【正文】 條件：???????? ≤?????（）????? =345=??????所以，筒體厚度滿足水壓試驗(yàn)的強(qiáng)度要求。 塔器質(zhì)量計(jì)算塔設(shè)備的操作質(zhì)量（）??0=??01+??02+??03+??04+??05+????+????塔設(shè)備的最大質(zhì)量（）????????=??01+??02+??03+??04+????+????+????塔設(shè)備的最小質(zhì)量 銅氨液、再生氣回流塔的設(shè)計(jì) 19（）????????=??01+??02+??03+??04+????+????其中： 為圓筒和裙座質(zhì)量； 為內(nèi)件質(zhì)量； 為保溫材料質(zhì)量； 為平臺和??01 ??02 ??03 ??04扶梯； 為操作時(shí)塔內(nèi)物料質(zhì)量； 為人孔、接管、法蘭等附件質(zhì)量； 為偏心質(zhì)量；??05 ???? ????為液壓試驗(yàn)時(shí)，塔設(shè)備內(nèi)充液質(zhì)量。???? 圓筒和裙座質(zhì)量筒體質(zhì)量：筒體高度 H=7000mm。Q345R 的材料密度為 ，所以103??????3（）????=??4(?)7103=????裙座質(zhì)量：裙座高度取 。材料 Q345R 密度為 ，103????/??3故（）????=??4(?)103=????封頭質(zhì)量：查 JB47462022 表 EHA 橢圓形封頭質(zhì)量得 m 封= ，上下共兩個(gè)（）???? =2=????所以（）??01=????+????+????=++= 內(nèi)件質(zhì)量填料層總重陶瓷矩鞍環(huán)的堆積密度 ：單位體積填料的質(zhì)量。????(??????3)（） ????=(1???)????式中： 為填料的空隙率，m 3/m3??為填料的密度????????=(1?)538=????/??3（ ）??=??4=???? 銅氨液、再生氣回流塔的設(shè)計(jì) 20=除沫裝置+ 液體分布器+ 液體再分布器+填料總重+填料支撐板+氣體分布器??02? 保溫層質(zhì)量保溫材料：無所以=0kg （）??03 平臺和梯子質(zhì)量由于塔全高不超過 15m，設(shè)備在維修及檢查時(shí)可利用移動(dòng)設(shè)備完成。故本次設(shè)計(jì)不安裝平臺及扶梯。所以：=0kg （）??04 操作狀態(tài)下塔內(nèi)物料質(zhì)量操作時(shí)填料塔內(nèi)最高液位高度為 1095mm，填料段上噴灑裝置下，液體再分布器存留液為 100mm。填料物料重量 G1下封頭承液體體積= （）V1 筒體承液體體積（）V2 =??4=??3故填料塔內(nèi)物料重量= （）G1 =(V1+V2)??=(+)液體再分布器上存留液體重量 G2液體體積V2 =??4=??3G2 =V2??==????故= + =+= （）??05G1G2 銅氨液、再生氣回流塔的設(shè)計(jì) 21 人孔、接管及法蘭等附件質(zhì)量（）???? =??01==???? 水壓試驗(yàn)時(shí)質(zhì)量液壓試驗(yàn)時(shí)充水質(zhì)量：（）???? =??4??2????0????+????????為筒體高度，m；??0為水的密度，1000kg/m 3；????為封頭的容積，查 JB47462022《鋼質(zhì)壓力容器用封頭》附錄。得封頭????=???????? =??47+2=???? 塔器操作質(zhì)量??0=??01+??02+??03+??04+??05+????+??????0=++0+0++??0=???? 塔器最大質(zhì)量????????=??01+??02+??03+??04+????+????+????=++0+0++????????=???????? 塔器最小質(zhì)量????????=??01+??02+??03+??04+????+????=++0+0+????????=???????? 塔的自振周期計(jì)算塔設(shè)備在風(fēng)載荷和地震載荷作用下將產(chǎn)生振動(dòng)，而塔設(shè)備的振動(dòng)問題僅限于線性振 銅氨液、再生氣回流塔的設(shè)計(jì) 22動(dòng)。工程中有很多結(jié)構(gòu)和設(shè)備都可以簡化成單自有度體系，塔體可以看做一端固定，頂部自由的懸臂梁。由于此次設(shè)計(jì)的填料塔為等厚等直徑填料塔，為了在簡化的同時(shí)又得到比較準(zhǔn)確的結(jié)果，一般將塔沿高度分為 6~8 段，并將其每段質(zhì)量載荷計(jì)算在設(shè)計(jì)中。本次設(shè)計(jì)將塔設(shè)備分成 3 段，圖為塔的分段圖。各段重量計(jì)算= 裙座質(zhì)量+底板重m1== 裙座質(zhì)量+出料口接管重+ 封頭質(zhì)量m2==7m 筒體質(zhì)量+ 氣體分布器質(zhì)量+1 個(gè)人孔質(zhì)量+支撐板質(zhì)量+ 填料質(zhì)量+m3附件質(zhì)量+液體再分布器質(zhì)量+ 封頭質(zhì)量+除沫擋板質(zhì)量 +液體分布器質(zhì)量=查閱文獻(xiàn)得等直徑等厚塔設(shè)備自振周期 的簡化計(jì)算公式為：T1（）T1 =????0??????????3??10?3T1 =10477 10541400310?3=?? 地震載荷與地震彎矩計(jì)算按照 JB/T47102022《鋼制塔式器》標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算方法和步驟在上章靜載荷的基礎(chǔ)上對動(dòng)載荷進(jìn)行計(jì)算，參考文獻(xiàn)《過程設(shè)備設(shè)計(jì)》對塔體進(jìn)行校核分析。 水平地震力對于等直徑、等壁厚的塔設(shè)備，可近似看出是質(zhì)量和剛度沿塔體高度均勻分布的彈性連續(xù)體，也可稱為無限自由度體系，因此任意高度 處的集中質(zhì)量 引起的基本振型h?? m??水平地震力 按下式計(jì)算，按圖進(jìn)行塔體分段，從下往上依次為 3 段：F??1（）????1 =??????1η ??1??????式中 ——為綜合影響系數(shù)，取 =；???? ????——為第一振型參與系數(shù)；η ?? 銅氨液、再生氣回流塔的設(shè)計(jì) 23——為距地面 處的集中質(zhì)量；???? ???——為對應(yīng)于塔設(shè)備第一振型自振周期的地震影響系數(shù)；??1G——為重力加速度。的求?。??1（）??=（ ??????） ????????式中 為地震影響系數(shù)的最大值，見表 ???????? 銅氨液、再生氣回流塔的設(shè)計(jì) 24 的最大值??設(shè)計(jì)烈度 7 8 9???????? 為各類場地土的特征周期，見表 ????場地土 近振 遠(yuǎn)振Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 取設(shè)計(jì)烈度為 8 度，故 =，?、箢悎鐾恋兀駮r(shí)，故 =???????? ????所以，（）??1 =（ ??????） ????????=（ ） =????????（）????????==的求?。???（）????1 =???∑??=1????????∑??=1?????3??塔段號 1 2 3各段操作質(zhì)量 ，kgm?? 各點(diǎn)距地面高度 ，mmh?? 900 1700 ?? 104 104 105?????? 106 107 109??=3∑??=1?????? 109?3?? 108 109 1011?????3?? 1011 1012 1014 銅氨液、再生氣回流塔的設(shè)計(jì) 25??=3∑??=1?????3?? 1014A/B 106由上表得：基本振型參與系數(shù) ????1????1=?????? =10???所以，任意高度 處的集中質(zhì)量 引起的基本振型水平地震力 如下表所示：??? ???? ????1 水平地震力計(jì)算表塔段號 1 2 3基本振型參與系數(shù) ????1 水平地震力 ????1 =??????1η ??1??????，N????1 垂直地震力當(dāng)震級大于八級時(shí)，還要計(jì)算垂直地震力。計(jì)算垂直地震力的方法主要有以下三種：靜力法；反應(yīng)譜法；利用水平地震反應(yīng)譜采用等效重力載荷進(jìn)行計(jì)算。方法一的計(jì)算結(jié)果往往失實(shí)，方法二則因?yàn)槟壳皼]有任何規(guī)范推薦可以用于設(shè)計(jì)的垂直地震反應(yīng)譜所以不能使用，所以方法三是目前處理垂直地震載荷最好的辦法。GB150 所使用的計(jì)算垂直地震力的方法也是第三種。計(jì)算過程如下塔設(shè)備底截面處的垂直地震力 按式計(jì)算：F0?0??（）F0?0?? =??????????????????式中 ——垂直地震影響系數(shù)最大值，取 ，?????????? ??????????=????????——塔設(shè)備的當(dāng)量質(zhì)量，取 = ，kg?????? ?????? ??0任意質(zhì)量 i 處垂直地震力 ：FⅠ?Ⅰ??（）FⅠ ?Ⅰ?? = ?????????∑??=?????????F0?0??表 為求解處置地震力表塔段號 1 2 3 銅氨液、再生氣回流塔的設(shè)計(jì) 26垂直地震影響系數(shù) ?????????? ??????????=????????==操作質(zhì)量 ，kgm0 當(dāng)量質(zhì)量 ，kgm???? = ==???? m0底截面處垂直地震力， NF0?0?? F0?0??=??????????m??????==???????105 105 1073∑??=1??????? 107垂直地震力FⅠ ?Ⅰ?? ， ?? FⅠ ?Ⅰ?? =?????????∑??=?????????F0?0??=???????107 地震彎矩塔設(shè)備任意計(jì)算截面ⅠⅠ處基本振型地震彎矩 按式計(jì)算：??Ⅰ?Ⅰ??1 （）FⅠ ?Ⅰ??1=??∑?????????1(???1??)(??=1,2……??)式中，h 為計(jì)算截面距地面的高度，mm。（1 ） 裙座人孔中線截面ⅠⅠ，h=900mm 銅氨液、再生氣回流塔的設(shè)計(jì) 27 ⅠⅠ截面地震彎矩計(jì)算表塔體段號 1 2 3?????(????)0 800 ????(?????)0 104 106，??Ⅰ?Ⅰ??1 106（2 ） 裙座與塔體連接處的焊縫截面ⅡⅡ，h= ⅡⅡ截面地震彎矩計(jì)算表塔體段號 1 2 3?????(????) ????(?????)104 104 106，??Ⅱ?Ⅱ??1 106（3）底截面 00 的基本振型地震彎矩分別按式（）計(jì)算：（）??0?0??1 =1635??????1??0????底截面 00，h=0??0?0??1=1635??????1??0??????0?0??1=1635??0?0??1=107??.????當(dāng)塔設(shè)備 H/ 5 時(shí)，還須考慮高振型的影響，再進(jìn)行穩(wěn)定和其他驗(yàn)算時(shí)，也可按式D??計(jì)算：（）??Ⅰ?Ⅰ?? =??Ⅰ ?Ⅰ??0故??Ⅰ ?Ⅰ?? =??Ⅰ ?Ⅰ??1=106=107??.??????Ⅱ ?Ⅱ?? =??Ⅱ ?Ⅱ??1=106=106??.??????0?0?? =??0?0??1=107=107??.???? 銅氨液、再生氣回流塔的設(shè)計(jì) 28 風(fēng)載荷和風(fēng)彎矩計(jì)算 水平風(fēng)力由于大多數(shù)塔設(shè)備安裝在室外，所以會受到風(fēng)的影響，即受到風(fēng)載荷的作用。風(fēng)載荷除了使塔體產(chǎn)生應(yīng)力和變形外，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)力會導(dǎo)致塔體的強(qiáng)度及穩(wěn)定失效，而太大的塔體繞度則會造成塔盤上的流體分布不均，從而使分離效率下降。計(jì)算時(shí)，通常將其折算成靜載荷，即在靜力的基礎(chǔ)上考慮與動(dòng)力有關(guān)的折算系數(shù)，稱為風(fēng)振系數(shù)?！哆^程設(shè)備設(shè)計(jì)》塔設(shè)備中第 i 計(jì)算段所受的水平風(fēng)力由下式計(jì)算：???? =??1??2????0??????????????10?6??式中 為塔設(shè)備各計(jì)算段的水平風(fēng)力；????——空氣動(dòng)力系數(shù)，此次設(shè)計(jì)為圓筒截面所以取 ；??1——為 i 段塔設(shè)備各計(jì)算段的風(fēng)振系數(shù)，當(dāng)塔高≤20m 時(shí)，取 =；??2?? ??2??——為上海地區(qū)的基本風(fēng)壓，450N/m 2；??0——為 i 段塔設(shè)備的風(fēng)壓高度變化系數(shù)，按表查取；????——為 i 段離地高度；????——塔設(shè)備各計(jì)算段的有效直徑。??????由下表選取，由于化工設(shè)備一般設(shè)于郊區(qū)所以按照 B 類地面粗糙度。???? 風(fēng)壓高度變化系數(shù) ????地面粗糙度類別距地面高度 h????A B C5 10 15 20 30 40 50 60 70 80 90 100 銅氨液、再生氣回流塔的設(shè)計(jì) 29注：A 類地面粗糙度指海面、海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū)； B 類指田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵及房屋比較稀疏的中小城鎮(zhèn)和大城