【正文】 開孔所需要的補(bǔ)強(qiáng)面積 厚度 ? ? c c 1 . 0 4 1 2 0 0= 4 . 52 1 6 3 0 . 8 5 1 . 0 42 itPD mmP? ?? ???? ? ?? （ 71） 先計(jì)算強(qiáng)度削弱系數(shù) rf ,等于設(shè)計(jì)溫度下接管的材料與殼體材料許用應(yīng)力之比，當(dāng)該值大于 時(shí)，取 ? 。因39。 ? ?? ?tnrrf??? （ 72） 筒體封頭和補(bǔ)強(qiáng)圈用 Q345R， ??r? =163MPa。 取其中較大值M P aAgmZMMAFgmZMMMBeWbvewe?????? ?????? ???bm i nb000b0000 ? (612) 0 0 0 00 0 m mM M 0 m mee83Z Z 2. 87 10 m mbbm m 13 21 7. 38m i n m i n0 0 0 0 70 0 = 5. 61 10 m mm m 18 67 0. 66000 0 0 00 0 = 21 84M M NWWNkgM M NEEkgFFVV??? ? ?? ? ?? ? ?????? ? ???????8裙 座 截 面 處 的 風(fēng) 彎 矩 ， =1 .5 3 10偏 心 彎 矩 ，基 礎(chǔ) 環(huán) 截 面 系 數(shù) ，塔 體 的 最 小 質(zhì) 量 ，塔 器 底 部 截 面 截 面 處 的 地 震 彎 矩 ，塔 體 的 最 大 質(zhì) 量 ，截 面 處 垂 直 地 震 力 ， 4. 67 N m inbb8861. 53 10 0 13 21 7. 38 102. 87 10 1. 17 100. 42WeMM mgZAM Pa? ?? ? ?????? . . 0 0 0 0 0 00b78860. 255. 61 10 0. 25 1. 53 10 18 67 0. 66 10 21 84 4. 672. 87 10 1. 17 100. 19e w e vbM M M m g FZAM P a? ? ?? ? ??? ? ? ? ? ?????? 所以， B?? 地腳螺栓根徑 0?B? 此時(shí)必須設(shè)置地腳螺栓，并進(jìn)行計(jì)算，可先按 4 的倍數(shù)假定地腳螺栓個(gè)數(shù) n，并按下式計(jì)算所需要螺栓根徑 1d ? ?124 BbbtAdCn????? （ 613） ? ? ? ?161 m m14 7 a= 3 m m4 0. 42 1. 17 10d33. 14 16 14 719 .3 m mbt btdMPn??????? ? ??????22式 中地 腳 螺 栓 的 螺 紋 根 徑 ，地 腳 螺 栓 的 材 料 許 用 應(yīng) 力 ， 取 地 腳 螺 栓 材 料 為 Q235A,地 腳 螺 栓 的 個(gè) 數(shù) ， n=20C 地 腳 螺 栓 的 腐 蝕 裕 量 ， 取 C 由《化工容器及設(shè)備簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)》 411 頁表 1613 得 M30 螺栓根徑為，選取地腳螺栓 M30 共 16個(gè)，符合要求。 (2)液壓試驗(yàn)時(shí) ? 取其中的最小值MP aA gZ MM KB Ksbsbes??? 2c o a x00w mc os 1 ????????? ??? （ 63） 式中 00w?M 裙座在 00截面處的風(fēng)彎矩， 800w ???M mmN? eM 偏心彎矩， mmN? maxm 設(shè)備在水壓試驗(yàn)時(shí)的最大質(zhì)量， kg s?裙座材料在常溫下的屈服點(diǎn)， MPa . . a325MPs ?? M P aAgZMMsbsbemc o s178m a x00w??????????????? ??????????????????? 因此滿足強(qiáng)度要求。 （ 1） 00 截面的彎矩為 : mmNhFMkkE ???? ??? 761k 100 （ 48） (2)II 截面的彎矩為： ? ???? ????? 627k1 k kIIE NhhFM （ 49） 偏心彎矩 塔體上 有時(shí)懸掛再沸器、冷凝器等附屬設(shè)備或其他零件，因此承受偏心載荷，該載荷產(chǎn)生的彎矩為： eeM mge? （ 410） mekgNgNM距離，中心距塔設(shè)備中心線的偏心距離，即偏心質(zhì)量重力加速度，偏心彎矩，式中??? mme 但此次設(shè)計(jì)的二氧化碳吸收塔沒有懸掛再沸器、冷凝器等附屬設(shè)備或其它附件，所以 eM =0?；撅L(fēng)速 0v 則采用該地區(qū)離地面高度為 10m 處，30 年一遇，采用 10min 為時(shí)距所得的平均最大風(fēng)速，國(guó)家有關(guān)部門已經(jīng)制定了全國(guó)各地區(qū)的基本風(fēng)壓的分布圖，查《化工設(shè)備簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 119，呼和浩特市的風(fēng)壓力為 2m500N 。 由《化工容器及設(shè)備簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)》 429 頁公式得 : = q 4 0 1 6 .7 8 6 7 1 .2Fm H k g? ? ? ?扶 梯 （ 38） 04 + m = 54 54 .1 8 67 1. 2 61 25 .4m m k g? ? ?平 臺(tái) 扶 梯 （ 39） （ 5）操作時(shí)物料的質(zhì)量 （ 310） （ 6）塔附件質(zhì)量 按經(jīng)驗(yàn)取塔附件的質(zhì)量 kgma 01? ??? (311） kgV )(4m 205 ????? ??. . （ 7）水壓試驗(yàn)時(shí)充水的質(zhì)量 0 24w i W wm D H V? ???? 封 （ 312） 410002003ww????????????wmmHHmkg塔體圓筒總高度，水的密度，式中?? （ 8）偏心載荷 塔體上有時(shí)懸掛再沸器、冷凝器等附屬設(shè)備或其他附件，因此承受偏心載荷，0?em 。除了承受介質(zhì)壓力外，塔設(shè)備還承受著各種重量，塔的質(zhì)量包括：塔體、裙座的質(zhì)量 01m ；塔內(nèi)件如塔盤活填料的質(zhì)量 02m ；保溫材料的質(zhì)量 03m ；操作平臺(tái)及扶梯質(zhì)量 04m ；操作時(shí)物料的質(zhì)量 05m ；塔附件如人孔、接管、法蘭等質(zhì)量 am ；水壓試驗(yàn)時(shí)充水的質(zhì)量 wm ；偏心載荷 em 。 （ 25） 由《化工容器及設(shè)備簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 132,可知，當(dāng)鋼板的厚度為 到 ㎜時(shí)，取鋼板的負(fù)偏差 1C = ㎜， 名義厚度 1ndC????=+= ㎜ 圓整后 n? =12 ㎜。 glPh?? (21) 上式中，ρ 水的密度， Kg/ 3m ,ρ =1000 Kg/ 3m g重力加速度， gNK ， g= gNK H塔體的高度， m 12H H H??=+ 2= 1H筒體的高度， m 2H 封頭的高度， m LP gh?? =1000 = 設(shè)計(jì)壓力 WPP? = = （ 22） 由 P 與 PL的比值可得： 5%,即液柱靜壓力大于設(shè)計(jì)壓力的 5%，所以應(yīng)把液柱靜壓力計(jì)入計(jì)算壓力中。近幾年來，我國(guó)引進(jìn)了一批年產(chǎn) 30 萬噸氮肥的大型化肥廠設(shè)備。 合成氨具體工藝流程圖如下： 蒸汽 煤 空氣 圖 11 合成氨工藝流程圖 碳化塔在生產(chǎn)方法中的作用 碳化塔由塔體、封頭、溶液入口、冷卻水箱、進(jìn) 氣 口、排氣口及出料口構(gòu)成 ，是合成氨廠碳化工段的主要設(shè)備。 合成氨的主要原料可分為固體原料、液體原料和氣體原料。世界上的氨除少量從焦?fàn)t氣中回收外，絕大部分是合成的氨。 m . . MmaxOO— 容器底部 OO截面的最大彎矩， N m MwII— 容器計(jì)算截面 II的風(fēng)彎矩， N合成氨主要用于制造氮肥和復(fù)合肥料。經(jīng)過近百年的發(fā)展，合成氨技術(shù)趨于成熟，形成了一大批各有特色的工藝流程，但都是由三個(gè)基本部分組成，即原料氣制備過程、凈化過程以及氨合成過程。碳化塔是合成氨廠的心臟，直接影 響各項(xiàng)性能指標(biāo)的完成、消耗的高低、質(zhì)量的優(yōu)劣、生產(chǎn)能力的大小、甚至是投資的高低。我國(guó)自行設(shè)計(jì)和建造的上海吳涇化工廠也是年產(chǎn) 30 萬噸氮肥的大型化肥廠。 因此， CLP P P?? =+=。 （ 26） 有效厚度 12enCC??? ? ? == ㎜。 （ 1） 塔體、裙座的質(zhì)量 01m . . 由《化工容器及設(shè)備簡(jiǎn)明手冊(cè)》 313 頁可知：當(dāng) DN=1200 ㎜， n? =8 ㎜時(shí)，一米高筒節(jié)鋼板的質(zhì)量 G=238 ㎏，同樣可由《化工容器及設(shè)備簡(jiǎn)明手冊(cè)》 319 頁可知：當(dāng) DN=1200 ㎜， n? =8㎜時(shí)，封頭的質(zhì)量為 106 ㎏ 。 塔設(shè)備在正常操作時(shí)的質(zhì)量 : gmmmmmmmm ea05040302021?????????????? （ 313） 塔設(shè)備在水壓試驗(yàn)時(shí)的最大質(zhì)量 kgmmmmm eawmmm 04030201m a x?????????????? （ 314） 塔設(shè)備在停工檢修時(shí)的最 小質(zhì)量： kgmmmmm ea, 04030201m i n?????????????? （ 315） 塔的自振周期 在動(dòng)載荷（ 風(fēng)載荷，地震載荷）作用下，塔設(shè)各個(gè)截面的 變形以及內(nèi)力與塔的自振周期（或頻率）及陣型有關(guān)， 因此在進(jìn)行塔設(shè)備的載荷計(jì)算以及強(qiáng)度校核之前，必須首先計(jì)算其固有（或自振）周期。 風(fēng)力計(jì)算 安裝在室外的塔設(shè)備將受到 風(fēng)力 的作用， 風(fēng)力除了使塔體產(chǎn)生應(yīng)力與變形外 ， 還可 能使 塔體產(chǎn)生順風(fēng)向的振動(dòng)（縱向振動(dòng)）及垂直于風(fēng)向的誘導(dǎo)振動(dòng)（橫向振動(dòng)），過大的塔體應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致塔體的強(qiáng)度及穩(wěn)定失效，而太大的塔體撓度則會(huì)造成塔內(nèi)流體分布不均，從而使分離效率下降 .當(dāng)塔設(shè)備的高度與直徑之比大于 5，或高度大于 10m 時(shí) ,在其強(qiáng)度和穩(wěn)定性的計(jì)算中應(yīng)考慮風(fēng)載荷， 計(jì)算分載荷時(shí)應(yīng)分段進(jìn)行，每段內(nèi)的分壓值認(rèn)為是等值，整個(gè)塔的風(fēng)載荷呈階梯形分布。 最大彎矩 確定最大的彎矩時(shí)，偏保守的假設(shè)風(fēng)彎矩、地震彎矩和偏心彎矩同時(shí)出現(xiàn)，且出現(xiàn)在塔設(shè)備的同一方向，但考慮到最大風(fēng)速和最高地震級(jí)別同時(shí)出席那的肯能性很小，在正?；蛲９z修時(shí)，取計(jì)算截面處 的最大彎矩為： ? eMwM ewE MMMM ? ??? a x 取其中較大值 （ 411） 在水壓試驗(yàn)時(shí)，由于試驗(yàn)日期可以選擇持續(xù)時(shí)間較短，取最大彎矩為eW MM ? 。所以取M P aM P aAgZMMM P aM P aKM P aKBsbsbesmc o s1 o sm a x00w2??????????????????????? 開孔 截面 11 的應(yīng)力校核 由于本設(shè)計(jì)中草用的裙座沒有人孔，故不用校核。 筋板 筋板的壓應(yīng)力 12G GFnI? ?? (614) FN式 中 一 個(gè) 地 腳 螺 栓 承 受 的 最 大 拉 力 ， 6b 0 . 4 2 1 . 1 7