文档介绍：第四章塔设备机械设计
塔设备设计包括工艺设计和机械设计两方面。机械设计是把工艺参数、尺寸作为已知条件,在满足工艺条件的前提下,对塔设备进行强度、刚度和稳定性计算,并从制造、安装、检修、使用等方面出发进行机构设计。
设计条件
由塔设备工艺设计设计结果,并查相关资料[1],[9]知设计条件如下表。
表4-1 设计条件表
已知设计条件
塔体内径Di
2000mm
塔体高度H
28000mm
设计压力P
设计温度t
200℃
塔体
材料
16MnR
许用应力
170MPa
许用应力
170MPa
设计温度下弹性模量E
×105MPa
常温屈服点
345MPa
厚度附加量C
2mm
塔体焊接接头系数ϕ
介质密度ρ
塔盘数N
40
每块塔盘存留介质层高度hW
80mm
基本风压值q0
400N/m2
地震防烈度
8度
场地土类别
Ⅱ类
偏心质量me
4000kg
塔外保温层厚度δ
100mm
保温材料密度ρ2
300kg/m3
裙座
材料
Q235-A
许用应力
113MPa
常温屈服点σs
235MPa
厚度附加量Cs
2mm
人孔、平台数
6
地脚螺栓
材料
Q235-A
许用应力bt
140MPa
腐蚀余量C2
3
个数n
32
设计计算
全塔计算的分段
图4-1 全塔分段示意图
塔的计算截面应包括所有危险截面,将全塔分成5段,其计算截面分别为:
0-0、1-1、2-2、3-3、4-4。分段示意图如图4-1。
塔体和封头厚度
塔内液柱高度:(m)
液柱静压力:(MPa)
计算压力:MPa(液柱压力可忽略)
圆筒计算厚度:(mm)
圆筒设计厚度:(mm)
圆筒名义厚度:(mm)
圆筒有效厚度:(mm)
封头计算厚度:(mm)
封头设计厚度:(mm)
封头名义厚度:(mm)
封头有效厚度:(mm)
塔设备质量载荷
塔体质量
查资料[1],[8]得内径为2000mm,厚度为10mm时,单位筒体质量为495kg/m,单个封头质量为364kg。
通体质量:(kg)
封头质量:(kg)
裙座质量:(kg)
塔体质量:(kg)
0-1段:(kg)
1-2段:(kg)
2-3段:(kg)
3-4段:(kg)
4-顶段:(kg)
塔段内件质量
查表5-4得[8],筛板塔塔盘质量,则
塔体内件质量:(kg)
2-3段:(kg)
3-4段:(kg)
4-顶段:(kg)
保温层质量
1-2段:(kg)
2-3段:(kg)
3-4段:(kg)
4-顶段:(kg)
平台和扶梯质量
查表5-4得[8],平台质量笼式扶梯质量
平台数笼式扶梯总高度
0-1段:(kg)
1-2段:(kg)
2-3段:(kg)
3-4段:(kg)
4-顶段:(kg)
操作时塔内物料质量
1-2段:(kg)
2-3段:(kg)
3-4段:(kg)
4-顶段:(kg)
人孔等附件的质量
(kg)
0-1段:(kg)
1-2段:(kg)
2-3段:(kg)
3-4段:(kg)
4-顶段:(kg)
充液质量
1-2段:(kg)
2-3段:(kg)
3-4段:(kg)
4-顶段:(kg)
偏心质量
已知再沸器:
1-2段:(kg)
2-3段:(kg)
操作质量
同理可得各段的操作质量如下:
(kg),(kg),(kg)
(kg),(kg)
最小质量
同理可得各段的最小质量如下:
(kg),(kg),(kg)
(kg),(kg)
最大质量
同理可得各段的最小质量如下:
(kg),(kg),(kg)
(kg),(kg)
综上可知塔的各种质量载荷计算结果如表4-2所示。
表4-2 质量载荷计算结果
质量/kg
0--1
1--2
2--3
3--4
4--顶
m01
495
1354
2475
4950
m02
8164
0
0
m03
0
1997
m04
40
80
m05
13227
0
ma
me
4000