DN1600多层直接冷激式氨合成塔结构设计1(10)

2019-08-29 19:46

南华大学机械工程学院毕业

=2.1?107N?mm 截面2-2处地震弯矩

2?22?2ME?1.25?ME?1.25?8CZ?1m0g3.52.53.510H?14H?h?4h 2.5175H??=1.25?8?0.5?0.14?102630?9.83.52.53.510?10220?14?10220?5503?4?5503 2.5175H??=8.3?106N?mm

3.6.3塔体的风载荷及风力矩

风载荷??K1K2q0filiDei ;

式中Dei —塔设备中第i段的水平风力,N; fi — 风压高度变化系数 ; q0 — 各地区的基本风压 ,N/㎡ ; li — 塔设备各计算段高度,m ; K1 — 体型系数 ;

K2i — 塔设备中第i计算段的风振系数。 K1=0.7; 塔高10600mm,Di为1.6m时酌取K2=1.75 , 查表得 q0=35×10-5 Mpa, fi值如下

对于1-2段 l1'=5503-2900=2603mm, 查表得 f1=1.0 ; 2-3段 l2=10870-5503=5367mm, 查表得 f1=1.0 ; 塔体有效直径Dei=D0+2?si+K3+K4 , 塔体各段风力:

'De1 1-2段 P1'=K1K2q0f1L1=0.7×1.75×350×1.0×5.5×2.3

=5424N 。 2-3段 P2=K1K22q0f2l2Dei

=0.7×1.75×350×1.0×9.2×2.3 =9092N 。

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塔底部分(1—1)截面弯矩 M1?1Wl1'l=P1+P2(l1'+2)

22' 式中 l1' — 塔体1—1截面到标高10m处的距离, l1'=5503-2900=2603mm, P1'—对应于l1'段的风力。

1?1 ?MW=5424×

2.63.743+9092×(2.6+) 22 =7051.2+40655 =4.77×104 N·m 支座底部(0—0)截面弯矩 M0?0Wl1\l=P+P2(l1\+2)

22\1 式中 l1\ — 裙座底部到标高10m处的距离 ; l1\=5503mm ;

P1\ — 对应于 l1\段的风力

P1\=K1K2q0f1l1\De1=0.7×1.75×350×1.0×5.503×2.3 =5427N ;

0?0?MW=5427×

55033743+9092×(5503+)=8.2×107N·㎜ ; 22偏心弯矩Me

该塔塔体上悬挂附属设备或其他附件,故偏心弯矩Me?2.94×107N?mm 最大弯矩:

i?ii?ii?i最大弯矩取MW?Me和ME?0.25MW?Me两者中的较大值。

计算数据如表3.2

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表3.2最大弯矩选择

计算公式及数据 计算内容 0~0截面 i?iMW?Me i?ii?iME?0.25MW?Me 1~1截面 2~2截面 3.63×107 5.50×107 5.50×107 11.14×107 8.73×107 7.71×107 6.23×107 最大弯矩Mmax i?i11.14×107 7.71×107 3.6.4塔体的强度及轴向稳定性验算

0-0,1-1, 2-2段以上的操作质量分别为20000,15000 ,27000kg 塔底危险截面(1-1)的各项轴向应力计算 ?1=

pDi31.4?1600==79Mpa ; 4?e4?1591?1m0?g24000?9.8 ?2===0.29Mpa ;

?Di??e3.14?1600?1591?1Mmax7.71?107 ?3===0.24Mpa ; 220.785?1600?1590.785Di?e 塔底1-1截面抗压强度及轴向稳定性验算

K??? ?max=?2+?3?{ tK??cr?t 式中??cr? — 筒体轴向压缩稳定许用应力 ;

t ??cr?=B=0.06Et

t?eRi Mpa ;

K — 载荷组合系数,K=1.2 Et — 设计混充下材料的弹性模量 ?Et=200Gpa=2.0×105Mpa ??cr?=0.06Et

t?eRi=0.06×2.0×105×176/900=2346Mpa ;

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由于?max=0.29+0.24=0.53Mpa<{ tK??cr??1.2?2346?2815因此塔底1-1截面满足抗压强度及轴向稳定条件。 塔底截面抗拉强度校核 ?max=?1-?2+?3?K????e

tK????1.2?184?220.8t 因为 K????e=1.2×184×0.85=187.7Mpa ;

t ?max=80.93MPa< K????e

t 所以满足抗拉强度条件。

上述各项校核表明,塔体厚度?n=159㎜可以满足整个塔体的强度、刚度及稳定性要求。

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4 设备的制造工艺

4.1 加工工艺难点

本氨塔属高温、高压、大直径、厚壁、大开孔设备,内件与外壳配合要求高,加工难度大,主要工艺难点有:

(1)塔体总长L=9525mm,直线度要求≤6mm。

(2)顶部为平盖、双锥密封,底部密集大接管开孔、均为透镜密封形

式,机加工难度大。

(3)该设备有M140×4,M72×6,M56,M45×4.5,M39,M36等盲孔攻丝;

M520×6,M270×6,M240×6等螺纹加工。

(4)筒体为四层不加工热套结构,筒节卷制加工精度要求高。 (5) 各接口均为可拆卸螺栓联接。底部密集大接管开孔,组装要求高,焊接难度大。

4.2整体加工工艺

本氨塔属高温、高压、大直径、厚壁、大开孔设备,内件与外壳配合要求高,加工难度大,主要工艺难点有:塔体总长8000mm,直线度要求≤6mm;顶部为平盖、双锥密封、底部密集大接管开孔、均为透镜密封形式,机械加工难度大; 该设备有M128×4,M72×6,M56,M45×4.5,M39,M36等盲孔攻丝;M520×6,M270×6,M240×6等螺纹加工;筒体为四层不加工热套结构,筒节卷制加工精度要求高;各接口均为可拆卸螺栓联接。底部密集大接管开孔,组装要求高,焊接难度大等。

本氨塔属高温、高压、大直径、厚壁、大开孔设备,内件与外壳配合要求高,加工难度大,主要工艺难点有:塔体总长8000mm,直线度要求≤6mm;顶部为平盖、双锥密封、底部密集大接管开孔、均为透镜密封形式,机械加工难度大; 该设备有M128×4,M72×6,M56,M45×4.5,M39,M36等盲孔攻丝;M520×6,M270×6,M240×6等螺纹加工;筒体为四层不加工热套结构,筒节卷制加工精度要求高;各接口均为可拆卸螺栓联接。底部密集大接管开孔,组装要求高,焊接难度大等。

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