
1－1（下封头）
2－2
3－3
操作质量
32948.8
29448.3
18290.4
18290.4
12740.4
最小质量
19883.8
16383.4
5225.38
5225.38
3667.53
压力试验时质量
90500.9
87000.4
5225.38
5225.38
3667.53
风弯矩
4.899e+07
3.861e+07
1.573e+07
1.573e+07
6.062e+06
Mca（I）
Mca（II）
顺风向弯矩
（I）
顺风向弯矩
（II）
组合风弯矩
4.899e+07
3.861e+07
1.573e+07
1.573e+07
6.062e+06
地震弯矩
注:
计及高振型时,此项按B.24计算
-1.298e+06
-1.084e+06
-5.333e+05
-5.333e+05
-2.306e+05
偏心弯矩
0
0
0
0
0
最大弯矩
需横风向计算时
4.899e+07
3.861e+07
1.573e+07
1.573e+07
6.062e+06
垂直地震力
0
0
0
0
0
应力计算
24.46
20.17
24.46
1.43
1.36
3.20
2.64
2.23
0.23
0.18
0.30
0.24
0.11
0.91
0.75
0.64
28.30
23.33
28.30
3.93
4.01
0.91
0.75
0.64
0.07
0.06
0.09
0.07
0.03
[]t
122.44
122.44
117.42
117.42
117.42
B
109.87
109.87
31.37
36.29
31.37
组合应力校核
（内压）,
（外压）
21.55
17.77
22.34
许用值
119.77
119.77
119.77
（内压）,
（外压）
1.65
1.54
1.21
1.00
0.75
许用值
131.84
131.84
37.64
43.55
37.64
27.47
22.65
27.69
许用值
162.00
162.00
162.00
3.99
4.06
1.00
0.83
0.68
许用值
109.87
109.87
32.50
45.77
32.50
79.97
65.94
79.97
许用值
162.00
162.00
162.00
校核结果
合格
合格
合格
合格
合格
注1:
ij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）
[]t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:
A1:
轴向最大组合拉应力A2:
轴向最大组合压应力
A3:
液压试验时轴向最大组合拉应力A4:
液压试验时轴向最大组合压应力
:
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
mm3
1.81042e+09
基础环板面积
mm2
1.94527e+06
基础环板计算力矩
Nmm
1046.91
基础环板需要厚度
mm
6.54
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
MPa
0.46
受风载时基础环板与基础表面间虚拟的最大拉应力
MPa
0.00
受地震载荷时基础环板与基础表面间虚拟的最大拉应力
MPa
0.00
地脚螺栓剪应力
MPa
地脚螺栓需要的螺纹小径
mm
0
地脚螺栓实际的螺纹小径
mm
20.752
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
MPa
0.00
筋板许用应力
MPa
0.00
筋板校核结果
合格
盖板最大应力
MPa
0.00
盖板许用应力
MPa
147
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
kg
18290.4
焊接接头截面上的最大弯矩
Nmm
1.57326e+07
对接接头校核
对接接头横截面
mm2
226179
对接接头抗弯断面模数
mm3
2.17697e+08
对接焊接接头在操作工况下最大拉应力
MPa
-0.72
对接焊接接头拉应力许可值
MPa
84.5424
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
mm
20
容器总容积
mm3
7.06171e+10
直立容器总高
mm
9728
壳体和裙座质量
kg
12525.3
附件质量
kg
2505.07
内件质量
kg
0
保温层质量
kg
4504.22
平台及扶梯质量
kg
349.2
操作时物料质量
kg
13065
液压试验时液体质量
kg
70617.1
吊装时空塔质量
kg
15030.4
直立容器的操作质量
kg
32948.8
直立容器的最小质量
kg
19883.8
直立容器的最大质量
kg
90500.9
空塔重心至基础环板底截面距离
mm
3588.25
直立容器自振周期
s
11.60
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
N
10991.1
地震载荷对直立容器总的横推力
N
-214.987
操作工况下容器顶部最大挠度
mm
0.00919194
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
GB150.3-2011
计算条件
椭圆封头简图
计算压力pc
0.12
MPa
设计温度t
143.00
C
内径Di
3800.00
mm
曲面深度hi
950.00
mm
材料
S31603（板材）
设计温度许用应力t
117.42
MPa
试验温度许用应力
120.00
MPa
钢板负偏差C1
0.30
mm
腐蚀裕量C2
2.00
mm
焊接接头系数
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=1.25p
=0.1400（或由用户输入）
MPa
压力试验允许通过的应力t
T0.90s=162.00
MPa
试验压力下封头的应力
T=
=54.94
MPa
校核条件
TT
校核结果
合格
厚度及重量计算
形状系数
K=
=1.0000
计算厚度
h=
=2.30
mm
有效厚度
eh=nh-C1-C2=5.70
mm
最小厚度
min=5.70
mm
名义厚度
nh=8.00
mm
结论
满足最小厚度要求
重量
984.66
Kg
压力计算
最大允许工作压力
[pw]=
=0.29920
MPa
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
GB150.3-2011
计算条件
椭圆封头简图
计算压力pc
0.12
MPa
设计温度t
143.00
C
内径Di
3800.00
mm
曲面深度hi
950.00
mm
材料
S31603（板材）
设计温度许用应力t
117.42
MPa
试验温度许用应力
120.00
MPa
钢板负偏差C1
0.30
mm
腐蚀裕量C2
2.00
mm
焊接接头系数
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=1.25p
=0.1976（或由用户输入）
MPa
压力试验允许通过的应力t
T0.90s=162.00
MPa
试验压力下封头的应力
T=
=77.54
MPa
校核条件
TT
校核结果
合格
厚度及重量计算
形状系数
K=
=1.0000
计算厚度
h=
=2.30
mm
有效厚度
eh=nh-C1-C2=5.70
mm
最小厚度
min=5.70
mm
名义厚度
nh=8.00
mm
结论
满足最小厚度要求
重量
984.66
Kg
压力计算
最大允许工作压力
[pw]=
=0.29920
MPa
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
GB150.3-2011
计算条件
筒体简图
计算压力pc
0.12
MPa
设计温度t
143.00
C
内径Di
3800.00
mm
材料
S31603（板材）
试验温度许用应力
120.00
MPa
设计温度许用应力t
117.42
MPa
试验温度下屈服点s
180.00
MPa
钢板负偏差C1
0.30
mm
腐蚀裕量C2
2.00
mm
焊接接头系数
0.85
厚度及重量计算
计算厚度
=
=2.30
mm
有效厚度
e=n-C1-C2=4.70
mm
名义厚度
n=7.00
mm
重量
1235.50
Kg
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
=0.1976（或由用户输入）
MPa
压力试验允许通过
的应力水平T
T0.90s=162.00
MPa
试验压力下
圆筒的应力
T=
=94.09
MPa
校核条件
TT
校核结果
合格
压力及应力计算
最大允许工作压力
[pw]=
=0.24659
MPa
设计温度下计算应力
t=
=48.98
MPa
t
99.81
MPa
校核条件
t≥t
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
GB150.3-2011
计算条件
筒体简图
计算压力pc
0.12
MPa
设计温度t
143.00
C
内径Di
3800.00
mm
材料
S31603（板材）
试验温度许用应力
120.00
MPa
设计温度许用应力t
117.42
MPa
试验温度下屈服点s
180.00
MPa
钢板
升级会员 