【正文】 璃板液面計(jì)，具體參數(shù)如表59[5]。 表 59 雙面玻璃板液面計(jì)尺寸 液面計(jì)節(jié)數(shù) 公 稱長(zhǎng)度 L 透光尺寸 L1 B 透光總長(zhǎng)度 L2 液面計(jì)總質(zhì)量 /kg PN/MPa 3 1150 260 14 860 寧夏大學(xué)新華學(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 人孔 為了便于觀察和維修殼體內(nèi)部，故需要在筒體上設(shè)置一個(gè)人孔。根據(jù)設(shè)計(jì)壓力和溫度，選取回轉(zhuǎn)蓋板式平焊法蘭人孔。人孔參數(shù)如下表 510[5]所示。 表 510 轉(zhuǎn)蓋板式平焊法蘭人孔基本參數(shù) 公稱壓力 PN 公稱直徑 DN dw s D Dt A B L b b1 450 480 6 595 550 330 150 200 30 26 b2 H1 H2 d 螺栓螺母 螺栓 螺柱 螺母 螺柱 總質(zhì)量 數(shù)量 直徑長(zhǎng)度 數(shù)量 直徑長(zhǎng)度 30 220 110 20 16 M20 95 16 32 M20 120 106 接管及開孔補(bǔ)強(qiáng) 接管選型及配管設(shè)計(jì) 整個(gè)再沸器共有五處接管 ，分別為： MDEA 貧液進(jìn)口 DN300； MDEA 貧液出口 DN300；工藝氣進(jìn)口 DN300；工藝氣出口 DN300； MDEA 氣提蒸汽出口 DN400。另在殼體底部設(shè)置 DN50 的排液孔接管一個(gè)。 DN300 的接管選取Φ 325 8 的接管， DN400 的接管選取Φ 426 10 的接管，材料均為 20號(hào)熱軋?zhí)妓劁摴?，?150℃下的許用應(yīng)力 [σ ]t=140MPa；在 364℃下的許用應(yīng)力 [σ ]t=88MPa； DN50 的接管選取Φ 573 。 管箱上的接管外斷面距離管箱中心線的距離確定為 770mm。殼體上接管外斷面距殼體中心線的距離確定為 915mm，排液孔法蘭外斷面距離殼體中心線距離為 815mm。 管箱開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算 由于各種工藝和結(jié)構(gòu)上的要求，不可避免地要在容器上開孔并安裝接管，開孔以后，除削弱器壁的強(qiáng)度外，在殼體和接管 連接處，因結(jié)構(gòu)的我連接性被破壞，會(huì)產(chǎn)生很高的局部應(yīng)力，給容器的安全操作帶來(lái)隱患，因此壓力容器設(shè)計(jì)必須充分考慮開孔的補(bǔ)強(qiáng)問題。 壓力容器接管補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)通常采用局部補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)，主要有補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)、壁厚補(bǔ)強(qiáng)和整鍛件補(bǔ)強(qiáng)。而開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則有等面積補(bǔ)強(qiáng)和豐極限分析補(bǔ)強(qiáng)，一般設(shè)計(jì)都用等面積補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。 壓力容器常常存在各種強(qiáng)度裕量，例如接管和殼體實(shí)際厚度往往大于強(qiáng)度需要的厚度，接管根部有填角焊縫，焊接接頭系數(shù)小于 1但開孔位置不在焊縫上，這些因素相當(dāng)于對(duì)殼體進(jìn)行了局部加強(qiáng)，降低了薄膜應(yīng)力從而也降低了開孔處得 最大應(yīng)力，因?qū)幭拇髮W(xué)新華學(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 此，對(duì)于；蒿足一定條件的開孔接管，可以不予補(bǔ)強(qiáng)。 當(dāng)在設(shè)計(jì)壓力小于或等于 的殼體上開孔，兩相鄰開孔中心的間距（對(duì)曲面間距以弧長(zhǎng)計(jì)算）大于兩孔直徑之和的兩倍，且接管公稱直徑小于或等于 89mm 時(shí)，只要接管最小厚度滿足下表要求，就不另行補(bǔ)強(qiáng)，不另行補(bǔ)強(qiáng)尺寸如表 511[2]。 表 511 不另行補(bǔ)強(qiáng)的接管最小厚度 /mm 接管公稱直徑 25 32 38 45 48 57 65 76 89 最小厚度 所以依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，工藝氣進(jìn)出口管Φ 325x8 需要進(jìn) 行開孔補(bǔ)強(qiáng)校核 等面積補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)方法主要用于補(bǔ)強(qiáng)圈結(jié)構(gòu)的補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算，基本原則就是使有效補(bǔ)強(qiáng)的金屬面積等于或大于開孔所削弱的金屬面積。 等面積補(bǔ)強(qiáng)法是以無(wú)限大平板上開小圓孔的孔邊應(yīng)力分析作為其理論依據(jù)，但實(shí)際的開孔接管時(shí)位于殼體而不是平板上，殼體總有一定的曲率，為堿少實(shí)際應(yīng)力集中系數(shù)與理論分析結(jié)果之間的差異，必須對(duì)開孔的尺寸和形狀給予一定的限制。 GB150對(duì)開孔最大直徑做了如下限制： 圓筒上開孔的限制，其內(nèi)徑 Di≤ 1500mm 時(shí)，開孔最大直徑 d≤iD21，且 d≤520mm；當(dāng)其內(nèi)直徑 Di1500mm 時(shí)，開孔最大直徑 d≤iD31，且 d≤ 1000mm。 開孔補(bǔ)強(qiáng)采用等面積補(bǔ)強(qiáng)法，由工藝設(shè)計(jì)給定的接管尺寸為Φ 325x8，考慮實(shí)際情況選 20 號(hào)鋼， 400℃時(shí) [σ ]=88MPa，Φ 325 8， C2=1mm,C1==。 所需最小補(bǔ)強(qiáng)面積 A 需要補(bǔ)強(qiáng)面積： 使用公式： )1(2 ret fdA ??? ??? （ 51） 式中： A開孔削弱所需要的補(bǔ)強(qiáng)面積，㎜ 2； d開孔直徑，圓形孔等于接管內(nèi)直徑加 2倍的厚度附加量， mm； δ 殼體開孔處的計(jì)算厚度， mm； δ et接管有效厚度， mm； fr強(qiáng)度削弱系數(shù)，等于設(shè)計(jì)溫度接管材料與殼體材料許用應(yīng)力之比，當(dāng)該值大于 時(shí)，取 fr=。 代入數(shù)據(jù)得： m 2Cdd i?????? ? ?? ? 21 ??? ??rf 寧夏大學(xué)新華學(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 32 )()1(2mmfdA ret??????????? ??? （ 2）有效補(bǔ)強(qiáng)范圍 mm???????? 2dB 外側(cè)高度： mmdh nt1???? ? （ 3）有效補(bǔ)強(qiáng)面積 A1：殼體有效厚度減去計(jì)算厚度之外的多余面積 21)()()()()1)((2))((mmfdBA reete????????????????? ????? A2：接管有效厚度減去計(jì)算厚度之外的多余面積 接管計(jì)算厚度： ? ?mmpDpctc20??????????? 212)()(2mmfhA ret???????? ?? A3：接管區(qū)焊縫面積（焊腳取 ） A3：有效補(bǔ)強(qiáng)面積 2203 mmhA ???? 2321eAmmAAA??????? A4：所需另行補(bǔ)強(qiáng)面積 寧夏大學(xué)新華學(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 33 23214mmAAAAA??????? 擬采用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)，根據(jù)接管公稱直徑 DN300 選取補(bǔ)強(qiáng)圈，參照補(bǔ)強(qiáng)圈標(biāo)準(zhǔn)JB/T4736 選取 C型補(bǔ)強(qiáng)圈，補(bǔ)強(qiáng)圈參數(shù)如下表 512[6]所示： 表 512 補(bǔ)強(qiáng)圈尺寸 尺寸（ mm） 接管公稱直 徑DN 外徑 D1 內(nèi)徑 D2 質(zhì)量（ kg） 厚度δ e（ mm） 300 550 343 12 殼體開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算 殼體上的最大開孔是人孔 DN450 的口?？紤]實(shí)際情況選 20 號(hào)鋼， 150℃時(shí)[σ ]=140MPa，Φ 480x6， C2=1mm,C1=。 所以先校核此開孔不強(qiáng)。 （ 1）所需最小補(bǔ)強(qiáng)面積 A 需要補(bǔ)強(qiáng)面積： )1(2 ret fdA ??? ??? 代入數(shù)據(jù)得： .4mm844 2Cdd i?????? ? ?? ? 891 4021 ??? ??rf )()1(2mmfdA ret??????????? ??? （ 2）有效補(bǔ)強(qiáng)范圍 2dB???? 外側(cè)高度： 寧夏大學(xué)新華學(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 34 mmdh nt1???? ? （ 3）有效補(bǔ)強(qiáng)面積 A1：殼體有效厚度減去計(jì)算厚度之外的多余面積 21)()()()()1)((2))((mmfdBA reete????????????????? ????? A2：接管有效厚度減去計(jì)算厚度之外的多余面積 接管計(jì)算厚度： ? ?mmpDpctc20??????????? 212)()(2mmfhA ret???????? ?? A3：接管區(qū)焊縫面積（焊腳取 ） 2203 mmhA ???? Ae：有效補(bǔ)強(qiáng)面積 2321e 8AmmAAA??????? 由于 AeA，則人孔的開孔不需要另行補(bǔ)強(qiáng)。又因?yàn)槿丝诪闅んw上最大開孔，所以殼體上其他的開孔也不需要補(bǔ)強(qiáng)。 支座的選型和設(shè)備參數(shù)計(jì)算 支座是用來(lái)支暈容器及設(shè)備重量，并使其固定在某一位置的壓力容器附件，在某些場(chǎng)合還受到風(fēng)載荷、地震載荷等動(dòng)載荷的作用。 壓力容器支座的結(jié)構(gòu)形式很多，根據(jù)容器自身的安裝形式，支座可以分為兩大類：立式容器支座和臥式容器支座。置于鞍式支座上的的臥式容器，其情況類似于彎曲梁。寧夏大學(xué)新華學(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 35 由材料力學(xué)分析可知，梁彎曲產(chǎn)生的應(yīng)力與支點(diǎn)數(shù)量和位置有關(guān)。當(dāng)尺寸和載荷一定時(shí)，多支點(diǎn)在梁內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力較小，所以支座數(shù)量似乎越多越好。但在工程實(shí)際中，由于地基的不均勻沉降和制造上的外形偏差，很難能保證各支座嚴(yán)格保持在同一水平面上，因而多支座容器在支座處的約束反力并不能均勻分配，體現(xiàn)不出多支座的優(yōu)點(diǎn)，所以一般臥式容器最好采用雙鞍座結(jié)構(gòu)：。 鞍座結(jié)構(gòu)由 腹板，筋板和底板焊接而成，在于設(shè)備筒體相連處，有帶加強(qiáng)板和不帶加強(qiáng)板兩種結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)墊板的材料應(yīng)與容器殼悻材料相一致。 鞍式支座的結(jié)構(gòu)和尺寸，陳特殊情況需要另外設(shè)計(jì)，一般可根據(jù)容器的公稱直徑選用標(biāo)準(zhǔn)形式（鞍座標(biāo)準(zhǔn)為 JB/T4712）。根據(jù) JB/T 4731《鋼制臥式容器》規(guī)定：當(dāng)臥式容器的鞍式支座按 JB/T 4712 所規(guī)定選取時(shí)，在滿足 JB/T 4712 所規(guī)定的條件時(shí)，可免去對(duì)鞍式支座的強(qiáng)度校核。 根據(jù) JB/T 選用固定 F 型和滑動(dòng) S型各一個(gè)，一般靠近管箱惻為固定鞍座。鞍座尺寸查表 513[5]。 表 513 鞍座參數(shù)及尺寸 公稱直徑DN 允許載荷Q/kN 鞍座高度h 底板 腹板 筋板 l1 b1 δ 1 δ 2 l3 b2 1600 275 250 1120 200 12 8 257 170 墊板 螺栓間距 l2 鞍座質(zhì)量 /kg 增加 100mm 高度增加的質(zhì)量 b3 δ 1 弧長(zhǎng) b4 δ 4 e 230 8 1870 320 8 40 960 107 12 鞍座位置設(shè)置 鞍座位置的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求 對(duì)于職支座上受均市載荷的簡(jiǎn)支梁，若梁的全長(zhǎng)為 L，則當(dāng)外 伸端長(zhǎng)度 A=時(shí)，雙支座跨距中間截面的最大彎矩和制作截面處的彎矩和支座截面處的彎矩絕對(duì)值相等，從而使上述兩截面上保持等強(qiáng)度，考慮到支座處圓筒的截面處除彎矩以外的其他載荷，而且支座截面處應(yīng)力比較復(fù)雜，故常取支座處圓筒的彎矩略小于跨中間圓筒的彎矩，通常取尺寸 A不超過 值，為此中國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn) JB《鋼制臥式容器》規(guī)定取 A≤ ， A 值最大不超過 。否則由于容器外伸端的作用將使支座截面處的應(yīng)力過大。 其中 A為封頭切線至支座中心線之間的距離， L 為封頭切線之距離，此外，由于 封頭的抗彎剛度 具有局部加強(qiáng)的作用。若支座靠近封頭，則可充分利用罐體封頭對(duì)支座處圓筒截面的加強(qiáng)作用。因此 JB4731 還規(guī)定了當(dāng)滿足 A≤ Rm（ Rm 為圓筒的平均半徑， 2nim RR ??? ，δ n為圓筒的名義厚度，為了分析方便，設(shè)計(jì)中用圓筒的內(nèi)半徑置 Ri代替 Rm）。 寧夏大學(xué)新華學(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 36 設(shè)備總長(zhǎng) 首先考慮換熱管的長(zhǎng)為 L1=6000mm。大端封頭的長(zhǎng)度為 L2=400mm。換熱管彎曲部分到封頭與筒體連接切線處的距離為水出口直徑 325mm 加上相鄰焊縫間規(guī)定距離取200mm，并考慮到設(shè)置堰板的適當(dāng)距離，最終為 L3=800mm。管箱長(zhǎng)度 L4=1000mm，過渡圓筒的長(zhǎng)度 L5=190mm。與此取設(shè)備總長(zhǎng)：