【文章內(nèi)容簡介】 式計(jì)算： 取其中較小值： 內(nèi)側(cè)有效高度按下式計(jì)算： 取其中較小值為： ② 所需另行補(bǔ)強(qiáng)面積計(jì)算 開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積為： 筒體多余金屬面積為： 接管多余金屬面積為： 有效補(bǔ)強(qiáng)面積為： 所需另行補(bǔ)強(qiáng)面積為： ③ 補(bǔ)強(qiáng)圈設(shè)計(jì) 根據(jù)補(bǔ)強(qiáng)圈標(biāo)準(zhǔn) JB/T4736 取補(bǔ)強(qiáng)圈外徑 ，補(bǔ)強(qiáng)圈形式選 A 型，故內(nèi)徑 。因 B=508mm，補(bǔ)強(qiáng)圈在有效補(bǔ)強(qiáng)范圍內(nèi)。 補(bǔ)強(qiáng)圈厚度為 考慮鋼板負(fù)偏差并經(jīng)圓整，取補(bǔ)強(qiáng)圈名義厚度為 8mm。 ① 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)計(jì)算 開孔直徑為： 接管有效厚度為： 接管計(jì)算厚度為： 有效寬度按下式計(jì)算： 取其中較大值為： B=908mm 外側(cè)有效高度按下式計(jì)算： 取其中較小值： 內(nèi)側(cè)有效高度按下式計(jì)算： 取其中較小值為： ② 所需另行補(bǔ)強(qiáng)面積計(jì)算 開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積為： 筒體多余金屬面積為： 接管多余金屬面積為： 有效補(bǔ)強(qiáng)面積為： 所需另行補(bǔ)強(qiáng)面積為： ③ 補(bǔ)強(qiáng)圈設(shè)計(jì) 根據(jù)補(bǔ)強(qiáng)圈標(biāo)準(zhǔn) JB/T4736 取補(bǔ)強(qiáng)圈外徑 ，補(bǔ)強(qiáng)圈形式選 A 型，故內(nèi)徑 。因 B=908mm，補(bǔ)強(qiáng)圈在有效補(bǔ)強(qiáng)范圍內(nèi)。 強(qiáng)圈厚度為： 考慮鋼板負(fù)偏差并經(jīng)圓整，取補(bǔ)強(qiáng)圈名義厚度為 12mm。 ④ 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)計(jì)算 開孔直徑為： 接管有效厚度為： 接管計(jì)算厚度為： 有效寬度按下式計(jì)算： 取其中較大值為： B=908mm 外側(cè)有效高度按下式計(jì)算： 故 取其中較小值： 內(nèi)側(cè)有效高度按下式計(jì)算： 取其中較小值為： ⑤ 所需另行補(bǔ)強(qiáng)面積計(jì)算 開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積為： 筒體多余金屬面積為： 接管多余金屬面積為： 有效補(bǔ)強(qiáng)面積為： 所需另行補(bǔ)強(qiáng)面積為： ⑥ 補(bǔ)強(qiáng)圈設(shè)計(jì) 根據(jù)補(bǔ)強(qiáng)圈標(biāo)準(zhǔn) JB/T4736 取補(bǔ)強(qiáng)圈外徑 ，補(bǔ)強(qiáng)圈形式選 A 型，故內(nèi)徑 。因 B=508mm ，補(bǔ)強(qiáng)圈在有效補(bǔ)強(qiáng)范圍內(nèi)。 補(bǔ)強(qiáng)圈厚度為 考慮鋼板負(fù)偏差并經(jīng)圓整，取補(bǔ)強(qiáng)圈名義厚度為 8mm。 ⑦ 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)計(jì)算 開孔直徑為： 接管有效厚度為： 接管計(jì)算厚度為： 有效寬度按下式計(jì)算： 取其中較大值為： B=1008mm 外側(cè)有效高度按下式計(jì)算： 取其中較小值： 內(nèi)側(cè)有效高度按下式計(jì)算： 取其中較小值為： ⑧ 所需另行補(bǔ)強(qiáng)面積計(jì)算 開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積為： 筒體多余金屬面積為： 接管多余金屬面積為： 有效補(bǔ)強(qiáng)面積為： 所需另行補(bǔ)強(qiáng)面積為： ⑨ 補(bǔ)強(qiáng)圈設(shè)計(jì) 根據(jù)補(bǔ)強(qiáng)圈標(biāo)準(zhǔn) JB/T4736 取補(bǔ)強(qiáng)圈外徑 ，補(bǔ)強(qiáng)圈形式選 A 型，故內(nèi)徑 。因 B=1008mm，補(bǔ)強(qiáng)圈在有效補(bǔ)強(qiáng)范圍內(nèi)。 補(bǔ)強(qiáng)圈厚度為 考慮鋼板負(fù)偏差并經(jīng)圓整，取補(bǔ)強(qiáng)圈名義厚度為 12mm。 塔 體高度計(jì)算 ① 塔頂部空間高度 塔頂空間告訴是指塔頂?shù)谝粚铀宓剿敺忸^切線的距離，為了減少塔頂出口氣體中夾帶的液體量，頂部空間一般取 ，由前面除沫器設(shè)計(jì)部分至塔頂空間取 。 ② 塔底部空間高度 塔頂空間告訴是指塔頂?shù)谝粚铀宓剿敺忸^切線的距離，取 塔內(nèi)液體停留時間 t=150s。則底部空間高度為： 取塔底空間 。 ③ 塔體有效高度計(jì)算： 計(jì)算精餾段有效高度 為： 計(jì)算提餾段有效高度 為： 在塔 主 體上設(shè) 2個人孔，該段加高 ，故精餾塔的有效高度為 ④ 塔體總高計(jì)算： 5 浮閥 塔 強(qiáng)度 設(shè)計(jì) 質(zhì)量 載荷計(jì)算 單位 質(zhì)量 的確定 ① 單位 高度 筒體 及裙座 質(zhì)量 查表得： ② 單位面積 浮閥塔 內(nèi)件 質(zhì)量查表得 ： ③ 單位高度保溫材料質(zhì)量計(jì)算得： ④ 單位面積環(huán)形平臺質(zhì)量查表得： ⑤ 單位高度扶梯質(zhì)量查表得： 計(jì)算 ① 塔體質(zhì)量計(jì)算： 筒體質(zhì)量計(jì)算： 裙座質(zhì)量計(jì)算： 封頭質(zhì)量查得： 塔體質(zhì)量為： ② 附屬件質(zhì)量計(jì)算： 附件質(zhì)量按經(jīng)驗(yàn)取值為 ③ 偏心質(zhì)量由設(shè)計(jì)說明書給出： ④ 塔內(nèi)件質(zhì)量計(jì)算： ⑤ 保溫層質(zhì)量計(jì)算： ⑥ 平臺質(zhì)量計(jì)算： 共有平臺 n=4 層，籠式扶梯建至塔頂， HF=，環(huán)形平臺質(zhì)量為： ⑦ 扶梯質(zhì)量計(jì)算： 則 ⑧ 操作質(zhì)量計(jì)算： 查表知對于 D=3400mm的封頭，容積 ，得： ⑨ 水壓試驗(yàn)質(zhì)量計(jì)算： ① 操作載荷計(jì)算： ② 最大載荷計(jì)算： ③ 最小載荷計(jì)算： 將塔體看做一個懸梁臂，質(zhì)量在臂上連續(xù)變化分布，可求其自振周期為： 地震載荷計(jì)算 塔體質(zhì)量、高度分段計(jì)算 將塔體從最低端進(jìn)行分段，總段數(shù)為 6，計(jì)算結(jié)果匯總?cè)缦卤?。 計(jì)算 ① 確定基本數(shù)據(jù) 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書要求，地震基本烈度為 9，安裝場地類別為 ，由 中國地震動反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃圖和地震動峰值加速度區(qū)劃圖 查得徐州 地區(qū)為第二組，設(shè)計(jì)基本 地震 加速度值為 ，設(shè)備一階振型阻尼比取 。 各類場地的特征周期值 值由表 取得為 。 ② 確定地震影響系數(shù) 由下圖 確定： 其中對應(yīng)于設(shè)防烈度 值由表 取得為 。 曲線下降段的衰減指數(shù) 根據(jù)塔式容器的阻尼比按下式確定 直線下降段下降斜率的調(diào)整系數(shù) 按下式確定 阻尼調(diào)整系數(shù) 按下式確定 由設(shè)備基本振型的自振周期 滿足下列關(guān)系 則 地震影響系數(shù) 為 ③ 確定 基本振型參與系數(shù) 按下式確定 ： 計(jì)算結(jié)果為 表 ： ④ 各 截面水平地震力 計(jì)算公式為： 計(jì)算結(jié)果為 表 ： 地震力 計(jì)算 ① 浮閥塔容器底截面處總的垂直地震力按下式計(jì)算： 其中 則 ② 第 i 段垂直地震力按下式計(jì)算： 計(jì)算結(jié)果為 ： ③ 第 i 個截面所承受的垂直地震力按下式計(jì)算： 計(jì)算結(jié)果為 ： 地震彎矩按下式計(jì)算： 其中 II表示塔設(shè)備的一個任意截面，計(jì)算結(jié)果如下 表 ： 風(fēng)載荷計(jì)算 水平風(fēng)力計(jì)算 每計(jì)算段的水平風(fēng)力按下式計(jì)算 ① 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書基本風(fēng)壓為 ② 計(jì)算 體型系數(shù) 結(jié)構(gòu)的不同形狀，在相同的風(fēng)速條件下，風(fēng)壓分布是不同的。對于細(xì)長柱結(jié)構(gòu)，實(shí)驗(yàn)表明其體型系數(shù)與雷諾數(shù)有關(guān)，如圖 . 實(shí)驗(yàn)取得 基本可以包含絕大多數(shù)塔設(shè)備，故取 。 ③ 確定風(fēng)壓 高度變化系數(shù) 風(fēng)壓 高度變化系數(shù) 由地面粗糙類別和距地面高 度 決定，取地面粗糙類別為B，則隔斷風(fēng)壓告訴變化系數(shù)為 表 ： ④ 確定風(fēng)振系數(shù) 塔式容器個計(jì)算段的風(fēng)振系數(shù) ，當(dāng)塔高 時，取 ⑤ 確定有效直徑 塔設(shè)備計(jì)算段有效直徑 根據(jù)扶梯布置不同而計(jì)算方法不同，本次設(shè)計(jì)采取籠式扶梯與塔頂管線的布置方向成 90176。，則有效直徑取下兩式中較大者 。 塔設(shè)備計(jì)算段的塔殼外徑為： 籠式扶梯當(dāng)量寬度 為 : 操作平臺 附加 寬度 為： 表示單個操作平臺受風(fēng)構(gòu)件投影面積總和，如圖 所示，只需計(jì)算平臺在陰影以外的各構(gòu)件在垂直于風(fēng)向的投影面積總和，故 則 的計(jì)算值為表 ： 塔設(shè)備有效值直徑為表 ： ⑥ 水平風(fēng)力計(jì)算得表 ： 風(fēng)彎矩計(jì)算 ① 風(fēng)彎矩按下式計(jì)算： 其中 II表示浮閥塔的一個截面， 00 表示浮閥塔底部截面。 ② 計(jì)算結(jié)果為 表 ： 偏心載荷計(jì)算 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書偏心質(zhì)量 ，偏心距 ，故 最大彎矩計(jì)算 ① 最大彎矩按下式計(jì)算： 其中 II表示浮閥塔的一個截面， 00 表示浮閥塔底部截面。 ② 計(jì)算結(jié)果為 表 ： 塔殼軸向應(yīng)力校核 圓筒軸向應(yīng)力計(jì)算 ① 塔體各截面軸向應(yīng)力按下式計(jì)算： ② 操作時重力引起的軸向應(yīng)力 ③ 垂直地震力引起的軸向應(yīng)力 (由于最大彎矩有地震彎矩參與組合，故計(jì)入此項(xiàng) )按下式計(jì)算： ④ 彎矩引起的軸向應(yīng)力按下式計(jì)算： ⑤ 計(jì)算結(jié)果為表 ： 最大組合拉應(yīng)力計(jì)算并校核 ① 拉應(yīng)力按下式計(jì)算： ② 計(jì)算結(jié)果為表 ： ③ 拉應(yīng)力校核 對于內(nèi)壓容器，圓筒最大組合拉應(yīng)力應(yīng)滿足下式，其中載荷組合系數(shù)。 滿足校核要求。 最大組合壓應(yīng)力計(jì)算并校核 ① 壓應(yīng)力按下式計(jì)算： ② 計(jì)算結(jié)果為表 ： ④ 壓應(yīng)力校核 對于內(nèi)壓容器，圓筒最大組合壓應(yīng)力應(yīng)滿足下式： 其中圓筒許用軸向壓應(yīng)力按下式確定，去兩個公式計(jì)算結(jié)果較小的值。 式中 B 由由下圖確定，系數(shù) A 的計(jì)算值為： 系數(shù) B 查圖 得 ，則 滿足校核要求。 水壓試驗(yàn)校核 周向拉應(yīng)力計(jì)算并校核 ① 試驗(yàn)壓力引起的周向拉應(yīng)力計(jì)算 其中 得： ② 應(yīng)力校核應(yīng)滿足如下要求： 滿足校核要求 軸向壓應(yīng)力計(jì)算并校核 ① 試驗(yàn)壓力引起的軸向應(yīng)力按下式計(jì)算： ② 重力引起的軸向應(yīng)力按下式計(jì)算： ③ 彎矩引起的軸向應(yīng)力按下式計(jì)算： ④ 計(jì)算結(jié)果如下表 ： ⑤ 最大組合壓應(yīng)力按下式計(jì)算 計(jì)算結(jié)果如下表 ： ⑥ 應(yīng)力校核 圓筒的軸向壓應(yīng)力應(yīng)小于下式的較小值。 取 滿足校核要求。 軸向拉應(yīng)力計(jì)算并校核 ① 組合軸向拉應(yīng)力按下式計(jì)算： 計(jì)算結(jié)果為表 ： ② 應(yīng)力校核 圓筒的軸向拉應(yīng)力必須滿足下式： 滿足校核要求 裙座各部位應(yīng)力校核及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 裙座底部截面軸向壓應(yīng)力計(jì)算及校核 ① 軸向壓應(yīng)力計(jì)算公式及校核公式為： 其中 ② 計(jì)算結(jié)果為： 故滿足校核要求 裙座檢查孔和引出通道板處組合應(yīng)力計(jì)算及校核 ① 裙座的檢查孔和引出通道板處組合應(yīng)力計(jì)算公式及校核公式如下： 其中 則 截面系數(shù)為： ② 計(jì)算及校核結(jié)果如下： 故滿足要求。 基礎(chǔ)環(huán)設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)采用無筋板的基礎(chǔ)環(huán)，材料與裙座相同，為 Q235，基礎(chǔ)環(huán)結(jié)構(gòu)如圖 所示 : ① 基礎(chǔ)環(huán)內(nèi)外徑按下式取值 故取 則基礎(chǔ)環(huán)外直徑與裙座殼體外直徑之差的一半為： ② 混凝土基礎(chǔ)上所受的最大壓力按下式計(jì)算： 其中基礎(chǔ)環(huán)面積計(jì)算得： 基礎(chǔ)環(huán)截面系數(shù)計(jì)算得： 計(jì)算得： 取較大值得 : ③ 計(jì)算基礎(chǔ)環(huán)厚度計(jì)算得 : 圓整為 。 地腳螺栓設(shè)計(jì) ① 計(jì)算地腳螺栓所承受的最大拉應(yīng)力： 取較大值為： ② 計(jì)算地腳螺栓的直徑為： ③ 確定地腳螺栓的公稱直徑為： 查表 選擇螺栓公稱直徑為 。 裙座與圓筒塔殼連接焊縫校核 ① 計(jì)算截面 11 處（即塔體與裙座連接的焊縫截面）的拉應(yīng)力： ② 計(jì)算焊縫的最大許用應(yīng)力為： ③ 應(yīng)力校核 校核滿足要求。 全塔校核匯總 單位 :MPa 6 設(shè)備的制造、安 裝 及運(yùn)輸 本次設(shè)計(jì)的浮閥塔屬于大型的高塔設(shè)備，有塔體、封頭、裙座等部分組成。由于設(shè)備整體體積較大，而且材料為碳鋼或不銹鋼所以重量較大，所以一般采用現(xiàn)場組裝和檢驗(yàn)。 制造要求 對制造工藝要求，要 根據(jù) 浮閥塔工藝要求的 壓力、容積大小、溫度 等因素進(jìn)行 全面綜合考慮。 制造工藝要求 ① 材料檢驗(yàn)： 本次設(shè)計(jì)多采用 16MnR 和 Q235 兩種鋼材，須根據(jù)設(shè)計(jì)中的厚度和工藝要求的壓力、溫度判斷是否進(jìn)行無損檢驗(yàn)。 ② 冷熱成形： 鋼板的彎曲半徑越小，板材的變形程度就越大，當(dāng)板材變形程度超過了臨界值，受熱時會 產(chǎn)生材料的晶粒粗大，增加脆性，降低其力學(xué)性能。我們定義鋼板彎曲前無需加熱的最小彎曲半徑為板材厚度的 25 倍，小于最小彎曲半徑需要在彎曲加工前進(jìn)行加熱，以防止超過其臨界變形程度。 裝配要求 塔設(shè)備的裝配是指將許多組成該設(shè)備的的零件裝配成組件、部件，最后裝配為成品的所有工序的總和。設(shè)備的裝配最主要得的是焊縫組對用的工具、方法。為了減少焊接變形和應(yīng)力集中，組對時要合理安排焊接順序應(yīng)。 安裝 要求 塔設(shè)備的安