1-塔设备的附件(一)--裙座
1-塔设备的附件(一)--裙座
mAm sbaxmin0.9s,KB
裙座壳检查孔或较大管线引出截面为危险截面，应满足下列条件：
O 操作时 O 水压实验时
M Z m s 1 1 m a x m 0 1 1g A s m F V 1 1m K in ,K Bts
0 .3 M Z w 1 s 1 m M e m 1 m 1g A as x m F V 1 1m K i,0 n .B 9s
基础环上无筋板时基础环作为悬臂梁，在均匀载荷Dmax的作用下其最大弯曲应力
O 为：
b 2 bmax
1 max
Mm1 ax zb1
2
1•b2
b
6b
bmax []b
基础环上有筋板时，求出基础环厚
O 度：
b
6M s
[ ]b
3螺栓座的设计
O 为了使塔设备在刮风或地震时不致翻倒，必须安装足够数量和一定直径的地脚螺栓，把设备固定 在基础上。地脚螺栓承受的最大拉应力为
1.座体设计
首先参照塔体厚度试取一座体有效厚度L0,然后验算危险截面的应力，危险截面的位置一般取裙座基底 截面、裙座壳检查孔或较大管线引出孔截面。
M 裙座基底截面危险截面，应满足下列0条件0 ：
操作时
+
max
+水压试验时
+
Z sb
m0gFV 00 Asb
miK n,B Kts
0.3Mw00 Me Zsb
F1l3'
d3)c2
Z
F1l3'
(l2' d3)
c2(l4' d2)
2 z
三．总结，
O 裙座在化工设备中应用非常广泛，它是很好的固定装置，将设备与地面连接起来，虽然裙座不是 受压元件，但是由于裙座对整个塔器至关重要，标准要求与受压元件相同，因为裙座受压不多， 提高裙座的用材要求造成太大的浪费，这种处理大大提高了裙座支承塔体的可靠性。
第六章 塔设备的机械设计
自支承式塔设备的塔体除承受工作介质压力 之外，还承受自重载荷、风载荷、地震载荷及 偏心载荷的作用。
（1）塔设备自重载荷的计算
塔设备的操作质量：
(kg) (6-2) 塔设备水压试验时的质量，这时设备质量最大， 简称设备最大质量 m0 m01 m02 m03 m04 mw ma me (kg) (6-3) 设备吊装时的质量，这时设备质量最小，简称 设备最小质量： m0 m01 0.2m02 m03 m04 ma me (kg) (6-4)
M
00 E
8CZ 1 m0 g (10 H 3.5 14 H 2.5 h 4h3.5 ) 175H 2.5
(Nmm)
底部截面的地震弯矩 16 I I M E CZ 1 mo gH 35
(Nmm)
（3）风载荷的计算
图6-31所示为自支承式塔设备受风压作用 的示意图。塔体会因风压而发生弯曲变形。吹 到塔设备迎风面上的风压值，随设备高度的增 加而增加。为了计算简便，将风压值按设备高 度分为几段，假设每段风压值各自均布于塔设 备的迎风面上，如图所示。
Fk Cz α1k mk g (N )
式中 Ｃz—— 结构综合影响系数，对圆筒形 直立设备取Cz=0. 5； α1—— 对应于塔器基本自振周期T（利用图630查取α1值时，应使T =T1）的地震影响系数 α值； ηk—— 基本震型参与系数；
关于 α—— 地震影响系数，按图6-30确定；图中曲 Tg 0.9 线部分按公式
（6-19）
（4 ）偏心载荷的计算
有些塔设备在顶部悬挂有分离器、热交换 器、冷凝器等附属设备，这些附属设备对塔体 产生偏心载荷。偏心载荷所引起的弯矩为： Me=me g e (6-20) 式中 me—— 偏心质量Kg e—— 偏心质量的重心至塔设备中心线的距离， mm
塔计算
塔器主体设计参数压力试验类型：液压试验塔板分布段数：0 指定筒体材料负偏差为0: 未指定为0 填料分布段数： 2筒体分段数（不包括变径段且不大于10）: 10 连接自下向上第2段与第3段筒体的变径段连接自下向上第1段与第2段筒体的变径段连接自下向上第4段与第5段筒体的变径段连接自下向上第3段与第4段筒体的变径段连接自下向上第6段与第7段筒体的变径段连接自下向上第5段与第6段筒体的变径段连接自下向上第8段与第9段筒体的变径段连接自下向上第7段与第8段筒体的变径段连接自下向上第9段与第10段筒体的变径段自下向上第1段筒体计算条件材料名称：S31603 本段设计压力（MPa）： 2.35 材料类型：管材本段设计温度（℃）：220 本段筒体内径（mm）：305 设计温度下许用应力[σ]t (MPa)：89.2 本段筒体名义厚度 (mm)：14试验温度下屈服点σs (MPa)：180 本段筒体长度 (mm)：1750试验温度下许用应力[σ] (MPa)：99 腐蚀裕量C2 (mm)：0 钢板负偏差C1 (mm)：未指定为0 纵向焊缝焊接接头系数: 1 液柱静压力（MPa）：0环向焊缝焊接接头系数：1试验压力 (Mpa) ： 3.2602自下向上第2段筒体计算条件材料名称：S31603 本段设计压力（MPa）： 2.35 材料类型：管材本段设计温度（℃）：220 本段筒体内径（mm）：305 设计温度下许用应力[σ]t (MPa)：89.2 本段筒体名义厚度 (mm)：10试验温度下屈服点σs (MPa)：180 本段筒体长度 (mm)：5410试验温度下许用应力[σ] (MPa)：99 腐蚀裕量C2 (mm)：0 钢板负偏差C1 (mm)：未指定为0 纵向焊缝焊接接头系数: 1 液柱静压力（MPa）：0环向焊缝焊接接头系数：1试验压力 (Mpa) ： 3.2602自下向上第3段筒体计算条件材料名称：S31603 本段设计压力（MPa）： 2.35 材料类型：管材本段设计温度（℃）：220 本段筒体内径（mm）：305 设计温度下许用应力[σ]t (MPa)：89.2 本段筒体名义厚度 (mm)：10试验温度下屈服点σs (MPa)：180 本段筒体长度 (mm)：4450试验温度下许用应力[σ] (MPa)：99 腐蚀裕量C2 (mm)：0 钢板负偏差C1 (mm)：未指定为0 纵向焊缝焊接接头系数: 1 液柱静压力（MPa）：0环向焊缝焊接接头系数：1试验压力 (Mpa) ： 3.2602自下向上第4段筒体计算条件材料名称：S31603 本段设计压力（MPa）： 2.35 材料类型：管材本段设计温度（℃）：220本段筒体内径（mm）：305 设计温度下许用应力[σ]t (MPa)：89.2 本段筒体名义厚度 (mm)：10试验温度下屈服点σs (MPa)：180 本段筒体长度 (mm)：1000试验温度下许用应力[σ] (MPa)：99 腐蚀裕量C2 (mm)：0 钢板负偏差C1 (mm)：未指定为0 纵向焊缝焊接接头系数: 1 液柱静压力（MPa）：0环向焊缝焊接接头系数：1试验压力 (Mpa) ： 3.2602自下向上第5段筒体计算条件材料名称：S31603 本段设计压力（MPa）： 2.35 材料类型：管材本段设计温度（℃）：220 本段筒体内径（mm）：305 设计温度下许用应力[σ]t (MPa)：89.2 本段筒体名义厚度 (mm)：10试验温度下屈服点σs (MPa)：180 本段筒体长度 (mm)：1000试验温度下许用应力[σ] (MPa)：99 腐蚀裕量C2 (mm)：0 钢板负偏差C1 (mm)：未指定为0 纵向焊缝焊接接头系数: 1 液柱静压力（MPa）：0环向焊缝焊接接头系数：1试验压力 (Mpa) ： 3.26023自下向上第6段筒体计算条件材料名称：S31603 本段设计压力（MPa）： 2.35 材料类型：管材本段设计温度（℃）：220 本段筒体内径（mm）：305 设计温度下许用应力[σ]t (MPa)：89.2 本段筒体名义厚度 (mm)：10试验温度下屈服点σs (MPa)：180 本段筒体长度 (mm)：1000试验温度下许用应力[σ] (MPa)：99 腐蚀裕量C2 (mm)：0 钢板负偏差C1 (mm)：未指定为0 纵向焊缝焊接接头系数: 1 液柱静压力（MPa）：0环向焊缝焊接接头系数：1试验压力 (Mpa) ： 3.26023自下向上第7段筒体计算条件材料名称：S31603 本段设计压力（MPa）： 2.35 材料类型：管材本段设计温度（℃）：220 本段筒体内径（mm）：305 设计温度下许用应力[σ]t (MPa)：89.2 本段筒体名义厚度 (mm)：10试验温度下屈服点σs (MPa)：180 本段筒体长度 (mm)：1000试验温度下许用应力[σ] (MPa)：99 腐蚀裕量C2 (mm)： 2 钢板负偏差C1 (mm)：未指定为0 纵向焊缝焊接接头系数: 1 液柱静压力（MPa）：0环向焊缝焊接接头系数：1试验压力 (Mpa) ： 3.26023自下向上第8段筒体计算条件材料名称：S31603 本段设计压力（MPa）： 2.35 材料类型：管材本段设计温度（℃）：220 本段筒体内径（mm）：305 设计温度下许用应力[σ]t (MPa)：89.2 本段筒体名义厚度 (mm)：10试验温度下屈服点σs (MPa)：180 本段筒体长度 (mm)：1000试验温度下许用应力[σ] (MPa)：99 腐蚀裕量C2 (mm)：0 钢板负偏差C1 (mm)：未指定为0 纵向焊缝焊接接头系数: 1 液柱静压力（MPa）：0环向焊缝焊接接头系数：1试验压力 (Mpa) ： 3.26023自下向上第9段筒体计算条件材料名称：S31603 本段设计压力（MPa）： 2.35 材料类型：管材本段设计温度（℃）：220 本段筒体内径（mm）：305 设计温度下许用应力[σ]t (MPa)：89.2 本段筒体名义厚度 (mm)：10试验温度下屈服点σs (MPa)：180 本段筒体长度 (mm)：3260试验温度下许用应力[σ] (MPa)：99 腐蚀裕量C2 (mm)：0 钢板负偏差C1 (mm)：未指定为0 纵向焊缝焊接接头系数: 1 液柱静压力（MPa）：0环向焊缝焊接接头系数：1试验压力 (Mpa) ： 3.26023自下向上第10段筒体计算条件材料名称：S31603 本段设计压力（MPa）： 2.35 材料类型：管材本段设计温度（℃）：220 本段筒体内径（mm）：305 设计温度下许用应力[σ]t (MPa)：89.2 本段筒体名义厚度 (mm)：10试验温度下屈服点σs (MPa)：180 本段筒体长度 (mm)：556试验温度下许用应力[σ] (MPa)：99 腐蚀裕量C2 (mm)：0 钢板负偏差C1 (mm)：未指定为0 纵向焊缝焊接接头系数: 1 液柱静压力（MPa）：0环向焊缝焊接接头系数：1试验压力 (Mpa) ： 3.26023填料段数据自下向上第1填料段:操作工况下的填料密度（kg/m ）：300 该段填料底部距基础高度hf1（mm）：2827 该段填料顶部距基础高度hf2（mm）：7827填料段数据自下向上第2填料段:操作工况下的填料密度（kg/m ）：300 该段填料底部距基础高度hf1（mm）：21577 该段填料顶部距基础高度hf2（mm）：24577附件数据介质密度（kg/m ）：1000 塔釜液面高度（mm）：800 塔体保温层厚度（mm）：100 塔体保温层密度（mm ）：200 最大管线外径（mm）：89 管线保温层厚度（mm）：80 塔体上平台总个数：0 塔体上最低平台距基础的高度（mm）：塔体上最高平台距基础的高度（mm）：0 扶梯与最大管线的相对位置：90°平台宽度（mm）：0 平台包角（°）：360 载荷数据偏心载荷或集中载荷个数（不大于5）：2 塔设备附件质量系数（以壳体质量为基准）：1.2基本风压值（N/m ）：0地震设防烈度：7度(0.1g) 场地土类型：III类地面粗糙度类别：B类地震类型：第二组第 1 个偏心载荷数据偏心载荷重量（kg）：1000偏心载荷的作用位置到容器中心线的距离c（mm）：0 偏心载荷中心至基础的距离（mm）：5827第 2 个偏心载荷数据偏心载荷重量（kg）：1000偏心载荷的作用位置到容器中心线的距离c（mm）：0 偏心载荷中心至基础的距离（mm）：20000裙座数据裙座数据（1）基础类型：无框架裙座结构：圆筒形裙座与筒体连接形式：对接锥形裙座底截面内径（mm）：912 基础高度（mm）：200 裙座总高度（mm）：1077 裙座设计温度（°）：20 裙座名义厚度（mm）：12 裙座腐蚀裕量（mm）： 2 裙座材料：Q345R 设计温度下许用应力（MPa）189 设计温度下屈服点（MPa）：345 设计温度下弹性模量（MPa）：201000 裙座防火层厚度（mm）：0 裙座防火层密度（kg/m3）：0 指定裙座材料负偏差为0 未指定为0 裙座与筒体连接段材料：Q345R 裙座与筒体连接段长度（mm）：23 裙座与筒体连接段在设计温度下许用应力（MPa）：2裙座数据（2）裙座上同一高度处较大孔（包括人孔）个数：2 裙座上较大孔中心线高度h1（mm）：580裙座上较大孔引出管水平方向内径d（mm）：36 裙座上较大孔引出管名义厚度t（mm）：24裙座上较大孔引出管长度c（mm）：140裙座数据（3）地脚螺栓公称直径（mm）：36 地脚螺栓个数：8 地脚螺栓根径（mm）：31.67 地脚螺栓材料：Q235 地脚螺栓许用应力（MPa）：147 基础环板内径（mm）：712 基础环板厚度（mm）：22 基础环板外径（mm）：1112基础环板上地脚螺栓两侧筋板内侧间距（mm）：85 基础环板上两相邻筋板外侧最大间距L（mm）：319.82全部筋板块数：16 筋板厚度（mm）：16 筋板高度（mm）：250 筋板宽度（mm）：130 盖板结构：整块盖板宽度（mm）：0 盖板厚度（mm）：22 垫板宽度（mm）：80 垫板厚度（mm）：16 垫板螺栓孔直径（mm）：39 盖板螺栓孔直径（mm）：50框架结构数据框架高度（mm）：0 框架质量（kg）：0框架惯性矩（mm4）：0 框架材料（碳钢）弹性模量（MPa）：框架材料类型：混凝土上封头数据椭圆形封头数据材料类型板材曲面高度h I (mm) 81.25 材料名称S31603 直边高度h2（mm）25 试验温度下许用应力[σ] (MPa) 120 钢板负偏差C1 (mm) 未指定为0 设计温度下许用应力[σ]t(MPa) 104.8 腐蚀裕量C2 (mm) 0 焊接接头系数φ 1 名义厚度δn (mm) 10 液柱静压力（MPa）0下封头数据椭圆形封头数据材料类型板材曲面高度h I (mm) 81.25 材料名称S31603 直边高度h2（mm）25 试验温度下许用应力[σ] (MPa) 120 钢板负偏差C1 (mm) 未指定为0 设计温度下许用应力[σ]t(MPa) 104.8 腐蚀裕量C2 (mm) 0 焊接接头系数φ 1 名义厚度δn (mm) 14 液柱静压力（MPa）0。
塔设备裙式支座的设计
塔设备裙式支座的设计摘要：裙座是塔设备的关键部位，牵涉到塔器的的安全运行，关系到人民生命和财产的安全塔设备是石油化工装置中重要设备，占整个系统设备总量的25%~46%，也就是说石油、化工设备装置中塔设备的投资比例在25%~46%以上，因此塔设备的安全运行关系到人民生命和财产的安全。
塔设备的安全运行除了塔体本身外，支撑也是同等重要，没有牢固的支撑，塔体甚至可能倒塌。
大型塔设备都是由裙座支撑，因此裙座的设计是设备设计中的一关键点。
裙座的设计除强度外主要考虑以下三个方面：1.环境温度的影响JB/T4710-2005《钢制塔式容器》中规定裙座壳用钢应按受压元件用钢选择，可见裙座的重要性。
受压元件用钢对材料的含碳量，硫磷含量及材料的强度，延展性，韧性都有较高要求，但不是所有受压元件用钢均可以使用到裙座上。
JB/T4710中规定裙座设计温度取使用地月平均气温的最低值加20度。
我国幅员辽阔，南方与北方气温相差很大，对于南方使用Q235系材料即可，但对于北方最冷月月平均气温达到零下30~40度的须使用Q245R、Q345R甚至低温钢。
2.介质温度的影响JB/T4710仅校核了按常温考虑的底截面及具有最大开孔的断面的组合应力，这两个截面远离塔体，仅环境温度影响，设计计算时许用应力按常温时选取即可，但对于裙座与下封头的焊缝及保温内的部分裙座标准上没有考虑。
在200度以内材料许用应力变化不大，但之后急剧缩小，因此当设备工作温度大于200度后不校核此部分的应力是很危险的。
此部分温度可通过传热计算得到，但不是设备专业范围，费时、费力、需花费一定财力且运行平稳后此部分的温度与设备内介质温度相差不大，因此可按设备介质温度作为此部分的设计温度，笔者有个简单易行的办法：在采用常温校核裙座后，对保温部分裙座采用与本体同牌号的材料连接塔体和裙座作为过渡段，因为裙座一般是采用Q235类材料，而塔体材料强度要高于裙座，只需要确认下过渡段材料在其设计温度下许用应力不低于环境温度下的裙座材料的许用应力即可。
裙座
裙座设计与校核符号说明：b A ——基础环面积，2mmA ——按公式计算ie R 094.0A δ= B ——根据材料，查文献18中对应外压圆筒计算的图b ——基础环外直径与裙壳体外直径之差的1/2，mmi D ——塔壳内直径，mmib D ——基础环内直径，mmis D ——裙座壳底部内直径，mmit D 裙座顶截面的内直径，mmo D 塔壳外直径，mmob D 基础环外直径，mmoi D 第i 段塔式容器外直径，mm1d 地脚螺栓螺纹小径，mmE 设计温度下材料的弹性模量，Mpavi F 任意质量i 处所分配到的垂直地震力，NI I v F -塔式容器任意计算截面I —I 处的垂直地震力，N00v F -塔式容器底截面处的垂直地震力，Nk 1F 集中质量k m 引起的基本振型水平地震力，Ni f 风压高度变化系数，高度取各计算段顶截面的高度H 塔式容器高度，mmi H 塔式容器顶部至第i 段底截面的距离，mmh 计算截面距地面的高度，mmi h 第i 段集中质量距地面的高度，mmh任意计算截面I—I以上的集中质量距地面的高度，mm kK载荷组合系数，取K=1.2K体形系数1K塔式容器各计算段的凤振系数i2i l第i段计算长度，mmIIM-任意计算截面I-I处的地震弯矩，N·mm EM-底部截面0-0处的地震弯矩，N·mmEIIM-任意计算截面I-I处的最大弯矩， N·mm maxJJM-塔接焊缝J-J处的截面处的最大弯矩，N·mm maxM-底部截面0-0处的最大弯矩，N·mmmaxIIM-任意计算截面I-I处的风弯矩，N·mmwM-底部截面0-0处的风弯矩，N·mmwm附件质量，kgam计算垂直地震力时，塔式容器的当量质量，kgeqm塔式容器第i计算段的操作质量，kgim塔式容器液压试验状态时的最大质量，kgm axm塔式容器安装状态时的最小质量，kgm inm塔式容器的操作质量，kgm塔壳、封头和裙座的质量，kg01m挡板、轴的质量，kg02m扶梯，电机及附件质量，kg03m物料质量，kg04m水压试验时质量，kg05n 地脚螺栓个数，一般取四的倍数i P 有时容器各计算段的水平风力，N0q 基本风压值，N/2mmel R 材料屈服强度，Mpa1T 基本振型自振周期，sg T 各类场地土的特征周期，sb Z 基础环的抗弯矩系数α地震影响系数1α对应于塔式容器基本自振周期1T 的地震影响系数max α地震影响系数的最大值m ax v α垂直地震影响系数最大值γ地震影响系数曲线下降段的衰减系数b δ基础环计算厚度，mme δ圆筒或锥壳的有效厚度，mmeb δ 封头的有效厚度，mmes δ 裙座壳的有效厚度，mmi ξ第i 阶振型阻尼比k 1η基本振型参与系数1η地震影响系数曲线直线下降段下降斜率的高速系数2η 1η地震影响系数曲线的阻尼调整系数ρ液压试验时试验介质的密度b σ地脚螺栓的最大拉应力，Mpam ax b σ 混泥土基础上的最大拉应力，Mpa1σ由压力引起的轴向应力，Mpa2σ由垂直载荷引起的直线应力，Mpa3σ 由弯矩引起的轴向应力，Mpa[]t σ设计温度下塔壳或裙座材料的许用应力，Mpa[]b σ基础环材料的许用应力，Mpa[]bt σ地脚螺栓材料的许用应力，Mpa[]cr σ设计温度下塔壳或裙座的轴向压应力，Mpa[]t s σ设计温度下裙座材料的许用应力，Mpa[]t w σ设计温度下焊接接头的许用应力，取两侧母材许用应力的较小值，MpaΦ 焊接接头系数注:符号计算步骤引用文献175.1 载荷计算条件 裙座材料选用Q235—B )R (R 2.0p eL =235Mpa ， []113t =σMpa取裙座壳的厚度为10mm ，高度取为1500mm 。
塔设备裙式支座的设计
塔设备裙式支座的设计摘要：裙座是塔设备的关键部位，牵涉到塔器的的安全运行，关系到人民生命和财产的安全塔设备是石油化工装置中重要设备，占整个系统设备总量的25%~46%，也就是说石油、化工设备装置中塔设备的投资比例在25%~46%以上，因此塔设备的安全运行关系到人民生命和财产的安全。
塔设备的安全运行除了塔体本身外，支撑也是同等重要，没有牢固的支撑，塔体甚至可能倒塌。
大型塔设备都是由裙座支撑，因此裙座的设计是设备设计中的一关键点。
裙座的设计除强度外主要考虑以下三个方面：1.环境温度的影响JB/T4710-2005《钢制塔式容器》中规定裙座壳用钢应按受压元件用钢选择，可见裙座的重要性。
受压元件用钢对材料的含碳量，硫磷含量及材料的强度，延展性，韧性都有较高要求，但不是所有受压元件用钢均可以使用到裙座上。
JB/T4710中规定裙座设计温度取使用地月平均气温的最低值加20度。
我国幅员辽阔，南方与北方气温相差很大，对于南方使用Q235系材料即可，但对于北方最冷月月平均气温达到零下30~40度的须使用Q245R、Q345R甚至低温钢。
2.介质温度的影响JB/T4710仅校核了按常温考虑的底截面及具有最大开孔的断面的组合应力，这两个截面远离塔体，仅环境温度影响，设计计算时许用应力按常温时选取即可，但对于裙座与下封头的焊缝及保温内的部分裙座标准上没有考虑。
在200度以内材料许用应力变化不大，但之后急剧缩小，因此当设备工作温度大于200度后不校核此部分的应力是很危险的。
此部分温度可通过传热计算得到，但不是设备专业范围，费时、费力、需花费一定财力且运行平稳后此部分的温度与设备内介质温度相差不大，因此可按设备介质温度作为此部分的设计温度，笔者有个简单易行的办法：在采用常温校核裙座后，对保温部分裙座采用与本体同牌号的材料连接塔体和裙座作为过渡段，因为裙座一般是采用Q235类材料，而塔体材料强度要高于裙座，只需要确认下过渡段材料在其设计温度下许用应力不低于环境温度下的裙座材料的许用应力即可。
《化工机械基础》第8章 塔设备的机械设计
8.2 裙座设计
四个部分： 1.座体---承受并传
递塔体载荷。 2.基础环---将载荷
传递到基础上。 3.螺栓座---固定塔
S
e
2
式中M
ii max
maxM M
ii W
ii E
Me
25%M
ii W
M e
稳定条件：
组合轴向压应 力要满足：
ii m a x压
[ ]cr
KB
minK[ ]t
式中K——载荷组合系数，取K=1.2; B——见书p168。
（3）塔体拉应力验算
依前述，假设一有效壁厚Se3。 计算σ1,σ2,σ3，并进行组合，满足如下强度条件：
缝截面。 位于塔体上的危险截面——
2-2截面。
2. 塔体应力组合（2-2截面） 组合轴向应力的构成： • σ1——介质压力引起的轴向应力； • σ2——塔体自重引起的轴向应力； • σ3——塔体所受弯矩引起的轴向应力。 例如，内压操作的塔设备在2-2截面处的应力组合：
位于背风面，组合轴向应力为： σ=σ1-σ2-σ3
将质量 离散：
简化力学模 型———
多质点体系 的悬臂梁
发生地 震时的 受力
（1）.水平地震力
任一段集中质量mk所引起的基 本振型水平地震力为：
Fk=CZα1ηk mkg
N
式中CZ——结构综合影响系数， 圆筒形直立设备取0.5；
α1 ——对应于设备基本自 振周期T1的地震影响系数；
ηk——基本振型参与系数；
[σ]cr——许用轴向压应力，
[ ]cr
0.9K
minKB
s
塔体壁厚确定方法：
(1)根据内(外)计算压力,确定容器设计计算壁厚， 确定一有效壁厚Se1;
第七章-4 塔设备的附件
20
7.4 塔设备的附件
过程设备设计
思考题
1. 塔设备由哪几部分组成?各部分的作用是什么? 2. 填料塔中液体分布器的作用是什么?
ห้องสมุดไป่ตู้21
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第五章 第六章 过程设备设计(下) 第七章 第八章
储存设备 换热设备
塔设备 反应设备
1
第七章 塔设备
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 概 述
填料塔 板式塔 塔设备的附件 塔的强度设计 塔设备的振动
2
7.4 塔设备的附件
过程设备设计
7.4 塔设备的附件
教学重点: 塔设备的基本附件. 教学难点: 无.
6
7.4 塔设备的附件
过程设备设计
特点——比表面积大,重量轻,空隙率大,使用方便, 除沫效率高,压力降小,应用广泛.
应用场合——清洁气体. 不宜用于液滴中含有或易析出固体物质的场合 (如碱液,碳酸氢钠溶液等),以免液体蒸发后 留下固体堵塞丝网. 当雾沫中含有少量悬浮物时,应注意经常冲洗.
7
7.4 塔设备的附件
9
7.4 塔设备的附件
过程设备设计
二,折流板式除沫
结构 由50mm×50mm×3mm角钢制成.
液相 进口 弯管 液相进口 气相出口
原理 夹带液体的气体通过角钢通道时,由 于碰撞及惯性作用而达到截留及惯性 分离.分离下来的液体由导液管与进 料一起进入分布器.
图7-66 折流板除沫器
10
7.4 塔设备的附件
3
7.4 塔设备的附件
过程设备设计
7.4.1 除沫器
现象——气速大时,塔顶雾沫夹带,造成物料流失,效 率降低,环境污染. 目的——减少液体夹带损失,确保气体纯度,后续设备 正常操作. 分类——丝网除沫器,折流板除沫器,旋流板除沫器, 多孔材料除沫器,玻璃纤维除沫器,干填料层 除沫器.
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裙座壳检查孔或较大管线引出截面为危险截面，应满足下列条件：
O 操作时 O 水压实验时
M Z m s 1 1 m a x m 0 1 1g A s m F V 1 1m K in ,K Bts
0 .3 M Z w 1 s 1 m M e m 1 m 1g A as x m F V 1 1m K i,0 n .B 9s
二．圆筒形裙座机械设计
O 圆筒形裙座主要有以下几个部分组成： O （1）座体 O 它的上端与塔体底封头焊接在基础环上，座体承受塔体的全部载荷并把载荷传到基础环上去。 O （2）基础环 O 基础环是块环形垫板，它把由座体传下来的载荷平均分配到基础上去。 O （3）螺栓座 O 由盖板和筋板组成，共安装地脚螺栓用，以便地脚螺栓把塔设备固定在基础上。 O （4）管孔 O 在裙座上有检修用的检查孔、引出孔、c2
Z
F1l3'
(l2' d3)
c2(l4' d2)
2 z
三．总结，
O 裙座在化工设备中应用非常广泛，它是很好的固定装置，将设备与地面连接起来，虽然裙座不是 受压元件，但是由于裙座对整个塔器至关重要，标准要求与受压元件相同，因为裙座受压不多， 提高裙座的用材要求造成太大的浪费，这种处理大大提高了裙座支承塔体的可靠性。
1-塔设备的附件(一)--裙座
立式储罐裙座设计
O 一.概述 O 1.常用的裙座 O 塔体常用号裙座支承，常用的裙座结构有圆筒形裙座和圆锥形裙座。圆筒形裙座制作方便，经济
上合理，应用广泛。圆锥形裙座常用于细高塔，如塔径DN<1m,且高径比H/DN>25,或 DN>1m,H/DN>30的支承为了防止风载荷或地震载荷引起的弯矩造成的倾倒，圆锥形裙座可配置更 多的地脚螺旋，且具有足够大的稳定性，圆锥形裙座的半锥角不得超过15°，原因是半锥角增大， 裙座所受应力急剧增加，裙座筒体的厚度也需急剧增
2.基础环设计 O （1）基础环尺寸的确定 O 基础环内、外径一般可参考下试选取： DOb=Dis+(160~400)或 Dib=Dis-(160~400) O (2)基础环厚度的设计 O 操作时或水压试验时，设备重力和弯矩在混凝土基础上所产生的最大轴向压力为
b m am x M a Z m 0 b 0 x am x 0 g A b F v 0 0,0 .3 M w 0 Z 0 b M e m m A bg a x
基础环上无筋板时基础环作为悬臂梁，在均匀载荷Dmax的作用下其最大弯曲应力
O 为：
b 2 bmax
1 max
Mm1 ax zb1
2
1•b2
b
6
由此得出基础厚度
b 1.73b
bmax []b
基础环上有筋板时，求出基础环厚
O 度：
b
6M s
[ ]b
3螺栓座的设计
O 为了使塔设备在刮风或地震时不致翻倒，必须安装足够数量和一定直径的地脚螺栓，把设备固定 在基础上。地脚螺栓承受的最大拉应力为
谢谢观赏！
2020/11/5
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1.座体设计
首先参照塔体厚度试取一座体有效厚度L0,然后验算危险截面的应力，危险截面的位置一般取裙座基底 截面、裙座壳检查孔或较大管线引出孔截面。
M 裙座基底截面危险截面，应满足下列0条件0 ：
操作时
+
max
+水压试验时
+
Z sb
m0gFV 00 Asb
miK n,B Kts
0.3Mw00 Me Zsb
B m M w a 0 Z 0 b M x e m A m b g ,iM n E 0 0 0 .2 Z b M w 0 5 0 M e m 0 g A b F v 0 0
d1
4BAb n[]bt
C2
4.盖板设计
O 分块盖板 O 分块盖板的最大应力计算：
Z
(l2'