2塔设备的机械设计
2.1 按计算压力计算塔体及封头厚度
2.1.1 塔体厚度计算
计算压力：pc?1.6MPa，许用应力[?]t?156MPa，焊接系数??0.85 圆筒的计算厚度： ??pcDi1.6?2200??13.35(mm)
2[?]t??pc2?156?0.85?1.6考虑厚度附加量C?2mm
圆筒的设计厚度：?c???C?13.35?2?15.35mm 圆整后取名义厚度: ?n?16mm 有效厚度：?e??n?C?16?2?14mm
2.1.2 封头厚度计算
采用标准椭圆形封头：
计算压力： pc?1.6MPa，许用应力[?]t?156MPa，焊接系数??0.85 封头的计算厚度：??pcDi1.6?2200??13.31(mm)
2[?]t??0.5pc2?156?0.85?0.5?1.6考虑厚度附加量C?2mm
封头的设计厚度：?c???C?13.31?2?15.31mm 圆整后取名义厚度: ?n?16mm
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有效厚度：?e??n?C?16?2?14mm 塔设备质量载荷计算
计算前先对塔进行分段，以地面为0-0截面，裙座人孔为1-1截面，塔底封头焊缝为2-2截面，塔板间第一个人孔为3-3截面，塔板间第二个人孔为4-4截面，塔板间第三个人孔为5-5截面，塔顶为6-6截面。
表2-1塔分段表
0-1 1325
1-2 2650
2-3 9275
3-4 13250
4-5 13250
5-6 13250
2.2塔设备质量载荷计算
2.2.1筒体、圆筒、封头、裙座的质量
1. 筒体质量：m1?874?48.435?42332.19(kg)
封头质量：m2?683.21?2?1366.42(kg) 裙座质量：m3?596?3.975?2369.1(kg)
m01?42332.19?1366.42?2369.1?46067.71(kg)
1) 塔体圆筒总高度为H0?H?l1?l2?590?48435mm?48.435m 2) 由Di?2200mm，?n?12mm查得单位筒体质量m1m?874kg/m
3) 由Di?2200mm，?n?12mm查得椭圆形封头的单位质量为683.21kg/m（封头
曲面深度为550mm，直边高度40mm，总深度590mm）
2. 塔内构件质量m02
m02??4Di?75?70?0.785?2.22?75?75?21371.63(kg)
2（由表8-1查得浮阀塔盘质量为75 kg/m2）
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3. 保湿层质量m03
m03??4? [(Di?2?n?2?s)2?(Di?2?n)2]H0?2?2m03
?0.785?[(2.2?2?0.016?2?0.12)2?(2.2?2?0.016)2]?48.435?300?2?(1.99?1.54)?300 ?13147.42(kg)
?为封头保温层质量，kg. 其中，m03平台、扶梯质量m04
由表8-1查得，平台质量qp?150kg/m2；笼式扶梯质量qF?40kg/m；笼式扶梯总高HF?39m；平台数量n=8。
m04??1[Di?2?n?2??2B)2?(Di?2?n?2?)2]?nqF?qF?HF 42?0.785?[(2.2?2?0.016?2?0.12?2?0.9)2?(2.2?2?0.016?2?0.12)2]?0.5?8?150?40?39.56(kg) ?72774. 操作时物料质量m05
物料密度?1?800kg/m3,塔釜圆筒部分深度h1?1.8m，塔板层数N=75，塔板上液层高度hw?0.1m，由附录D表D-2查得，封头容积Vf?1.5459m3
m05??44?0.785?2.22?0.1?75?800?0.785?2.22?1.8?800?1.5459?800 ?29504.26kg5. 附件质量ma 按经充水质量mw
mw?Di2hwN?1??Di2h0?1?Vf?1ma?0.25m01?0.25?46067.71?11516.93kg
?4Di2H0?w?2Vf?w?0.785?2.22?48.435?1000?2?1.5459?1000?187115.74kg 11
其中，?w?1000kg/m3
表2-2各种质量载荷汇总表
塔段 塔段长度/mm 人孔与平台
数 塔板数
mi01/kg mmi020~1 1325 0 0 1158.05 — — 42.45 —
1~2 2650 0 0
2~3 9275 1 9
3~4 13250 3 24
4~5 13250 2 24
5~顶 13250 2 18 10643
合计 53000 8 75 46067.71
2999.3
8106.35 11580.5 11580.5 1 —
/kg /kg
21371.6
2564.60 6838.92 6838.92 5129.19
3
3453
3453
13147.4
3636.92
2
30715.34 187103.94 4000 134096.59
i03187.40 2417.10
mi04/kg 84.91 1005.08 2548.26 1840.35 1756.51 7277.56 1257.9
9040.04 7363.69 7363．69 2 1872.934698.649569.54 7 3 1400
2600
— 34983
6361.6
27775.8 3
49569.53 — 33854.22
5690
mi05/kg
mia/kg mw/kg mie/kg
i288．06 432.09 2042.63 3198.63 2777.76 2777.76 11516.93 — — 1488.56
51393.27 — 29633.38
mio/kg
全塔操作质量/kg 全塔最小质量/kg 水压试验时最大质量
/kg
m0?m01?m02?m03?m04?m05?ma?me?46067.71 mmin?m01?0.2m02?m03?m04?ma?me?86283.95 mmax?m01?m02?m03?m04?ma?mw?me?278968.26
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2.3风载荷和风弯矩
2.3.1风载荷计算示例
任一计算段风载荷的大小，与塔设备所在地区的基本风压值有关，同时也与塔设备的高度、直径、形状以及自振周期有关。 两相邻计算截面间的水平风力为
Pi?K1K2iq0filiDei?10?6 （2-1） 以2-3段为例计算风载荷P3
对圆形容器，K1?0.7；q0?400N/m2；由表8-5查得：f3?1.09；l3?9275 mm；由表8-7查得：?3?0.72；
对等直径、等厚度圆截面塔，其基本自振周期
T1?90.33Hm0HE?eDi3
?10?3 （2-2）
浮阀塔的自振周期为T1?90.33?53000?134096.59?53000?10?3?2.77s 531.9?10?14?2200根据自振周期，由表8-6查得，??2.96；由表8-8查得，?zi?0.068； 塔的风振系数计算：
K2i?1???i?zifi （2-3）
当塔高H=53m＞20m，浮阀塔的风振系数为
K23?1?2.96?0.74?0.068?1.137
1.09塔的有效直径计算
设笼式扶梯与塔顶管线成90°，取以下a、b式中较大者。 a．Dei?Doi?2?si?K3?K4
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