【正文】 應(yīng)力的作用不可能發(fā)生開裂且外壓臨界失穩(wěn)壓力主要與容器的幾何尺寸制造精度有關(guān)跟缺陷無關(guān)一般不用外壓試驗來校核其穩(wěn)定性而以內(nèi)壓試驗進(jìn)行泄漏檢查以確定容器是否存在穿透性缺陷 取水壓試驗溫度為 20℃則對于內(nèi)壓容器 29 上式中 試驗時啟閉金屬溫度下材料的許用應(yīng)力 153 MPa 設(shè)計溫度下材料的許用應(yīng)力 153 MPa 所以 MPa 232 應(yīng)力校核 為了保證耐壓試驗時容器材料處于彈性狀態(tài)在內(nèi)壓試驗前必須按照下式校核試驗時筒體的薄膜應(yīng)力 210 式中 試驗壓力下圓筒的應(yīng)力 MPa 材料的屈服強度 325 MPa 圓筒的有效厚度㎜ 12277 MPa 由于 所以水壓試驗的結(jié)果為合格 第三章 風(fēng)載荷 31 塔的載荷分析 311 質(zhì)量載荷 塔設(shè)備大多安裝在室外靠裙座底部的地腳螺栓固定在混泥土基礎(chǔ)上通常稱為自支撐 式塔除了承受介質(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)量塔內(nèi)件如塔盤活填料的質(zhì)量保溫材料的質(zhì)量操作平臺及扶梯質(zhì)量操作時物料的質(zhì)量塔附件如人孔接管法蘭等質(zhì)量水壓試驗時充水的質(zhì)量偏心載荷 1 由《化工容器及設(shè)備簡明手冊》 313 頁可知當(dāng) DN 1200 ㎜ 8 ㎜時一米高筒節(jié)鋼板的質(zhì)量 G 238 ㎏同樣可由《化工容器及設(shè)備簡明手冊》 319 頁可知當(dāng) DN 1200㎜ 8 ㎜時封頭的質(zhì)量為 106 ㎏ 31 32 2 塔內(nèi)件的質(zhì)量 33 本設(shè)計采用的填料為陶瓷拉西環(huán) 亂堆 填料在塔內(nèi)位置分為兩段每一段長度為 6000 ㎜ 34 所以塔設(shè)備內(nèi)部構(gòu)件質(zhì)量為 3 保溫材料的質(zhì)量 選石棉作為保溫材料取保溫層厚度由《化工容器及設(shè)備簡明手冊》可查的石棉的密度 為筒體的外徑 35 為封頭的表面積由 JBT 473595 得 36 所以 37 4 操作平臺及扶梯的質(zhì)量 由《化工容器及設(shè)備簡明設(shè)計手冊》 392 頁表 161 可得 名稱 籠式扶梯 鋼制平臺 單位質(zhì)量 平臺的選擇原則操作平臺應(yīng)設(shè)置在人孔手孔塔頂?shù)踔好嬗嫷刃枰?jīng)常檢修和操作的地方并且操作平臺布置的位置不再需要設(shè)置腳手架和纜索根據(jù)各層平臺之間的最小間距不得小于 20m以及若無特殊要求層板間距也不宜大于 80m的原則本設(shè)計選擇寬為 B 1m 高為 12m 的平臺本設(shè)計一共設(shè)置 5 個平臺平臺一設(shè)置在 h 730 ㎜處的富液出口處平臺二設(shè)置在 h 2230 ㎜處的卸料口處平臺三設(shè)置在 h 8600 ㎜處的卸料口 處平臺四設(shè)置在 h 16280 ㎜處的進(jìn)料口 e 處平臺五設(shè)置在 h 16780 ㎜處的上封頭處 扶梯的選擇梯子至塔體保溫層外表面的距離至少為 20 ㎜當(dāng)塔體上有補強圈時距離還應(yīng)該適當(dāng)放大梯子最低層一級踏步高出地面 150到 450㎜相鄰間距一般為 300 ㎜因此取第一級踏步高出高出 400 ㎜距離保溫層外表面的距離為 250 ㎜ 由《化工容器及設(shè)備簡明設(shè)計手冊》 429 頁公式得 38 39 5 操作時物料的質(zhì)量 310 6 塔附件質(zhì)量 按經(jīng)驗取塔附件 的質(zhì)量 311 7 水壓試驗時充水的質(zhì)量 312 8 偏心載荷 塔體上有時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 塔設(shè)備在正常操作時的質(zhì)量 313 塔設(shè)備在水壓試驗時的最大質(zhì)量 314 塔設(shè)備在停工檢修時的最小質(zhì)量 315 32 塔的自振周期 在動載荷風(fēng)載 荷地震載荷作用下塔設(shè)各個截面的變形以及內(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)備的載荷計算以及強度校核之前必須首先計算其固有或自振周期 由《化工容器及設(shè)備簡明設(shè)計手冊》 393 頁可查的等直徑等厚度容器的基本自振周期 316 33 風(fēng)載荷 中國設(shè)計規(guī)范中對于空氣密度ρ統(tǒng)一采用一個大氣壓下 10℃時的干空氣密度計算即基本風(fēng)速則采用該地區(qū)離地面高度為 10m 處 30 年一遇采用 10min 為時距所得的平均最大風(fēng)速國家有關(guān)部門已經(jīng)制定了全國各地區(qū)的基本風(fēng)壓的 分布圖查《化工設(shè)備簡明手冊》表 119 呼和浩特市的風(fēng)壓力為 331 風(fēng)力計算 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)向的振動縱向振動及垂直于風(fēng)向的誘導(dǎo)振動橫向振動過大的塔體應(yīng)力會導(dǎo)致塔體的強度及穩(wěn)定失效而太大的塔體撓度則會造成塔內(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 時在其強度和穩(wěn)定性的計算中應(yīng)考慮風(fēng)載荷計算分載荷時應(yīng)分段進(jìn)行每段內(nèi)的分壓值認(rèn)為是等值整個塔的風(fēng)載荷呈階梯形分布 塔設(shè)備中的第 i 計算段所受的水平風(fēng)力可由下式計算 317 上述基本風(fēng)壓中沒有考慮結(jié)構(gòu)的體型因素在同樣的風(fēng)速條件下風(fēng)壓在不同體型結(jié)構(gòu)分布亦不相同對于細(xì)長的圓柱形塔體結(jié)構(gòu)體形系數(shù) 07 風(fēng)振系數(shù)是考慮風(fēng)載荷的脈動性質(zhì)和塔體的動力特性的折算系數(shù)對于塔高 de 塔設(shè)備取地面粗糙度類別為 B 類田野鄉(xiāng)村叢林丘陵以及房屋比較稀疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市取下列兩式中的較大值 318 319 綜上所述各計算段的系數(shù)以及風(fēng)壓力統(tǒng)計如下表 塔段號 1 2 3 4 5 6 塔段長度 m 0048 048377 377706 7061035 10351364 13641693 500 07 17 1 1 1 10098 11019 11825 480 3290 3290 3290 3290 3290 400 0 006 0 006 0 006 1716 1776 1716 1776 1716 1776 49009 34766 33592 35107 37015 41111 332 風(fēng)彎矩的計算 將塔沿高度分為若干段則水平風(fēng)力在第段塔底截面處的風(fēng)彎矩為不考慮橫向風(fēng)向的影響 320 由于塔體裙座并無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 同理可得截面 11 處的風(fēng)彎矩 第四章 地震載荷 41 地震力的計算 411 水平地震力 地震起源于地殼的深處地震時產(chǎn)生的地震波通過地殼的巖石或土壤向地球表面?zhèn)鞑ギ?dāng)?shù)卣鸩▊鞯降?面時引起地面的突然運動從而使建筑物或設(shè)備發(fā)生震動所謂地震力是地震時地面運動對于設(shè)備的作用力對于底部剛性固定在基礎(chǔ)上的塔設(shè)備如將其簡化為單質(zhì)點的彈性體系則地震力即為該設(shè)備質(zhì)量相對于地面運動時的慣性力將塔沿高度方向分成 N 段視每段高度之間的質(zhì)量為作用在該高度處的集中質(zhì)量在地震烈度為 8級到 9級的地區(qū)塔設(shè)備應(yīng)該考慮地震力的影響一個質(zhì)點體系見下圖