化工设计竞赛反应精馏塔T0601.docx
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化工设计竞赛反应精馏塔T0601
塔设备校核
计算单位
中南大学圆梦人
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）
1
压力试验类型
液压
封头
上封头
下封头
材料名称
07MnNiMoDR
07MnNiMoDR
名义厚度（mm）
12
12
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
0.12
100
28340
12
1400
07MnNiMoDR
2
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
0.15
0.431939
2
3
4
5
6
7
8
9
10
内件及偏心载荷
介质密度
kg/m3
772
塔釜液面离焊接接头的高度
mm
0.6
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
9460
14870
20680
26490
填料底部高度
mm
4660
10470
15880
21690
填料密度
kg/m3
300
300
280
280
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
集中载荷方位角
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
400
基础高度
mm
20
塔器保温层厚度
mm
50
保温层密度
kg/m3
300
裙座防火层厚度
mm
200
防火层密度
kg/m3
300
管线保温层厚度
mm
20
最大管线外径
mm
355.6
笼式扶梯与最大管线的相对位置
90
场地土类型
III
场地土粗糙度类别
A
地震设防烈度
低于7度
设计地震分组
第一组
地震影响系数最大值max
3.28545e-66
阻尼比
0.01
塔器上平台总个数
4
平台宽度
mm
800
塔器上最高平台高度
mm
31500
塔器上最低平台高度
mm
3000
阻尼比（检修工况）
0.01
管道力
1
2
3
4
5
管道力方向
管道力大小
N
管道力到容器中心线（或基础）的距离
mm
管道力方位角
6
7
8
9
10
管道力方向
管道力大小
N
管道力到容器中心线（或基础）的距离
mm
管道力方位角
裙座
裙座结构形式
圆筒形
裙座底部截面内径
mm
1400
裙座与壳体连接形式
对接
裙座高度
mm
3050
裙座材料名称
Q345R
裙座设计温度
℃
60
裙座腐蚀裕量
mm
3
裙座名义厚度
mm
20
裙座材料许用应力
MPa
185
裙座与筒体连接段的材料
Q345R
裙座与筒体连接段在设计温度下许用应力
MPa
185
裙座与筒体连接段长度
mm
24
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
88.9
裙座上较大孔引出管厚度
mm
5.6
裙座上较大孔引出管长度
mm
200
地脚螺栓及地脚螺栓座
地脚螺栓材料名称
Q345
地脚螺栓材料许用应力
MPa
170
地脚螺栓个数
36
地脚螺栓公称直径
mm
48
全部筋板块数
24
相邻筋板最大外侧间距
mm
134.433
筋板内侧间距
mm
134.433
筋板厚度
mm
80
筋板宽度
mm
150
盖板类型
整块
盖板上地脚螺栓孔直径
mm
65
盖板厚度
mm
150
盖板宽度
mm
0
垫板
有
垫板上地脚螺栓孔直径
mm
51
垫板厚度
mm
20
垫板宽度
mm
100
基础环板外径
mm
1540
基础环板内径
mm
1100
基础环板名义厚度
mm
100
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
12
12
2.653
第1段圆筒
12
12
2.644
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
12
12
2.653
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
32788.8
31603
28056.2
28035.1
28035.1
最小质量
24064.8
22879
19332.3
19311.1
19311.1
压力试验时质量
68563.1
67377.3
63830.6
19311.1
19311.1
风弯矩
7.991e+08
7.564e+08
6.729e+08
6.719e+08
6.719e+08
横风向弯矩Mca（I）
2.416e+08
2.305e+08
2.08e+08
2.077e+08
2.077e+08
横风向弯矩Mca（II）
顺风向弯矩
（I）
5.851e+07
5.532e+07
4.91e+07
4.902e+07
4.902e+07
顺风向弯矩
（II）
0
0
0
0
0
组合风弯矩
7.991e+08
7.564e+08
6.729e+08
6.719e+08
6.719e+08
地震弯矩
注:
计及高振型时,此项按B.24计算
0
0
0
0
0
偏心弯矩
0
0
0
0
0
最大弯矩
需横风向计算时
7.991e+08
7.564e+08
6.729e+08
6.719e+08
6.719e+08
垂直地震力
0
0
0
0
0
应力计算
4.33
4.33
4.38
4.16
3.54
6.45
6.45
31.08
22.95
24.70
45.00
45.00
4.44
4.44
5.41
5.41
9.16
8.86
8.04
4.44
4.44
9.32
6.88
7.41
13.50
13.50
[]t
185.00
185.00
185.00
226.00
226.00
B
161.07
161.07
155.01
171.22
170.67
组合应力校核
（内压）,
（外压）
42.88
42.88
许用值
230.52
230.52
（内压）,
（外压）
35.46
27.10
28.23
49.44
49.44
许用值
193.28
193.28
186.02
205.47
204.80
14.47
14.47
许用值
441.00
441.00
18.48
15.75
15.45
17.94
17.94
许用值
165.36
165.36
165.36
171.22
170.67
31.39
31.39
许用值
441.00
441.00
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
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
28035.1
焊接接头截面上的最大弯矩
Nmm
6.71935e+08
内件质量
kg
0
保温层质量
kg
2876.51
平台及扶梯质量
kg
3890.01
操作时物料质量
kg
8723.95
液压试验时液体质量
kg
44498.3
吊装时空塔质量
kg
17298.3
直立容器的操作质量
kg
32788.8
直立容器的最小质量
kg
24064.8
直立容器的最大质量
kg
68563.1
空塔重心至基础环板底截面距离
mm
14875.5
直立容器自振周期
s
1.05
第二振型自振周期
s
0.18
第三振型自振周期
s
0.07
临界风速（第一振型）
7.26
临界风速（第二振型）
雷诺系数
3590976.44
设计风速
34.15
风载对直立容器总的横推力
N
43069
地震载荷对直立容器总的横推力
N
0
操作工况下容器顶部最大挠度
mm
47.6859
容器许用外压
MPa
操作工况下塔顶振幅
mm
25.4199
检修工况下塔顶振幅
mm
0
检修工况下自振周期
s
0.920814
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
中南大学圆梦人
计算所依据的标准
GB/T150.3-2011
计算条件
椭圆封头简图
计算压力pc
0.24
MPa
设计温度t
100.00
C
内径Di
1400.00
mm
曲面深度hi
350.00
mm
材料
07MnNiMoDR（板材）
设计温度许用应力t
226.00
MPa
试验温度许用应力
226.00
MPa
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
=0.1500（或由用户输入）
MPa
压力试验允许通过的应力t
T0.90ReL=441.00
MPa
试验压力下封头的应力
T=
=12.78
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=
=0.87
mm
有效厚度
eh=nh-C1-C2=9.70
mm
最小厚度
min=3.00
mm
名义厚度
nh=12.00
mm
结论
满足最小厚度要求
重量
218.40
Kg
压力计算
最大允许工作压力
[pw]=
=2.65277
MPa
结论
合格
下封头校核计算
计算单位
中南大学圆梦人
计算所依据的标准
GB/T150.3-2011
计算条件
椭圆封头简图
计算压力pc
0.12
MPa
设计温度t
100.00
C
内径Di
1400.00
mm
曲面深度hi
350.00
mm
材料
07MnNiMoDR（板材）
设计温度许用应力t
226.00
MPa
试验温度许用应力
226.00
MPa
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
=0.4319（或由用户输入）
MPa
压力试验允许通过的应力t
T0.90ReL=441.00
MPa
试验压力下封头的应力
T=
=36.80
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=
=0.44
mm
有效厚度
eh=nh-C1-C2=9.70
mm
最小厚度
min=3.00
mm
名义厚度
nh=12.00
mm
结论
满足最小厚度要求
重量
218.40
Kg
压力计算
最大允许工作压力
[pw]=
=2.65277
MPa
结论
合格
内压圆筒校核
计算单位
中南大学圆梦人
计算所依据的标准
GB/T150.3-2011
计算条件
筒体简图
计算压力pc
0.12
MPa
设计温度t
100.00
C
内径Di
1400.00
mm
材料
07MnNiMoDR（板材）
试验温度许用应力
226.00
MPa
设计温度许用应力t
226.00
MPa
试验温度下屈服点ReL
490.00
MPa
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
=
=0.44
mm
有效厚度
e=n-C1-C2=9.70
mm
名义厚度
n=12.00
mm
重量
11841.96
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
=0.4319（或由用户输入）
MPa
压力试验允许通过
的应力水平T
T0.90ReL=441.00
MPa
试验压力下
圆筒的应力
T=
=36.93
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]=
=2.64364
MPa
设计温度下计算应力
t=
=8.72
MPa
t
192.10
MPa
校核条件
t≥t
结论
合格
开孔补强计算
计算单位
中南大学圆梦人
接管:
N1,φ323.9×6.3
计算方法:
GB/T150.3-2011等面积补强法，单孔
设计条件
简图
计算压力pc
0.12
MPa
设计温度
100
℃
壳体型式
椭圆形封头
壳体材料
名称及类型
S30408
板材
壳体开孔处焊接接头系数φ
1
壳体内直径Di
1300
mm
壳体开孔处名义厚度δn
12
mm
壳体厚度负偏差C1
0.3
mm
壳体腐蚀裕量C2
2
mm
壳体材料许用应力[σ]t
137
MPa
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
200
mm
接管连接型式
插入式接管
接管实际内伸长度
0
mm
接管材料
10（GB8163）
接管焊接接头系数
1
名称及类型
管材
接管腐蚀裕量
2
mm
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C1t
0.5
mm
补强圈厚度负偏差C1r
mm
接管材料许用应力[σ]t
121
MPa
补强圈许用应力[σ]t
MPa
开孔补强计算
非圆形开孔长直径
77
mm
开孔长径与短径之比
1
壳体计算厚度δ
0.5696
mm
接管计算厚度δt
0.0357
mm
补强圈强度削弱系数frr
0
接管材料强度削弱系数fr
0.8832
开孔补
升级会员 