【正文】 民經(jīng)濟(jì)中的重要作用 合成氨是重要的無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品之一，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。硝酸、各種含氮的無(wú)機(jī)鹽及有機(jī)中間體、磺胺藥、聚氨酯、聚酰胺纖維和丁腈橡膠等都需直接以氨為原料生產(chǎn)。對(duì)于固體原料煤和焦炭，通常采用氣化的方法制取合成氣；渣油可采用非催化部分氧化的方法獲得合成氣；對(duì)氣態(tài)烴類和石腦油，工業(yè)中利用二段蒸汽轉(zhuǎn)化法制取合 成氣。在碳化塔內(nèi)進(jìn)行著二氧化碳的吸收、碳化反應(yīng)、碳酸氫銨結(jié)晶等過(guò)程，塔內(nèi)同時(shí)存在著氣體、液體、固體。 由于石油價(jià)格的飛漲和深加工技術(shù)的進(jìn)步，以 “ 天然氣、輕油、重油、煤 ” 作為合成氨原料結(jié)構(gòu)、并以天然氣為主體的格局有了很大的變化，絕大多數(shù)目前已經(jīng)停車或進(jìn)行以結(jié)構(gòu)調(diào)整為核心內(nèi)容的技術(shù)改造。 T=TW=40℃ 焊接接頭系數(shù) . . 采用雙面焊對(duì)接接頭和相當(dāng)于雙面焊的全熔透對(duì)接接頭，無(wú)論檢測(cè)比例為局部檢測(cè)，取 ? =。 封頭的厚度 . . 根據(jù) iD =1200 ㎜ ,由 JB/T473595 得橢圓形封頭主要參數(shù) : iD =1200 ㎜ ih =300 ㎜ h=25 ㎜ 對(duì)于橢圓形封頭，此時(shí) K=1，厚度計(jì)算式為 : ? ? i2 CPD P? ??? ? （ 28） 上式中 ? 筒體的計(jì)算厚度，㎜ PC – 筒體的計(jì)算壓力， MPa iD 圓柱筒體的內(nèi)經(jīng)，㎜，已知 iD =1200 ㎜ ??t? 16MnR 材料在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力， MPa ? 焊接接頭系數(shù) 1 . 0 4 1 2 0 0 4 . 3 32 1 6 3 0 . 8 5 0 . 5 1 . 0 4 mm? ???? ? ? ? 封頭鋼板的負(fù)偏差與腐蝕余量與筒體相同 因此，計(jì)算厚度 2 4 .3 3 + 2 = 6 .3 3 m md C??? ? ? 名義厚度 1ndC????=+= ㎜ 圓整后 n? =12 ㎜ 有效厚度 12enCC??? ? ? == ㎜。 2 2 31 6 ( ) H D m?? ? ? ? ?填 料調(diào) 料 的 體 積 為 ： 3= 2 2 6. 78 45 7 61 96 .9 2m V Kg m?? ? ? ? ?填 料 （ 34） 所以塔設(shè)備內(nèi)部構(gòu)件質(zhì)量為： 02 = 61 96 .92 68 16 .6 gm m K? ? ? ?填 料 （ 3） 保溫材料的質(zhì)量 03m 選石棉作為保溫材料，取保溫層厚度 50n mm? ? ，由《化工容器及設(shè)備簡(jiǎn)明手冊(cè)》可查的石棉的密度 390kg m? ? 。容器的內(nèi)徑。風(fēng)振系數(shù)是考慮風(fēng)載荷的脈動(dòng)性質(zhì)和塔體的動(dòng)力特性的折算系數(shù)，對(duì)于塔高mH 20? de塔設(shè)備，取 ?iK 。 表 51 計(jì)算截面 II 計(jì)算截面以上塔的操作質(zhì)量 IIm?0 ,kg 塔殼的有效厚度 mm,e? 計(jì)算截面的橫截面積 2,mmDA ei??? 計(jì)算截面的斷面系數(shù) 32 ,41 mmDZei ??? ? 最大彎矩 mmNM II ?? ,max ? 操作壓力引起的軸向應(yīng)力 MPaDPc ,4 ei1 ?? ? . . 重力引起的軸向引力 a,m v02 MPA FIIII ?? ??? )(3? 彎矩引起的軸向應(yīng)力 MP aZM II ,m ax3 ??? 最大組合 壓 應(yīng)力 ? ? ? ?? 72 26cr32 t MPKBK ，? ???? ???? （計(jì)算見(jiàn)公式 51,52,53） ＜ 最大組合拉應(yīng)力 ? ? MPK t ，???? ????? ＜ 計(jì)算截面的風(fēng)彎矩 mmNM ?? ,11w ? 液壓試驗(yàn)時(shí)計(jì)算 截 面 以 上 塔 的 質(zhì) 量gmT k,11? (計(jì)算見(jiàn)公式 54) 壓力引起的軸向應(yīng)力 MP aDPT ,4 e i1 ?? ? 61 重力引起的軸向應(yīng)力 MP aAm IIT ,g2??? 彎矩引起的軸向應(yīng)力 a,3 MPZMIIW??? 周向應(yīng)力 MP aDP eT ,2 ( ei? ?? ）液柱靜壓力）（ ??? (計(jì)算見(jiàn)公式 55) ＜ 液柱時(shí)最大組合壓應(yīng)力 ? ? ? ?? MPB Rl P ，? ???? ??? ＜ 液壓時(shí)最大組合拉應(yīng)力 ? ? 9 MPRR Pel ，???? ???? ＜ . . ? 表示計(jì)算 2? 時(shí)，在壓應(yīng)力中取“ ＋ ” 號(hào)，在拉應(yīng)力中取“ － ”號(hào) ? ? ? ?? atcr32 MPKBK ，???? ??? (51) 式中 K組合系數(shù)，取 K= ? ? at MP下的許用的應(yīng)力值，取所用材料在設(shè)計(jì)溫度?? 根據(jù) 圓筒的內(nèi)半徑 iR 和所假設(shè)的圓筒計(jì)算壁厚 c? ，按下式計(jì)算系數(shù) A的值 （ 52） 按下式計(jì)算 B值 （ 53) 式中 E材料在設(shè)計(jì)溫度（ 40℃）下的彈性模數(shù)， a10200 3 MPE ?? 4i ????cRA ? ? ? t54MPKMPKBM P aAEB????????????? ?? kgmm Tmmmm11???????????? 扶梯及平臺(tái)保溫偏心內(nèi)構(gòu)件塔殼 (54) cRA ?i?AEB 32?. . ? ?? ?? ?M P aRRM P aDPPeleT2(ei?????????????????）液柱靜壓力）（ (55) 由表 51可知，圓筒的軸向應(yīng)力大小符合要求，筒體的穩(wěn)定性符合要求，圓筒的拉應(yīng)力同樣符合要求， 即筒體的強(qiáng)度及穩(wěn)定性校核符合條件。在基礎(chǔ)環(huán)與混凝土基礎(chǔ)接觸面上，重量引起均布靜壓力，彎曲引起彎曲應(yīng)力，壓縮應(yīng)力始終大于拉伸應(yīng)力，最大壓縮應(yīng)力為 max? ，基礎(chǔ)環(huán)板應(yīng)有足夠的厚度來(lái)承 受這種應(yīng)力。 GB150 規(guī)定，當(dāng)在設(shè)計(jì)壓力小于等于 的 殼體上開(kāi)孔，兩相鄰開(kāi)孔中心的間距大于兩孔直徑之和的兩倍，且接管公稱外徑小于或等于 89mm 時(shí)， 只要接管最小厚度達(dá)到下表要求，就可以不另行補(bǔ)強(qiáng)。開(kāi) 孔 所 需 要 補(bǔ) 強(qiáng) 的 面 積 計(jì) 算 ：Ad 有效補(bǔ)強(qiáng)范圍 B 的確定 . . nnB = 2 d = 2 2 2 3 = 4 4 6 m mB = d + 2 2 2 2 3 2 1 2 + 2 6= 2 5 9 m mB = 4 4 6 m m???? ? ? ? ??取 最 大 值 ， 高度 的確定 1111223 6 37= 150= 37 m mnthh d mmh mmh?? ? ? ??外 側(cè) 有 效 高 度 的 確 定 :實(shí) 際 外 伸 高 度取 最 小 值 ，故 2222223 6 37=0=0m mnthh d mmh mmh?? ? ? ??內(nèi) 側(cè) 有 效 高 度 的 確 定 :實(shí) 際 內(nèi) 伸 高 度取 最 小 值 ，故 有效補(bǔ)強(qiáng)面積 ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?2= d ( ) 2 1259 223 2 4 1 6e e t e rBfmm? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ??11筒 體 多 余 金 屬 面 積 的 A 的 計(jì) 算A （ 73） ? ?? ? ? ?? ?cc22 1 2d 219= 2 123 .25 2 h 2 h2 37 4 6 + 0= 215 .34 m mitne t r e t rPmmPAA f C f???? ? ????? ? ??? ? ? ?? ? ? ?接 管 的 多 余 金 屬 面 積 的 計(jì) 算 。 439。 ? ?? ?? ?? ?etet212 5 5616。n56 5. 82= 3. 04 d 40 0 21 44A mmDmm??????‘補(bǔ) 強(qiáng) 圈 厚 度 為 ： 。 400 ,D mm? 按 C 型形式，則內(nèi)徑 39。 氣體出口的開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算 補(bǔ)強(qiáng)及補(bǔ)強(qiáng)方法的判別 根據(jù) GB1502021《鋼制壓力容器》，允許不 不另行補(bǔ)強(qiáng)的. . 接管的最大公稱直徑為 89mm? ， 本開(kāi)孔外徑為 219mm 故需要另行考慮其補(bǔ)強(qiáng)。 有筋板時(shí)基礎(chǔ)環(huán)的厚度 在兩相鄰筋板之間的基礎(chǔ)環(huán)可近似為受均布載荷 maxb? 的矩形板 ? ?lb? ，有筋板的兩側(cè)邊 (邊長(zhǎng)為 b )視為簡(jiǎn)支與裙座筒體連接的邊緣（邊長(zhǎng)視為 l ） 作為固支，基礎(chǔ)環(huán)的外邊緣（長(zhǎng)度視為 l ）作為自由邊，根據(jù)平板的理論，可以計(jì)算板中最大彎矩 sM ，此時(shí)基礎(chǔ)環(huán)的厚度為： ? ?b6? sb MS ? （ 611） 上式中求得 bS 還應(yīng) 加上壁厚附加量，再圓整到鋼板厚度規(guī)格上，且不得小于16mm。 裙座筒體不受 壓力作用，軸向組合拉伸應(yīng)力總是小于軸向組合壓縮應(yīng)力，因此，只需要校核危險(xiǎn)截面的最大軸向壓縮應(yīng)力。 時(shí)， eiD 取下列兩式中的較大值： pisieisiei KDD KKDD ??? ????? ????04i043i0 d22 （ 318） . . mKKKmmDpiei操作平臺(tái)的當(dāng)量寬度，當(dāng)無(wú)確定數(shù)據(jù)時(shí)，可取籠式扶梯的當(dāng)量寬度，管線保溫層的厚度，塔頂管線外徑，的厚度，塔設(shè)備各計(jì)算段保溫層，塔設(shè)備各計(jì)算段的外徑上式中???????4330eid m?? 4 02 AK h? ? (319) 0??????????????????eieieiDmDmDmhIA取塔的高度，操作平臺(tái)所在計(jì)算段的影面積）影面積（不計(jì)空檔的投段內(nèi)操作平臺(tái)構(gòu)件的投第式中 綜上所述，各計(jì)算段 的系數(shù)以及風(fēng)壓力統(tǒng)計(jì)如下表： 塔段號(hào) 1 2 3 4 5 6 塔段長(zhǎng)度， m 0~ ~ ~ ~ ~ ~ 20 mNq 500 1K iK )(fi 類B 1 1 1 )mm(il 480 3290 3290 3290 3290 3290 )mm(3K 400 )mm(4K 0 0 0 )mm(eiD . . )(p Ni 風(fēng)彎矩的計(jì)算 將塔沿高度分為若干段，則水平風(fēng)力在第 i 段塔底截面 II? 處的風(fēng)彎矩為（不考慮橫向風(fēng)向的影響）： )2()2()2(2p 2121211 niiiniiiiiiiiiIIw llllplllpllplM ???????????? ???????? ?? （ 320） 由于塔體裙座并無(wú)人孔，故 只需求出塔底截面與封頭焊縫處 風(fēng)彎矩即可， 則有 截面 00處 的風(fēng)彎矩 ： mmNllllplllpllplMw????????????????????????????87777776321632132121100 8 1 7 6 2 1 )2()2()2(2p ??同理可得截面 11 處的風(fēng)彎矩： mmNllllplllpllplM??????????????????????????8777776432643243232211w 7 )2()2()2(2p ?? 第四章 地震載荷 地震力的計(jì)算 水平地震力 地震起源于地殼的深處，地震時(shí)產(chǎn)生的地震波，通過(guò)地殼的巖石或土壤 向 地球 表面?zhèn)鞑?，?dāng)?shù)卣鸩▊鞯降孛鏁r(shí)，引起地面的突然運(yùn)動(dòng)，從而使建筑物或設(shè)備發(fā)生震動(dòng)， 所謂地震力