DN1000塔设备强度计算书要点.pdf

过程设备强度计算书 SW6-2011 全国化工设备设计技术中心站 0 软件批准号：CSBTS/TC40/SC5-D01-1999 DATA SHEET OF PROCESS EQUIPMENT DESIGN 工程名：PROJECT 设备位号：ITEM 设备名称：EQUIPMENT 图 号：DWG NQ 设计单位：DESIGNER 设 计 Desig ned by 日期 Date 校 核 Checked by 日期 Date 审 核 Verified by 日期 Date 批 准 Approved by 日期 Date 过程设备强度计算书 SW6-2011 全国化工设备设计技术中心站 1 塔设备校核 过程设备强度计算书 SW6-2011 全国化工设备设计技术中心站 2 计算条件 塔型 容器分段数（不包括裙座）压力试验类型 封头 上封头 Q235-B 10 0 1 椭圆形 下封头 Q235-B 10 0 1 椭圆形 圆筒 圆筒 设计压力 MPa 设计温度C 圆筒长度 mm 圆筒名义厚度 mm 圆筒内倒外径 mm 材料名称（即钢号）1 0.2 80 1200 10 1000 Q235-B 2 0.2 80 1200 10 1000 Q235-B 3 0.2 80 1200 10 1000 Q235-B 4 0.2 80 1200 10 1000 Q235-B 5 0.2 80 1200 10 1000 Q235-B 6 0.2 80 1200 10 1000 Q235-B 7 0.2 80 1200 10 1000 Q235-B 8 0.2 80 1200 10 1000 Q235-B 9 0.2 80 500 10 1000 Q235-B 10 圆筒 腐蚀裕量 mm 纵向丿焊接接头系环向焊接接头系数 外压计算长度 mm 试验压力（立）MPa 试验压力（卧）纵向焊接接头系数 环向焊接接头系数 1 0 0.85 0.85 0 0.254945 0.356724 2 0 0.85 0.85 0 0.254945 0.356724 3 0 0.85 0.85 0 0.254945 0.356724 4 0 0.85 0.85 0 0.254945 0.356724 5 0 0.85 0.85 0 0.254945 0.356724 6 0 0.85 0.85 0 0.254945 0.356724 7 0 0.85 0.85 0 0.254945 0.356724 8 0 0.85 0.85 0 0.254945 0.356724 9 0 0.85 0.85 0 0.254945 0.356724 10 内件及偏心载荷 填料 9 液压 MPa 材料名称 名义厚度 mm 腐蚀裕量 mm 焊接接头系数 介质密度（kg/m 3）塔板分段数 塔板型式 塔板层数 每层塔板上积液厚度 mm 最高一层塔板高度 mm 最低一层塔板高度 mm 填料分段数 0 塔釜液面离焊接接头的高度（mm）12 3 4 1 2 4000 3 4 5 过程设备强度计算书 SW6-2011 全国化工设备设计技术中心站 3 塔器附件及基础 地脚螺栓及地脚螺栓座 地脚螺栓材料名称 Q235 地脚螺栓材料许用应力(MPa)147 地脚螺栓个数 8 地脚螺栓公称直径(mm)33 全部筋板块数 16 相邻筋板最大外侧间距(mm)427.814 筋板内侧间距(mm)75 筋板厚度(mm)12 筋板宽度(mm)130 盖板类型 分块 盖板上地脚螺栓孔直径(mm)43 盖板厚度(mm)18 盖板宽度(mm)140 垫板 有 垫板上地脚螺栓孔直径(mm)33 垫板厚度(mm)12 垫板宽度(mm)110 基础环板外径(mm)1280 基础环板内径(mm)800 基础环板名义厚度(mm)16 填料底部高度 mm 3000 填料密度 kg/m3 50 集中载荷数 1 集中载荷 kg 集中载荷高度 集中载荷中心至容器中 心线距离 mm mm 2 3 4 5 塔器附件质量计算系数 1.2 基础高度(mm)20 塔器保温层厚度(mm)0 裙座防火层厚度(mm)0 管线保温层厚度(mm)0 笼式扶梯与最大管线的相对位置 90 场地土类型 III 地震设防烈度 8 度(0.2g)地震影响系数最大值-max 0.16 塔器上平台总个数 0 塔器上最高平台高度(mm)0 基本风压(N/m2)300 保温层密度(kg/m 3)0 防火层密度(kg/m 3)0 最大管线外径(mm)0 场地土粗糙度类别 B 设计地震分组 第二组 阻尼比 0.01 平台宽度(mm)0 裙座结构形式 圆筒形 裙座与壳体连接形式 对接 裙座材料名称 Q235-B 裙座腐蚀裕量(mm)3 裙座材料许用应力(MPa)114.875 裙座上同一高度处较大孔个数 1 裙座与筒体连接段的材料 裙座与筒体连接段长度(mm)裙座上较大孔引出管内 裙座底部截面内径(mm)1000 裙座高度(mm)1000 裙座设计温度(C)50 裙座名义厚度(mm)10 裙座较大孔中心高度(mm)450 裙座与筒体连接段在设计温度 下许用应力(MPa)裙座上较大孔引出管 过程设备强度计算书 SW6-2011 全国化工设备设计技术中心站 4 计算结果 容器壳体强度计算 元件名称 压力设计名义厚 度(mm)直立容器校核取 用厚度(mm)许用内压(MPa)许用外压(MPa)下封头 10 10 2.196 第 1 段圆筒 10 10 1.858 第 1 段变径段 第 2 段圆筒 10 10 1.858 第 2 段变径段 第 3 段圆筒 10 10 1.858 第 3 段变径段 第 4 段圆筒 10 10 1.858 第 4 段变径段 第 5 段圆筒 10 10 1.858 第 5 段变径段 第 6 段圆筒 10 10 1.858 第 6 段变径段 第 7 段圆筒 10 10 1.858 第 7 段变径段 第 8 段圆筒 10 10 1.858 第 8 段变径段 第 9 段圆筒 10 10 1.858 第 9 段变径段 第 10 段圆筒 上封头 10 10 2.196 裙座 名 义厚度(mm)取用厚度(mm)10 10 风载及地震载荷 0-0 A-A 裙座连接段 1-1(筒体)1-1(下封头)2-2 3-3 操作质量 4018.23 3865.73 3570.73 3570.73 3164.06 2741.67 最小质量 3978.96 3826.46 3531.46 3531.46 3124.79 2718.11 压力试验时质量 12212.5 12060 3531.46 3531.46 3124.79 2718.11 风弯矩 3.137e+07 2.888e+07 2.598e+07 2.598e+07 2.018e+07 1.512e+07 Mca(I)Mca(II)Mcw(l)Mcw(ll)Mew 3.137e+07 2.888e+07 2.598e+07 2.598e+07 2.018e+07 1.512e+07 地震弯矩 4.846e+07 4.577e+07 4.249e+07 4.249e+07 3.538e+07 2.844e+07 偏心弯矩 0 0 0 0 0 0 最大弯矩 5.631e+07 5.299e+07 4.898e+07 4.898e+07 4.043e+07 3.222e+07 垂直地震力 3074.67 3069.94 3040.44 3040.44 2950.7 2786.73 应力计算 门1 5.15 5.15 5.15 5.15 门2 2.02 1.96 1.05 1.05 0.92 0.79 13 10.70 11.39 6.43 6.43 5.31 4.23:二2 1.24 1.24 1.10 0.97；.31 6.57 6.57 6.57 6.57:二2 5.69 5.66 1.14 1.14 1.01 0.88 33 1.79 1.86 1.02 1.02 0.79 0.60 过程设备强度计算书 SW6-2011 全国化工设备设计技术中心站 5 小 114.88 114.88 113.75 113.75 113.75 113.75 B 120.56 120.56 133.62 133.62 133.62 133.62 过程设备强度计算书 SW6-2011 全国化工设备设计技术中心站 6 CA1 10.53 10.53 9.54 8.59 许用值 116.03 116.03 116.03 116.03 12.72 13.35 7.67 7.67 6.41 5.20 许用值 144.68 144.68 136.50 136.50 136.50 136.50 CA3 6.46 6.46 6.36 6.29 许用值 211.50 211.50 211.50 211.50 CA4 7.48 7.52 2.16 2.16 1.80 1.47 许用值 120.56 120.56 133.62 160.35 133.62 133.62 CT 18.57 18.57 18.57 18.57 许用值 211.50 211.50 211.50 211.50 校核结果 合格 合格 合格 合格 合格 合格 组合应力校核 注 1:；了中 i 和 j 的意义如下 i=1 操作工况 j=1 设计压力或试验压力下引起的轴向应力（拉）i=2 检修工况 j=2 重力及垂直地震力引起的轴向应力（压）i=3 液压试验工况 j=3 弯矩引起的轴向应力（拉或压）中：设计温度下材料许用应力；B:设计温度下轴向稳定的应力许用值 注 2:决操作工况下轴向最大组合拉应力 心：操作工况下轴向最大组合压应力 03 液压试验时轴向最大组合拉应力 Q4：液压试验时轴向最大组合压应力 CT 试验压力引起的周向应力 注 3:单位如下：质量:kg 力 N 弯矩 N mm 应力 MPa 4-4 5-5 6-6 7-7 8-8 9-9 操作质量 2311.43 1904.76 1498.08 1091.4 684.726 278.05 最小质量 2311.43 1904.76 1498.08 1091.4 684.726 278.05 压力试验时质量 2311.43 1904.76 1498.08 1091.4 684.726 278.05 风弯矩 1.079e+07 7.181e+06 4.307e+06 2.163e+06 7.481e+05 6.524e+04 Mca(1)Mca(II)Mcw(l)Mcw(ll)Mew 1.079e+07 7.181e+06 4.307e+06 2.163e+06 7.481e+05 6.524e+04 地震弯矩 2.182e+07 1.57e+07 1.026e+07 5.721e+06 2.323e+06 3.31e+05 偏心弯矩 0 0 0 0 0 0 最大弯矩 2.452e+07 1.749e+07 1.134e+07 6.261e+06 2.51e+06 3.473e+05 垂直地震力 2550.36 2258.71 1899.75 1473.49 979.93 419.062 应力计算 11 5.15 5.15 5.15 5.15 5.15 5.15 12 0.66 0.54 0.42 0.30 0.19 0.08 门3 3.22 2.30 1.49 0.82 0.33 0.05:.33 0.42 0.28 0.17 0.09 0.03 0.00 小 113.75 113.75 113.75 113.75 113.75 113.75 B 133.62 133.62 133.62 133.62 133.62 133.62 组合应力校核 ;二1 7.71286 6.91192 6.2229 5.67 5.30 5.12 许用值 116.025 116.025 116.025 116.03 116.03 116.03：弘2 4.05 2.98 2.03 1.22 0.58 0.15 许用值 136.50 136.50 136.50 136.50 136.50 136.50:忌 6.25139 6.24037 6.25809 6.30 6.38 6.48 许用值 211.5 211.5 211.5 211.50 211.50 211.50 A4 1.17 0.90 0.65 0.44 0.25 0.09 许用值 133.62 133.62 133.62 133.62 133.62 133.62 风载及地震载荷 10-10 过程设备强度计算书 SW6-2011 全国化工设备设计技术中心站 7 CF 18.5662 18.5662 18.5662 18.57 18.57 18.57 许用值 211.5 211.5 211.5 211.50 211.50 211.50 校核结果 合格 合格 合格 合格 合格 合格 注 1:卫中 i 和 j 的意义如下 i=1 操作工况 j=1 设计压力或试验压力下引起的轴向应力(拉)i=2 检修工况 j=2 重力及垂直地震力引起的轴向应力(压)i=3 液压试验工况 j=3 弯矩引起的轴向应力(拉或压)也设计温度下材料许用应力 B 设计温度下轴向稳定的应力许用值 注 2:；與操作工况下轴向最大组合拉应力；独操作工况下轴向最大组合压应力 液压试验时轴向最大组合拉应力 律 液压试验时轴向最大组合压应力 CT 试验压力引起的周向应力 注 3:单位如下：质量:kg 力 N 弯矩 N mm 应力 MPa 计算结果 地脚螺栓及地脚螺栓座：基础环板抗弯断面模数(mni)1.74471e+08 基础环板面积(mm)784141 基础环板计算力矩(N mm)2838.13 基础环板需要厚度(mm)10.76 基础环板厚度厚度校核结果 合格 混凝土地基上最大 压应力(MPa)0.38 地脚螺栓受风载时最大拉 地脚螺栓受地震载荷时最 应力(MPa)0.13 大拉应力(MPa)0.28 地脚螺栓需要的螺纹 地脚螺栓实际的螺纹小 小径(mm)18.3177 径(mm)29.211 地脚螺栓校核结果 合格 筋板压应力(MPa)8.68 筋板许用应力(MPa)94.98 筋板校核结果 合格 盖板最大应力(MPa)51.73 盖板许用应力(MPa)147 盖板校核结果|合格 裙座与壳体的焊接接头校核 焊接接头截面上的塔 焊接接头截面上的最 器操作质量(kg)3570.73 大弯矩(N mm)4.89848e+07 对接接头校核 搭接接头校核 对接接头横截面(mm2)21048.7 搭接接头横截面(mm2)对接接头抗弯断面模数(mm3)5.26216e+06 搭接接头抗剪断面模数(mm3)对接焊接接头在操作 搭接焊接接头在操作 工况下最大拉应力(MPa 7.79 工况下最大剪应力(MPa)对接焊接接头拉应力 搭接焊接接头在操作 许可值(MPa)81.9 工况下的剪应力许可值(MPa)对接接头拉应力校核结果 合格 搭接焊接接头在试验 工况下最大剪应力(MPa)搭接焊接接头在试验 工况下的剪应力许可值(MPa)搭接接头拉应力校核结果 主要尺寸设计及总体参数计算结果 裙座设计名义厚度(mm)10 附件质量(kg)589.16 壳体和裙座质量(kg)2945.8 保温层质量(kg)0 内件质量(kg)0 操作时物料质量(kg)39.2699 平台及扶梯质量(kg)444 直立容器的最小质量(kg)3978.96 过程设备强度计算书 SW6-2011 全国化工设备设计技术中心站 8 直立容器的操作质量(kg)4018.23 直立容器的最大质量(kg)12212.5 液压试验时液体质量(kg)8233.57 直立容器第一振型自振周期(s)0.16 吊装时空塔质量(kg)空塔重心至基础 3534.96 环板底截面距离(mm)地震载荷对直立容器总的 5570.74 操作工况下容器顶部 横推力(N)5980.05 最大挠度(mm)0.83906 风载对直立容器总的 容器许用外压(MPa)横推力(N)5639.8 容器总容积(mm3)8.23357e+09 直立容器总高(mm)11385 直立容器第二振型自振周期(s)直立容器第三振型自振周期(s)临界风速(第一振型)临界风速(第二振型)雷诺系数 设计风速 上封头校核计算 计算所依据的标准 GB 150.3-2011 计算条件 计算压力 R(MPa)0.20 内径D(mm)1000.00 设计温度t(C)80.00 曲面高度 hi(mm)250.00 材料名称 Q235-B 材料类型 板材 试验温度许用应力二(MPa)116.00 钢板负偏差 C(mm)0.30 设计温度许用应力.(MPa)113.75 腐蚀裕量 G(mm)0.00 焊接接头系数-1.00 压力试验时应力校核 压力试验类型 液压试验 压力试验允许通过的 应力 试验压力值 FT(MPa)0.2549 IcT(Mpa)211.50 试验压力下封头的 校核条件 CT I；IT 周向应力CT(MPa)13.21 校核结果 合格 厚度及重量计算 形状系数K 1.0000 最小厚度、min(mm)3.00 计算厚度(mm)0.88 名义厚度 h(mm)10.00 有效厚度 b(mm)9.70 重量(kg)90.50 结论 满足最小厚度要求 压力计算 最大允许工作压力P(MPa)2.19610 结论 合格 下封头校核计算 过程设备强度计算书 SW6-2011 全国化工设备设计技术中心站 9 计算所依据的标准 GB 150.3-2011 计算条件 计算压力 PC(MPa)0.20 内径D(mm)1000.00 设计温度t(C)80.00 曲面咼度 hI(mm)250.00 材料名称 Q235-B 材料类型 板材 试验温度许用应力 b(MPa)116.00 钢板负偏差 C(mm)0.30 设计温度许用应力 pj(MPa)113.75 腐蚀裕量C2(mm)0.00 焊接接头系数*1.00 压力试验时应力校核 压力试验类型 液压试验 压力试验允许通过的 应力 试验压力值 FT(MPa)0.3567 fcr(Mpa)211.50 试验压力下封头的 校核条件 CF -96.69 校核条件 kJ 结论 合格 第 3 段筒体校核 计算所依据的标准GB 150.3-2011 过程设备强度计算书 SW6-2011 全 国化工 设备设计技术 中心站 11 计算条件 计算压力 PC(MPa)0.20 设计温度t(C)80.00 内径D(mm)1000.00 材料名称 Q235-B 材料类型 板材 试验温度许用应力&(MPa)116.00 钢板负偏差 G(mm)0.30 设计温度许用应力 b.|(MPa)113.75 腐蚀裕量 G(mm)0.00 试验温度下屈服点 仔(MPa)235.00 焊接接头系数 0.85 厚度及重量计算 计算厚度6(mm)1.04 名义厚度&(mm)10.00 有效厚度&(mm)9.70 重量(kg)298.89 压力试验时应力校核 压力试验类型 液压试验 压力试验允许通过的应力 试验压力值PT(MPa)0.3567&r=0.90 0s 211.50 试验压力下圆筒的应力OT(MPa)21.84 校核条件 5 兰岭 校核结果 合格 压力及应力计算 最大允许工作压力FW(MPa)1.85772 设计温度下计算应力 6(MPa)10.41 fed 96.69 校核条件 tri Xr*结论 合格 第 4 段筒体校核 计算所依据的标准 计算条件 计算压力 R(MPa)0.20 内径 D(mm)1000.00 材料名称 Q235-B 试验温度许用应力 (MPa)116.00 设计温度许用应力 juJ 1(MPa)113.75 试验温度下屈服点 os(MPa)235.00 厚度及重量计算 计算厚度 d(mm)1.04 有效厚度&(mm)9.70 压力试验时应力校核 压力试验类型 液压试验 试验压力值PT(MPa)0.3567 试验压力下圆筒的应力OT(MPa)21.84 GB 150.3-2011 设计温度t(C)80.00 材料类型 板材 钢板负偏差 G(mm)0.30 腐蚀裕量 C2(mm)0.00 焊接接头系数 J 0.85 名义厚度-(mm)10.00 压力试验允许通过的应力=0.90；二 211.50 校核条件 6：I；-TT 过程设备强度计算书 SW6-2011 全国化工设备设计技术中心站 12 校核结果 合格 压力及应力计算 最大允许工作压力FW(MPa)1.85772 设计温度下计算应力二(MPa)10.41 96.69 校核条件 Ic.l 结论 合格 第 5 段筒体校核 计算所依据的标准 GB 150.3-2011 计算条件 计算压力 R(MPa)0.20 设计温度t(C)80.00 内径D(mm)1000.00 材料名称 Q235-B 材料类型 板材 试验温度许用应力 一.:(MPa)116.00 钢板负偏差 C(mm)0.30 设计温度许用应力(MPa)113.75 腐蚀裕量 G(mm)0.00 试验温度下屈服点 Cs(MPa)235.00 焊接接头系数-0.85 厚度及重量计算 计算厚度(mm)1.04 名义厚度匚(mm)10.00 有效厚度上(mm)9.70 重量(kg)298.89 压力试验时应力校核 压力试验类型 液压试验 压力试验允许通过的应力 试验压力值PT(MPa)0.3567 211.50 试验压力下圆筒的应力；:v(MPa)21.84 校核条件 6：曰 T 校核结果 合格 压力及应力计算 最大允许工作压力PW(MPa)1.85772 设计温度下计算应力 d(MPa)10.41 96.69 校核条件 Ic -C*结论 合格 第 6 段筒体校核 计算所依据的标准 GB 150.3-2011 计算条件 计算压力 R(MPa)内径D(mm)材料名称 0.20 设计温度 t(C)80.00 1000.00 Q235-B 材料类型 板材 过程设备强度计算书 SW6-2011 全国化工设备设计技术中心站 13 试验温度许用应力 旺(MPa)116.00 钢板负偏差 G(mm)0.30 设计温度许用应力|(MPa)113.75 腐蚀裕量 G(mm)0.00 试验温度下屈服点 os(MPa)235.00 焊接接头系数 0.85 厚度及重量计算 计算厚度 d(mm)1.04 名义厚度&(mm)10.00 有效厚度&(mm)9.70 重量(kg)298.89 压力试验时应力校核 压力试验类型 液压试验 压力试验允许通过的应力 试验压力值PT(MPa)0.3567 丘=0.90 o 211.50 试验压力下圆筒的应力 CT(MPa)21.84 校核条件%田 校核结果 合格 压力及应力计算 最大允许工作压力FW(MPa)1.85772 设计温度下计算应力&(MPa)10.41 96.69 校核条件 结论 合格 第 7 段筒体校核 计算所依据的标准 计算条件 计算压力 R(MPa)0.20 内径D(mm)1000.00 材料名称 Q235-B 试验温度许用应力 一：(MPa)116.00 设计温度许用应力 一丨(MPa)113.75 试验温度下屈服点 二(MPa)235.00 厚度及重量计算 计算厚度(mm)1.04 有效厚度(mm)9.70 压力试验时应力校核 压力试验类型 液压试验 试验压力值PT(MPa)0.3567 试验压力下圆筒的应力;：V(MPa)21.84 校核结果 合格 压力及应力计算 最大允许工作压力PW(MPa)1.85772 GB 150.3-2011 设计温度t(C)80.00 材料类型 板材 钢板负偏差 C(mm)0.30 腐蚀裕量 C2(mm)0.00 焊接接头系数 0.85 名义厚度、(mm)10.00 压力试验允许通过的应力 1；=0.90 二 211.50 校核条件 6:：I；|T 设计温度下计算应力 3(MPa)10.41 过程设备强度计算书 SW6-2011 全国化工设备设计技术中心站 14 ：96.69 校核条件 结论 合格 第 8 段筒体校核 第 9 段筒体校核 计算所依据的标准 GB 150.3-2011 计算条件 计算压力 R(MPa)0.20 设计温度t(C)80.00 内径D(mm)1000.00 材料名称 Q235-B 材料类型 板材 试验温度许用应力.1(MPa)116.00 钢板负偏差 C(mm)0.30 设计温度许用应力 丨113.75 腐蚀裕量 G(mm)0.00 试验温度下屈服点 Cs(MPa)235.00 焊接接头系数-0.85 厚度及重量计算 计算所依据的标准 计算条件 计算压力 R(MPa)0.20 内径 D(mm)1000.00 材料名称 Q235-B 试验温度许用应力 b.(MPa)116.00 设计温度许用应力 b.|(MPa)113.75 试验温度下屈服点 ns(MPa)235.00 厚度及重量计算 计算厚度 d(mm)1.04 有效厚度&(mm)9.70 GB 150.3-2011 设计温度t(C)80.00 材料类型 板材 钢板负偏差 C(mm)0.30 腐蚀裕量 C2(mm)0.00 焊接接头系数 0.85 名义厚度(mm)10.00 压力试验类型 液压试验 试验压力值PT(MPa)0.3567 试验压力下圆筒的应力；:Y(MPa)21.84 校核结果 合格 压力及应力计算 最大允许工作压力FW(MPa)1.85772.1 96.69 结论 合格 压力试验允许通过的应力|;=0.90;二 211.50 校核条件设计温度下计算应力 d(MPa)10.41 校核条件 压力试验时应力校核 过程设备强度计算书 SW6-2011 全国化工设备设计技术中心站 15 计算厚度(mm)有效厚度：.e(mm)压力试验时应力校核 1.04 9.70 名义厚度(mm)重量(kg)10.00 124.54 压力试验类型 液压试验 压力试验允许通过的应力 试验压力值PT(MPa)0.3567 1 0.90；产 211.50 试验压力下圆筒的应力;:Y(MPa)21.84 校核条件 6：曰T 校核结果 合格 压力及应力计算 最大允许工作压力Pw(MPa)1.85772 设计温度下计算应力 d(MPa)10.41 RM 96.69 校核条件 Ic.l :?结论 合格