化工设计竞赛脱醋酸塔T0301设备计算书.docx

1、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/T 47041-2014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)10.121143188073800S3160320.121143300073800S3160

2、3345678910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)120.850.8500.140.197585220.850.8500.140.197585345678910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12345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12345填 料 顶 部 高 度mm 6730 1

3、0730 填 料 底 部 高 度mm 4850 7730 填 料 密 度kg/m3 400 400 集 中 载 荷 数12345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

4、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 max0.08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mm1裙 座 名 义 厚

5、 度mm 20裙 座 材 料 许 用 应 力MPa122.438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）mm600裙 座 上 较 大 孔 引 出 管 厚 度mm 10裙座上较大孔引出管长度mm250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

6、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

7、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

8、 0.299 裙 座名 义 厚 度 (mm)取 用 厚 度 (mm) 20 20风 载 及 地 震 载 荷00AA裙座与筒体连接段11(筒体)11(下封头)2233操 作 质 量 32948.829448.318290.418290.412740.4最 小 质 量 19883.816383.45225.385225.383667.53压 力 试 验 时 质 量90500.987000.45225.385225.383667.53风 弯 矩 4.899e+073.861e+071.573e+071.573e+076.062e+06Mca (I) Mca (II) 顺风向弯矩 (I)顺风向弯矩 (

9、II)组合风 弯 矩 4.899e+073.861e+071.573e+071.573e+076.062e+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 00000最 大 弯 矩 需横风向计算时 4.899e+073.861e+071.573e+071.573e+076.062e+06垂 直 地 震 力 00000应 力 计 算24.4620.1724.461.431.363.202.642.230.230.180.300.240.110.910.750.6428.30

10、23.3328.303.934.010.910.750.640.070.060.090.070.03t122.44122.44117.42117.42117.42B109.87109.8731.3736.2931.37组合应力校核(内压),(外压)21.5517.7722.34许 用 值119.77119.77119.77(内压),(外压)1.651.541.211.000.75许 用 值131.84131.8437.6443.5537.6427.4722.6527.69许 用 值162.00162.00162.003.994.061.000.830.68许 用 值109.87109.8732

11、.5045.7732.5079.9765.9479.97许 用 值162.00162.00162.00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

12、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 mm31.81042e+09基 础 环 板 面 积 mm21.94527e+06基 础 环 板 计 算 力 矩 Nmm1046.91基 础 环 板 需 要 厚 度

13、mm6.54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MPa0.46受 风 载 时 基 础 环 板 与 基 础 表 面 间 虚 拟 的 最 大 拉 应 力 MPa0.00受 地 震 载 荷 时 基 础 环 板 与 基 础 表 面 间 虚 拟 的 最 大 拉 应 力MPa0.00地 脚 螺 栓剪应力MPa地 脚 螺 栓 需 要 的 螺 纹 小 径 mm0地 脚 螺 栓 实 际 的 螺 纹 小 径mm20.752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 MPa0.00

14、筋 板 许 用 应 力MPa0.00筋 板 校 核 结 果 合格盖 板 最 大 应 力 MPa0.00盖 板 许 用 应 力MPa147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kg18290.4焊 接 接 头 截 面 上 的 最 大 弯 矩Nmm1.57326e+07对 接 接 头 校 核对 接 接 头 横 截 面 mm2226179对 接 接 头 抗 弯 断 面 模 数 mm32.17697e+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

15、 应 力 许 可 值MPa84.5424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

16、 计 名 义 厚 度mm20容 器 总 容 积mm37.06171e+10直 立 容 器 总 高mm9728壳 体 和 裙 座 质 量kg12525.3附 件 质 量kg2505.07内 件 质 量kg0保 温 层 质 量kg4504.22平 台 及 扶 梯 质 量kg349.2操 作 时 物 料 质 量kg13065液 压 试 验 时 液 体 质 量kg70617.1吊 装 时 空 塔 质 量kg15030.4直 立 容 器 的 操 作 质 量 kg32948.8直 立 容 器 的 最 小 质 量 kg19883.8直 立 容 器 的 最 大 质 量 kg90500.9空 塔 重 心 至 基

17、 础 环 板 底 截 面 距 离mm3588.25直 立 容 器 自 振 周 期s11.60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 N10991.1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mm0.00919194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

18、研究所计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件椭圆封头简图计算压力 pc 0.12MPa设计温度 t 143.00 C内径 Di 3800.00mm曲面深度 hi 950.00mm材料 S31603 (板材)设计温度许用应力 t 117.42MPa试验温度许用应力 120.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 2.00mm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tT 0.90 s = 162.00MPa试验压力下封头的应力T = = 54.94MPa校

19、核条件T T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 = = 2.30mm有效厚度 eh =nh - C1- C2= 5.70mm最小厚度 min = 5.70mm名义厚度 nh = 8.00mm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= = 0.29920MPa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GB 150.3-2011 计算条件椭圆封头简图计算压力 pc 0.12MPa设计温度 t 143.00 C内径 Di 3800.00mm曲面深度 hi 950.00mm材料 S3

20、1603 (板材)设计温度许用应力 t 117.42MPa试验温度许用应力 120.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 2.00mm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tT 0.90 s = 162.00MPa试验压力下封头的应力T = = 77.54MPa校核条件T T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 = = 2.30mm有效厚度 eh =nh - C1- C2= 5.70mm最小厚度 min = 5.70mm名义厚

21、度 nh = 8.00mm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= = 0.29920MPa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GB 150.3-2011 计算条件筒体简图计算压力 pc 0.12MPa设计温度 t 143.00 C内径 Di 3800.00mm材料 S31603 ( 板材 )试验温度许用应力 120.00MPa设计温度许用应力 t 117.42MPa试验温度下屈服点 s 180.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 2.00mm焊接接头系数 0.85厚度及重量计算计算厚度

22、 = = 2.30mm有效厚度 e =n - C1- C2= 4.70mm名义厚度 n = 7.00mm重量 1235.50Kg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 TT 0.90 s = 162.00MPa试验压力下圆筒的应力 T = = 94.09 MPa校核条件 T T校核结果 合格压力及应力计算最大允许工作压力 pw= = 0.24659MPa设计温度下计算应力 t = = 48.98MPat 99.81MPa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GB 150.3-2011 计算条件筒体简图计算压力 pc 0.12MPa设计温度 t 143.00 C内径 Di 3800.00mm材料 S31603 ( 板材 )试验温度许用应力 120.00MPa设计温度许用应力 t 117.42MPa试验温度下屈服点 s 180.00MPa钢板