16万吨年 催化重整装置脱戊烷塔的计算设计

毕业设计说明书（论文）

Ι?Ι共振时横风向风弯矩Mca?2.22?108N.mm

Ι?Ι共振时组合风弯矩Mew??????5.51?10N.mm

?ΙMcw?MΙcaΙ?Ι2288?Ι最大弯矩MΙ max?8.29?10N.mm设防烈度为8度或9度区的塔器应该上下两个方向垂直地震力作用，其

?ΙΙ?Ι余情况可看作地震力为0，所以竖向地震力FΙV?0N,竖向力Fe?0N

常温下许用应力?σ??170MPa，常温下屈服点σs?345MPa 系数A?0.094δe/Ri?0.0017 2f.内压工况：

压力引起的压力引起的轴向应力σp?pcDi/(4δe)?30MPa

Ι?Ι重力引起的轴向应力σg?m0g/A?5.12MPa ?Ι竖向地震力引起的轴向应力σf?FΙV/A?0MPa Ι?Ι竖向力引起的轴向应力σe?Fe/A?0MPa

?Ι弯矩引起的轴向应力σM?MΙmax/A?66.64MPa

设计温度下许用应力?σ??170MPa,系数B?134.86MPa 轴向组合拉应力σt?σp?σg?σe?σf?σM?91.52MPa 许用轴向拉应力K?σ?Φ?173.4MPa

根据上述数据结果得到拉应力符合标准。

轴向组合压应力σc?σg?σe?σf?σM?71.76MPa 许用轴向压应力minKB,K?σ??161.83MPa 根据上述数据结果得到压应力符合标准。 g.压力试验工况：

Ι?Ι试验压力pt?1.375MPa, 压力试验时截面以上质量mT, 压?18551.73Kgtt?t?Ι?Ι力试验时最大弯矩MT?2.49?108N.mm

压力引起的轴向应力σp?pTDi/(4δe)?37.5MPa

Ι?Ιg/A?4.93MPa 重力引起的轴向应力σT?mT?Ι弯矩引起的轴向应力σM?MΙ max/Z?19.99MPa设计温度下许用应力?σ??170MPa,系数B?156.68MPa 轴向组合拉应力σt?σp?σT?σM?53.1MPa 许用轴向拉应力0.9σsΦ?263.93MPa

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根据上述数据结果得到拉应力符合标准。 轴向组合压应力σc?σT?σM?24.38MPa 许用轴向压应力min?KB,0.9σs??188.01MPa 根据上述数据结果得到压应力符合标准。

C.壁厚为16mm段筒体的强度校核

图3-3

a.已知数据：

设计压力P=1.1 MPa（内压），设计温度t=200℃，筒体内径Di =1200mm，筒体所用材料为16MnR(板材)，腐蚀裕量C2=3mm，焊接接头系数φ=0.85，长度L=14100mm，最小厚度δmin =3mm，外直径Do =1224mm，长度li =14100mm，名义厚度δn =12mm，钢板负偏差C1=0mm，有效厚度=名义厚度-腐蚀裕量-钢材负偏差及δe =12mm-0mm-3mm=9mm。

常温下16MnR(板材)的相关数据查表的：许用应力查表得[σ]=170 MPa，屈服点σs =345 MPa。

b.内压计算：

液柱高度为0mm，液柱静压力为0MPa，计算压力pc?1.1MPa，设计温度下许用应力σt?170MPa。

T所以计算厚度δ?pcDi/(2?σ?Φ?pc)?4.585mm

t所以最大允许工作压力?pw??2?σ?Φδe/?Di?δe??3.097MPa c.压力试验计算：

试验压力pt?1.375MPa，压力试验时液柱高度为27750mm。 所以圆筒周向应力：

σT?(PT?HWρ?9.81?109)(Di?δe)/(2δe)?76.85MPa 许用周向应力：

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9sΦ?263.93 M 0.σ经对周向应力的校核可知，该圆筒各方面都符合标准。 d.圆筒轴向应力的计算和校核：

距地面高度h=6800mm，长度li=5000mm，名义厚度δn=16mm，截面面积 A = πDiδe=49008.85 mm2，截面系数Z = π/4 D2iδe =14702653.62 mm3，操作时截面以上质量mI-Io=25732.46 kg

e.塔器相关弯矩的计算

塔器任意计算截面Ⅰ-Ⅰ处的基本震型地震弯矩：

?Ι MΙE??F1k(hk?h)

k?in而等直径塔器任意截面Ⅰ-Ⅰ和底面0-0的基本振型地震弯矩为：

Ι?ΙME?8α1m0g(10H3.5?14H2.5h?4h3.5)

175H2.5?Ι又因为α1?0，所以MΙE?0

由于当H/D>15,且H>20m时，还应考虑振型的影响。由于第三节振型以上各阶振型对塔器影响甚微，可以不考虑。

塔器任意计算截面Ⅰ-Ⅰ处的顺风弯矩：

?Ι?pili?pi?1(li?li)?...?pn(li?li?1?...?ln) MΙw222根据上面公式计算得：

7Ι?Ι共振时一阶顺风向风弯矩McwΙ?3.47?10N.mm Ι?Ι共振时二阶顺风向风弯矩Mcw?108N.mm Ιw?6.51Ι?Ι共振时顺风向风弯矩Mcw?6.52?108N.mm

当H/D>15,且H>30m时，还应计算横风向风振，根据JB/T4710-2005附录得：

7Ι共振时一阶横风向风弯矩McaΙ?9.03?10N.mm

7Ι?Ι共振时二阶横风向风弯矩Mca???6.73?10N.mm Ι?Ι共振时横风向风弯矩Mca?1.13?108N.mm

Ι?Ι共振时组合风弯矩Mew??????6.61?10N.mm

?ΙMcw?MΙcaΙ?Ι2289?Ι最大弯矩MΙ max?1.17?10N.mm设防烈度为8度或9度区的塔器应该上下两个方向垂直地震力作用，其

?ΙΙ?Ι余情况可看作地震力为0，所以竖向地震力FΙV?0N,竖向力Fe?0N

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常温下许用应力?σ??170MP，常温下屈服点aσs?345MPa 系数A?0.094δe/Ri?0.0020 4f.内压工况：

压力引起的压力引起的轴向应力σp?pcDi/(4δe)?25.38MPa

Ι?Ι重力引起的轴向应力σg?m0g/A?5.15MPa ?Ι竖向地震力引起的轴向应力σf?FΙV/A?0MPa Ι?Ι竖向力引起的轴向应力σe?Fe/A?0MPa

?Ι弯矩引起的轴向应力σM?MΙmax/A?79.64MPa

设计温度下许用应力?σ??170MPa,系数B?138.32MPa 轴向组合拉应力σt?σp?σg?σe?σf?σM?99.87MPa 许用轴向拉应力K?σ?Φ?173.4MPa

根据上述数据结果得到拉应力符合标准。 轴向组合压应力σc?σg?σe?σf?σM?84.79MPa 许用轴向压应力minKB,K?σ??165.99MPa 根据上述数据结果得到压应力符合标准。 g.压力试验工况：

Ι?Ι试验压力pt?1.375MPa, 压力试验时截面以上质量mT?22565.73Kg, 压

tt?t?Ι?Ι力试验时最大弯矩MT?3.51?108N.mm

压力引起的轴向应力σp?pTDi/(4δe)?31.73MPa

Ι?Ι重力引起的轴向应力σT?mTg/A?4.52MPa ?Ι弯矩引起的轴向应力σM?MΙmax/Z?23.89MPa

设计温度下许用应力?σ??170MPa,系数B?163.35MPa 轴向组合拉应力σt?σp?σT?σM?51.11MPa 许用轴向拉应力0.9σsΦ?263.93MPa 根据上述数据结果得到拉应力符合标准。 轴向组合压应力σc?σT?σM?28.41MPa 许用轴向压应力min?KB,0.9σs??192.02MPa 根据上述数据结果得到压应力符合标准。

t3.2.2 椭圆封头的校核

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