板式塔设备机械设计资料

1 板式塔设备机械设计任务书

1.1 设计任务及操作条件

试进行一蒸馏塔与裙座的机械设计

已知条件为：塔体内径mm D i 2000=，塔高m 30，工作压力为MPa 2.1，设计温度为300℃，介质为原油，安装在广州郊区，地震强度为7度，塔内安装55层浮阀塔板，塔体材料选用16MnR ，裙座选用A Q -235。

1.2 设计内容

（1）根据设计条件选材；

（2）按设计压力计算塔体和封头壁厚； （3）塔设备质量载荷计算； （4）风载荷与风弯矩计算； （5）地震载荷与地震弯矩计算； （6）偏心载荷与偏心弯矩计算； （7）各种载荷引起的轴向应力；

（8）塔体和裙座危险截面的强度与稳定校核； （9）塔体水压试验和吊装时的应力校核； （10）基础环设计； （11）地脚螺栓计算； （12）板式塔结构设计。

1.3.设计要求：

（1）进行塔体和裙座的机械设计计算； （2）进行裙式支座校核计算； （3）进行地脚螺栓座校核计算； （4）绘制装备图（A3图纸）

2 塔设备已知条件及分段示意图

已知设计条件

分段示意图

塔体内径i D 2000mm

塔体高度H 30000mm 设计压力P 1.2MPa 设计温度t

300℃ 塔 体

材料

16MnR 许用应力

[σ]

170MPa [σ]t

144MPa

设计温度下弹性模量E

MPa 51086.1⨯

常温屈服点s σ 345MPa 厚度附加量C 2mm 塔体焊接接头系数φ

0.85

介质密度ρ 3/800m kg

塔盘数N

55 每块塔盘存留介质层高度w h

100mm 基本风压值0q 500N/㎡ 地震设防烈度 7度 场地土类别 II 类 地面粗糙度 B 类 偏心质量e m 4000kg 偏心距e 2000mm 塔外保温层厚度s δ 100mm

保温材料密度2ρ 3/300m kg

材料 Q235-A 裙 座

许用应力t s ][σ 86MPa 常温屈服点s σ 235MPa

设计温度下弹性模量s E

3 塔设备设计计算程序及步骤3.1 按设计压力计算塔体和封头厚度

3.2 塔设备质量载荷计算

3.3 自振周期计算

3.4 地震载荷与地震弯距计算

m

gH

3.5 风载荷与风弯距计算

3.6 偏心弯距

3.7 最大弯距

3.8 圆筒轴向应力校核和圆筒稳定校核

3.12 地脚螺栓计算

3.13 计算结果

4 计算结果总汇

1 按设计压力计算塔体和封头厚度

4 后记

本设计的任务是进行一蒸馏塔与裙座的机械设计。计算量比较大，计算公式繁琐，数据比较大。在计算过程中遇上一些参数是需要从书本的图或表格中查找出，有些数据还需要结合我们的理论课的书本来查找相关系数。在设计的过程中，我们都会遇到各种各样的问题，但是大家一起努力工作的同时，对不懂的问题进行讨论之后，把遇到的问题都解决了。只要把大家的力量聚集起来，就没有解决不了的问题。这次课程设计让我们感受到，工程类的设计是多么的有特色，数据查找难，计算量大，公式繁琐。最后感谢老师的指导，组员的帮助，其他舍友以及其他同学的共同努力，让本次课程设计顺利完成。

5 设计图纸

见附图

6 参考文献

[1] 蔡纪宁.张秋翔.化工设备机械基础课程设计指导书.北京：化学工业出版社.2000 .6,63~64

[2] 陈国桓.化工机械基础.第二版.北京：化学工业出版社.2006.1,169~171

[3] 陈国桓.化工机械基础.第二版.北京：化学工业出版社.2006.1,125~125

[4] 蔡纪宁.张秋翔.化工设备机械基础课程设计指导书.北京：化学工业出版社.2000 .6,85~85

[5] 路秀林.王者相主编.化工设备设计全书塔设备.北京：化学工业出版社.2004 .1,324~327

7主要符号说明

系数，按GB150相关章节，壳体和裙座质量，

塔设备壳体内径，内体质量，

基础环内径，保温材料质量，

塔设备壳体直径，平台扶梯质量，

基础环直径，操作时塔内物料质量，

裙座壳体外直径，塔设备第i段的操作质量，

塔顶管线外径，距地面处的集中质量，偏心质量中心至塔设备中心线距离，塔设备的当量质量，设计温度下材料的弹性模量，任意计算截面i-i的基本振型地震弯矩，

风压高度变化系数底截面0-0出的地震弯矩，塔设备底截面处的垂直地震力，任意计算截面I-I处的风弯矩，

塔设备任意计算截面处垂直地震力，底截面0-0处的风弯矩，

集中质量引起的基本振型水平地震

力

任意计算截面I-I处的最大弯矩，

重力加速度，取基本风压值，

塔设备高度，基础环计算厚度，塔设备顶部至第i段底截面的距离，圆筒的有效厚度，

塔设备第i段顶截面距地面的高度，分头的有效厚度，

塔设备第i段集中质量距地面高度，裙座的有效厚度，

地i段、第i-1段的截面惯性距，圆筒的名义厚度，

载荷组合系数，取封头的名义厚度，

体型系数，裙座的名义厚度，

笼式扶梯当量宽度，管线保温层厚度，

操作平台当量质量，塔设备第i段保温层厚度，

第i计算段长度，由内压和外压引起的轴向应力，操作平台所在计算段的长度，重力及垂直地震力引起的轴向应力，

人空、接管、法兰等附属件质量，最大弯矩引起的轴向应力，

偏心质量，试验压力引起的周向应力，

塔设备操作质量，设计温度下圆筒材料的许用轴向压应力液压试验时，塔设备内充液质量，试验介质的密度，