石油化工塔器设计规范.pdf

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1、1/51 中华人民XX国行卫标准 SH 3098-2000 石油化工塔器设计规X Specification for the design of petrochemical column 2000-06-30发布2000-10-01实施 国家石油和化学口巨业局发布 中华人民XX国行业标准 石油化工塔器设计规X Specification for the design of petrochemical column SH 3098-2000 主编单位:XX集团XXXX 主编部门:中国石油化工集团公司 批准部门:国家石油和化学工业局 国家石油和化学工业局文件 国石化政发(2000)239号 关于批

2、准石油化工企业污水处理设计规X 等 10 项石油化工行业标准的通知 中国石油化工集团公司:你公司报批的 石油化工企业污水处理设计规X 等10项石油化工行业标准草案，业经我局批准，现予发布。标准名称、编号为:强制性标准:序号标准编号标准名称 1.SH 3 095-2000 石油化工企业污水处理设计规X 2.SH 3 097-2000 石油化工静电接地设计规X 3.SH 3 098-2000 石油化工塔器设计规X(代替SYJ1 049-83)4.SH 3 099-2000 石油化工给排水水质标准(代替SHJ1 080-91)5.SH 3 100-2000 石油化工工程测量规X 6.SH 3 010

3、-2000 石油化工设备和管道隔热技术规X(代替SHJ1 0-90和SYJ1 022-83)7.SH 3 502-2000 钦管道施工及验收规X(代替SHJ5 02-82)8.SH 3 513-2000 石油化工铝制料仓施工及验收规X(代替SHJ5 13-90)9.SH 3 518-2000 阀门检验与管理规程(代替SHJ5 18-91)推荐性标准:序号标准编号标准名称 1.S H/T3 511-2000 乙烯装里裂解炉施工技术规程(代替SHJ5 11-89)以上标准自2000年10月1日起实施.被代替的标准同时废止.国家石油和化学工业局=000年六月三十日 前言 本规X是根据中石化(1998

4、)建标字159号文的通知，由XX集团XXXX对炼油厂塔 器设计技术规定SYJ1049-83进行修订而成。本规X共分六章和三个附录，修订的主要内容如下:2/51 1 增加设计基础(设计压力、设计温度、腐蚀裕量和设计载荷等)的内容:2 对塔体及裙座材料的内容予以修改和补充;3 增加塔的风载荷和地震载荷计算若干问题的说明;4 补充了塔的结构设计和制造检验等内容。在修订的过程中，针对原规X中存在的问题，进行了广泛的调查研究，总结了近年来石油化工塔 器设计的实践经验，并征求了有关设计、施工、生产等方面的意见，对其中的主要问题进行了多次认 真的讨论，最后经审查定稿。本规X在实施过程中，如发现需要修改或补充

5、之处，请将意见和有关资料提供我院，以便今后修 订时参考。主编单位地址:XX省XX市西固区福利西路1号 邮政编码:730060 本规X的主编单位:XX集团XXXX 主要起草人:郭益德.X烟徐积源 目次 总则.1 设计基础，”，-价.2 2.1 设计压力.2 2.2 设计温度 “”2 2.3 设计载荷.3 2.4 厚度附加量.4 2.5 最小厚度。.6 2.6 许用应力，.3/51.6 材料.8 31 受压元件，“”，一8 3.2 非受压元件，“，”“”3.3 裙座“”“”.g 3.4 地脚螺拴.10 3.5 焊接材料，”，.10 设计计算.，一11 4.1 强度和稳定计算 .n 4.2界载荷和地

6、震载荷计算 。”二二二二二“二”.”二11 4.3 法兰当量设计压力计算.12 4.4 塔盘板及支承梁的计算.1 2 4.5 局部应力，.1 4 结构设计.I6 4/51 5.1 塔的主要元件及名称.，.16 5,2 塔体”，“.16 5.3 裙座和地脚螺栓座.17 5.4 人孔和手孔.26 5，5 接管，”，“。，28 5.6 塔盘”，”“”，”，31 57 塔釜隔板 ，1 5.8 缓冲挡板。.33 5.9 防涡流挡板。，.34 5.10气体出口挡板和丝网除沫器.，.35 5.11 内部梯子.36 5.12 保温(保冷)支持圈和隔热箱.3 6 5.13 防火层固定件.5/51.4 1 5.1

7、4塔顶吊往，.42 5.15 吊耳.42 制造、检验及验收.43 6.1 一般规定.43 6.2 外形尺寸偏差”.43 6.3 据座与塔体的焊接接头“44 6.4 整体热处理的塔器 ，“古价”，45 6.5 现场组焊的塔器.45 附录A冬季空气调节室外计算温度.46 附录B 主要石油化工企业所在城市(地区)的基本烈度.47 附录C 塔顶挠度控制值介“4“”.48 用词说明.49 附条文说明.:.5 1 SH 3098-2000 总则 1.0.1 1.0.2 本规X是结合工程设计的实际情况，对现行钢制塔式容器 4710-2000 的补充和6/51 具体化。本规X适用于高度H大于lom、且高度H与

8、直径D之比大于5的裙座自支承的钢制塔式容器(以下简称塔器)的设计.注:塔器立径D系指塔的公称立径，对不等立径的塔器取其加权平均位。见公式(1.0.2).。二。,:Hh,+哈+.+DIH(1.0.2)式中:众、马、D;各段塔体心称直径;h,h z,、气各段塔体高度.1.0.3 本规X不适用下列塔器的设计:1 带有拉牵装置的塔器;2 非金属衬里的塔器:3 有色金属衬里的塔器。1.0.4 本规X中的名词术语及定义，均与钢制压力容器GB 150-1998和钢制塔式容器4710-2000 的规定相同。1.0.5 引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本规 X中引用而构成为本规X的条文。本规X出版时，所示

9、版本 均为有效。所有标准都会被修订，使用本规 X者应注意使用下列标准最新版本的可能性.GB 15 0-1998 钢制压力容器 /T 473 5-97 钢制焊接常压容器 47 10-2000 钢制塔式容器 GB J1 7-88 钢结构设计规X SH 30 74-95 石油化工钢制压力容器 SH 30 75-95 石油化工钢制压力容器材料选用标准 SH 35 24-1999 石油化工钢制塔类容器现场组焊施工工艺标准 SH 30 88-1998 石油化工塔盘设计规X GB 66 54-1996 压力容器用钢板 GB 35 31-1996 低温压力容器用低合金钢钢板 GB 32 74-88 碳素结构钢

10、和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带 GB 32 80-92 不锈钢冷轧钢板 GB 42 37-92 不锈钢热轧钢板 GB 42 38-92 耐热钢板 GB/T 81 65-1997 不锈钢复合钢板和钢带 GB 47 33-1996 压力容器用爆炸不锈钢复合钢板 GB/T 816 3-1999 输送流体用无缝钢管 GB 99 48-88 石油裂化用无缝钢管 GB IT 14 976-94 流体输送用不锈钢无缝钢管 GB 64 79-86 化肥设备用高压无缝钢管 I SH 3098-2000 2 设计基础 7/51 2.1 设计压力 2.1.1 塔器设计压力的确定应符合现行钢制压力容器GB150和石油

11、化工钢制压力容器SH3074 的规定;当工程设计中另有规定时，其设计压力应按有关规定确定。2.1.2 对最大工作压力小于0.1MPa的内压塔器，设计压力取0.1NTa.2.1.3 对真空塔器按承受外压设计，当装有安全控制装置(如真空泄放阀)时，设计压力取1.25倍的 最大内外压力差或0.11viPa两者中的较小值;当没有安全控制装置时，取0.1MPa.2.2 设计温度 2.2.1 设计温度的确定应符合钢制压力容器GB150和石油化工钢制压力容器SH3074的规定;当工程设计中另有规定时，其设计沮度应按有关规定确定。2.2.2 塔器(不包括裙座)设计温度系指塔器在正常工作情况下，设定的元件的金属

12、温度。当元件的金 属温度无法用传热计算或实测确定时，设计温度应按以下规定选取。，塔器内壁与工作介质直接接触且有外保温(或保冷)层时，设计温度应按表2.2.2的确定。表2.2.2 塔器设计温度()最高或最低工作温度To 设计温度T 炼油石油化工 Ta5-20 介质正常工作温度减0-10或取最低工作温度-20T,15 7-Td-5(但最低应商于-201C)介质正常操作温度减5-10C 或取最低介质温度 15To350 T=To+(15-5)2 当在正常操作状态下塔各部位的工作温度不同且相差较大时，可分别(或分段)确定每部分的设 计温度。3 当塔器元件(筒体或封头等)两侧与不同温度介质直接接触时，应

13、以较高一侧的工作温度为基准 确定设计温度。2.2.3 裙座壳体设计温度的确定参见表2.2.3.表 2.2.3 裙座壳体的设计温度()一云 1J$:9h蔽 1(RM 3.2.5)无过渡段裙座 裙座本体裙座过渡段T-20C或T-200C 设计温度应考虑建塔 地区环境温度的影响 200C T5.5-7.5 7.5-25 2530 30-34 34-40 40-50 50-60 60-80 负偏差C,0.6 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.8 注:0本表数据摘自GB709-88 d热札姻板和姻带的尺寸、外形、重童及允许偏差的规定;口表中钢板厚度小于13mm的负偏差位系按普通札制精度

14、的钢板，且宽度为该厚度钢板在最大宽度时的数值.表2.4.2-3 钢板厚度负偏差(三)(rrrn)钢板标准GB/C 8165-1997不锈钢复合钢板和钢带 复层厚度负偏差复合钢板、钢带总厚度允许负偏差CI I级、II级m级 复合钢板总厚度mm 允许负偏差%10/51 钢带钢板I级II级II级 不大于复层公 称尺寸的9%,且不大于lmm 不大于复层公称 尺寸的10%，且 不大于lmm 4-8 8 9)8-15 7 8 16-25 6 7 26-30 5 6 31-60 4 5 60 协商协商 表2.4.2-4 钢板厚度负偏差(四)(MM)翻板标准4733-1996压力容器用爆炸不锈钢复合钢板 复层

15、厚度负偏差基层厚度负偏差总厚度负偏差 复层公称厚度的10%，且不大于1.Om m 基层厚度标准负偏差减0.5m m 基层负偏差+复层负偏差 2常用无缝钢管厚度负偏差(C:)见表2.4.2-5.sa 3098-2000 表2.4.2-5 无缝钢管厚度负偏差(m)钢管标准种类 壁厚 n】n】负偏差C,普通级较高级或高级 GB/I8163-1999输送流体用无缝钢管 冷拔1.0 10%10%热轧32.5 12.5%GB9948-88石油裂化用无缝钢管 冷拔1.0 10%热轧 520 12.5%20 10%GB/T14976-94流体输送用不锈钢无缝钢管 冷拔 1-3 14%10%3.0 工0%10%

16、热轧-15 15%12.5%GB6479-86化肥设备用高压无缝钢管 冷拔-I.5 10%热轧 11/51 3-20 12.5%20 10%2.4.3腐蚀裕量(C2)t 考虑腐蚀裕量的原则 a与工作介质接触的塔的圆筒体、封头、接管、人(手)孔及内部构件等，均应考虑腐蚀裕量。b下列情况可不考虑腐蚀裕量。不锈钢，不锈复合钢，不锈钢衬里(介质对所接触的不锈钢不发生腐蚀时):法兰密封面;可经常更换的非受力元件:用涂漆可以有效防止环境腐蚀的塔体外表面及其外部构件(不包括裙座)。2 腐蚀裕量的确定 a腐蚀裕量应根据金属材料在介质中的腐蚀速率和塔器的设计寿命确定，如下所示:C2=N F d c 2(2.4.

17、3)式中 q 腐蚀裕量(mm);NF 设计寿命(年):对炼油和石油化工塔类一般取价=1 5-20 年;人2 年腐蚀速率(m m/年)a b塔器主要元件腐蚀裕量(q)的选取参见表2.4.3.表 2.4.3 腐蚀裕量 q 的选取(耐 元件类型腐蚀裕量的选取 筒体 和 封头 介质为压缩空气、水蒸汽或水时，碳素钢或低合金钢制元件q不小赞lmmc 其它情况，按以下规定选取腐蚀裕且CZ 炼油 类 腐蚀速率(mm/年)一。.卜。2 一1。.2-0.3 C,2 l 4 6 石油 化工 类 腐蚀程度 不腐蚀轻微腐蚀一 b$重腐蚀 腐蚀速率(mm/年)一0.13-0.25 0.2 5 C,。1-2 2-3 3-6

18、 注:腐性裕全不宜大于画。否则应更换成耐腐性材料或采取其它防腐措施;m腐性速率可根据工租设计实践或女取有关腐性手册确定.SH 3098-2000 续表2.4.3 元件类型腐蚀裕量的选取 接管 包括(人、手孔等)12/51 除工程设计另有规定外，应取筒体的腐蚀裕量 塔内件(不包括塔盘)不可拆卸或无法从人孔取出的内件 受力取筒体腐蚀裕盘 不受力取筒体腐蚀裕量的1/2 可拆卸并可从人孔取出的内件 受力取筒体腐蚀裕量的1/4 不受力0 不同部位的元件当塔内各部分介质腐蚀速率不同时.不同部位的元件可取不同的腐蚀裕量 裙座筒体2 地脚螺栓3 基础环、筋板、盖板2 塔盘(含塔 板、支承件等)可拆卸-2(双面

19、)不可拆卸-3(双面)注:两侧同时与介质接触的元件应根据两侧不同的工作介质选取不同的腐性裕童，两者登加作为总的肩蚀裕量.c当实际工程设计中另有规定或已有实际使用经验时，可根据具体的工程规定或经验确定腐蚀 裕量 C Z.2.5 最小厚度 2.5.1 塔器壳体的最小厚度(不包括腐蚀裕量)的确定应符合以下规定:1 碳素钢和低合金钢制塔器为2/1000的塔器内直径，且不小于4mme 2 不锈钢制塔器为3mm.2.5.2 塔器的壁厚在满足本规X2.5.1条规定的前提下，为保证塔器在制造、运输及安装时的刚度，制造和施工单位应视具体情况确定是否采取临时加固措施，如在塔器的内部设置支撑装置等。2.5.3 复合

20、钢板复层的最小厚度应符合下列要求:1 为保证工作介质干净(不被铁离子污染)而采用的复合板，其复层公称厚度不应小于2mm:2 为了防止工作介质的腐蚀采用的复合钢板，其复层公称厚度不宜小于3mm.2.5.4 不锈钢堆焊层在加工后的最小厚度为3mm.2.55 常用塔盘主要元件的最小厚度按表2.5.5.表 2.5.5 塔盘主要元件的最小厚度(rtm)材料、塔盘板受液盘、液封盘、抽出盘降液板 圆泡帽塔盘浮阀、筛孔及舌形塔盘可拆卸固定可拆卸固定 碳钢6 4 4-6-4-6 不锈钢4 2 2 2-2.2.注:0本表所列最小厚度均为各元件的名义厚度(包括表2.4.3 规定的最小腐性裕童);13/51 0 当塔

21、内径大于或等于3000mm时，带。的数据可适当增加.2.6 许用应力 2.6.1 受压元件用钢(钢板、钢管、锻件等)和螺栓材料在不同温度下的许用应力应按现行钢制压力 SH 3098-2000 容器GB150的规定选取。2.6.2 塔体的设计温度低于20时，应取20时的许用应力。2.6.3 非受压元件材料的许用应力.除裙座壳、地脚螺栓座和地脚螺栓材料的许用应力按本规X第 章的规定外，其余可按现行钥结构设计规XGB117的规定选取。S日 30 98-2以刃 3 材料 3.1 受压元件 3.1.1 受压元件用钢的选用原则、钢材标准、热处理状态等均应符合钢制压力容器GBI50-1998第4 章“材料”

22、、附录A“材料的补充规定”、附录F“钢材高温性能”及附录H“材料的指导性规定，的 规定。3.1.2 受压元件的材料选用细则，应按现行石油化工钢制压力容器SH3074,石油化工钢制压力容 器材料选用标准 SH3075和 加工高硫原油重点装置主要设备设计选材导则 SHM 096-1999的规定。3.2 非受压元件 3.2.1 非受压元件用钢必须是列入材料标准或纳入 钢结构设计规XGBJ17的钢材.3.2.2 与塔的受压元件相焊的非受压元件用钢，除能满足操作条件(物料、载荷等)要求外，应是可焊 性能良好且不会导致受压元件性能改变的钢材:采用连接垫板(或加强板)时，垫板材料宜与塔体材料 相同。3.3

23、裙座 3.3.1 裙座选材时应考虑以下因素:1 建塔地区环境温度的影响;2 塔器或塔釜操作温度的影响;3 裙座与塔体受压元件(封头或筒体)相焊后，对受压元件材料性能的影响:4 安全、经济合理。3.3.2 裙座壳体宜采用同一种材料;当裙座壳体因采用两种材料而分为上下两段时，上段裙座壳体称 为过渡段:下段裙座壳体称裙座本体，见图3.3.2。当满足下列条件之一时，应采用有过渡段的裙座。1 T-350C(T为塔或塔釜的设计温度):2 裙座壳体与塔釜封头相焊，将影响塔釜封头材料性能(如塔釜封头材料为低温用钢、不锈钢、铬钥钢)时。14/51 乙无过渡段裙座b.有过渡段裙座 图3.3.2 裙座结构示意 3.

24、3.3 对于符合本规X3.3.2条规定的设置过渡段条件但高度低于2.5m 的裙座，可不设过渡段，此 时裙座壳体的材料应与塔釜的封头材料相同或相近.3.3.4 当塔或塔釜的设计温度(T)在200-350X围内时，裙座壳体亦可根据技术经济因素设置过渡段.8 SH 3098-2000 3.3.5 裙座过渡段的长度不应小于300mm，但当塔或塔釜设计温度等于或低于一20或高于350时，过渡段长度应为保温层厚度的4-6倍，且不小于500mm o 3.3.6 裙座壳体的材料可按表3.3.6选取。表3.3.6 裙座壳体材料 裙座本体材料 钢号钢板和钢材标准 Q235-A,Q235-B Q235-C,Q235

25、-D GB3274,GB700 Q345-C,Q345-D,Q345-E(16Mn)GB3274,GB/T1591 符合3.3.3条时，与塔封头材料相同或相近 裙座过渡段材料技受压元件选取，一般应与塔釜封头材料相同或相近。3.3.7 当裙座本体(包括无过渡段和有过渡段的裙座本体)的设计温度等于或低于一20时，应对材 料进行低温冲击试验，冲击试验温度和冲击功应符合表3.3.7的规定。表3.3.7 冲击试验温度和冲击功 钢号 夏比(V形缺口)冲击试验温度()三个试样的冲击功平均值Ati.(1)10nun X 1Onus X 55nmm纵向)Q235-D-20 27 Q345-D-20 34 Q34

26、5-E,(16Mn)-40 27 注:表中数据摘自G8700-88 a破素结构姻和GB/T1591-94低合金高强度结构姻.3.3.8 当塔釜材料需进行冲击试验时，与塔釜相焊接的裙座过渡段或本体(即无过渡段时)的材料，也应进行冲击试验，冲击试验温度和冲击功应与塔釜材料相同。3.3.9 裙座壳体的许用应力应符合以下规定:1 当裙座本体(包括无过渡段和有过渡段的裙座)设计温度等于或低于200时，材料的许用应 力见表3.3.9:表3.3.9 裙座本体的许用应力 15/51 钢号板厚(mm)C Q(MPa)Q235-A,B,C 占毛40 140 Q345-A,Q345-B,Q345-C,Q345-D,

27、Q345-E,(16Mn)占簇16 190 16 6 50 175 2 当裙座本体设计温度在200-350X围时，许用应力应为材料在设计温度下的抗拉强度o、除 以安全系数nb(推荐取2.7);3 当裙座壳体材料与塔釜相同时，材料许用应力应与塔釜的许用应力相同。3.3.10 裙座壳体上开孔补强元件(如引出孔、检查孔等)的材料宜与裙座壳体(裙座本体或过渡段)材 料相同。3.3.11 裙座的地脚螺栓座元件(基础环、盖板和筋板)的材料宜与裙座本体材料一致，其许用应力可 SH 3098-2000 按表3.3.9迭取。3.4 地脚螺栓 3.4.，确定地脚螺栓材料时，应考虑建塔地区环境温度的影响.3.4.2

28、 地脚螺拴材料及许用应力可按表3.4.2确定。表3.4.2 地脚螺栓材料 注:环境温度取冬季空气调节亥外计算渴度，见附录A.3.4.3 地脚螺栓的规格、数经、材料宜在设计图样中注明。35 焊接材料 3.5.1 塔器焊接材料应符合现行的钢制压力容器焊接规程/f4709,石油化工钢制压力容器材 料选用标准SH3075,石油化工异种钢焊接规程SH3526和石油化工低温钢焊接规程SH3525 的有关规定.SH 3098-2000 4 设计计算 4.1 强度和稳定计算 4.1.1 塔的强度及稳定计算应符合现行钢制塔式容器4710的规定，其中各受压元件(包括圆筒、封头、锥壳、开孔补强和法兰等)计算应符合现

29、行 钢制压力容器 GB150的规定.4.2 风载荷和地展载荷计算 4.2.1 风载荷和地震载荷的计算应符合钢制塔式容器，4710的规定。4.2.2 各地区的基本风压值可根据 全国基本风压分布图 或当地气象部门资料确定.4.2.3 设防烈度(即设计烈度)应根据中国地震烈度区划图(1990)(以下简称“90区划图”)确定，即按照装置(工厂)所在地区，在“90区划图”中查出相应的基本烈度作为设防烈度。当设防要求高于“90区划图”所列地震基本烈度时。则应按经国家计划、建设和16/51 地方行政部门批 准的设防烈度进行抗震设防。全国主要石油化工企业所在城市(地区)的基本烈度参见附录B.4.2.4 在进行

30、地震载荷计算时，可按以下规定确定近震区和远震区:1 根据当地建设行政主管部门公布或批准的资料;2 根据 中国地展烈度区划图(1990),除下列地区属于远震区外，绝大部分地区属近展区，a八度远震区:独山子、沪定、石棉:b七度远震区:侯马、XX、XX、XX、XX、枣庄、乌鲁木齐、XX、五原、喀什、伊宁、渡口、高雄、XX。注:由于六度区的塔器不作扰襄验其，故不在此列出，4.2.5 场地土类型应根据有关部门提供的建筑场地的资料并按钢制塔式容器4710-2000附录A 确定。注:“场地土类型.系指塔器所在的建筑场地的土质奥型.4.2.6 塔的计算分段应符合以下规定:1 计算自振周期和地震载荷时，塔的计算

31、分段应符合下列原则:a对于不等截面塔(包括等直径不等壁厚或不等直径塔)，在计算基本振型自振周期及地震载荷 时，将其视为多质点体系，沿塔高度分为若干计算段，各段的质量作用在该段高度的二分之 一处。b对于等直径、等厚度的塔，计算自振周期和地震载荷时可不分段:但对于较高的塔为了精确 计算地震载荷，可分为若干计算段.。划分计算段时，应满足以下要求:每一段的几何形状没有突变，如直径相等的圆筒体、半顶角不变的锥壳;每一段壳体的厚度必须相等;每一段的质量分布没有突变，如装有填料的塔段应划为一计算段，对板式塔装有塔盘与无 塔盘的塔段应分别划分计算段:每一段的材料必须相等.2 计算风载荷时，塔的计算分段应符合下

32、列原则:a对于等截面塔(等直径、等壁厚)，宜将距地面高度lom以下作为第一计算段(也可将裙座作为 11 SH 3098-2000 一计算段)，其它的计算段宜取每段小于或等于10m;b对于不等截面的塔(不等直径或不等厚度)，宜根据截面变化情况分段(即相同直径、相同厚度 为一段);4.2.7 塔的壁厚分段应符合以下规定:1 当塔壁厚由压力载荷(内压或外压)控制，且为同一直径、同一材料时，塔壳(裙17/51 座除外)可取同 一厚度。但对满液操作的塔，需考虑液柱静压力时，应根据不同高度处的计算压力决定是否采用不同 厚度段。2 当塔壁厚是由风载荷或地震载荷控制时，从等强度及结构设计的合理性考虑，应将塔壳

33、体厚度 自上而下逐段递增，不同厚度段的划分原则见本规X5.2.2条的规定。4.2.8 当计算确定风载荷时，塔器平台构件的投影面积EA可按下式计算:EA-(0.35 -0.40).2w H(4.2.8)式中w平台宽度;H 平台的栏杆高度。4.2.10 塔壳体需进行应力校核的截面(即危险截面)如下:1 塔裙座基础环板处裙座壳体的横截面;2 通过裙座开孔水平中心线的裙座壳体最小截面;3 裙座与塔体封头对接接头截面;4 不等直径塔变截面交界处塔壳横截面(一般取锥形变径段的小端截面):5 等直径塔变壁厚交界处塔壳横截面(即同一厚度段的底部横截面):6 塔的下封头切线处;7裙座过渡段的底截面。4.2.11

34、 塔顶挠度计算及挠度控制值应符合以下规定:1 塔顶挠度计算应符合钢制塔式容器4710-2000附录D的规定;2 塔顶挠度控制值应根据工程设计的实际需要确定.本标准附录C给出了挠度控制参考值.4.3 法兰当且设计压力计算 4.3.1 当塔体各段采用设备法兰连接时，法兰除承受内压或外压外，还需考虑重力、风载、地震载荷、偏心载荷或管道推力等引起的轴向力和力矩，选用标准设备法兰的压力等级或非标准法兰的设计压力 应不小于按下式计算的当量设计压力P.。式中P.-Do-F-P-M-16 M 4 F _ P_=-+-+P(4.3.1)兀刀云兀 L6 法兰当量设计压力(NIPa);垫片压紧力作用中心圆直径(按G

35、B150第九章)(mm);轴向外载荷(拉力计入)(N);设计内压力(NIPa);外力矩，包括法兰截面的最大力矩(由风、地震载荷、偏心载荷引起的)及管线推力在法 兰连接面引起的力矩之和(Nmm).18/51 4.4 塔盘板及支承梁的计算 4.4.1 塔盘的设计载荷可按表4.4.1确定.12 SH 3098-2000 表4.4.1 塔盘的设计载荷 名称设计载荷符号单位 塔盘板 不小于70N/m 的均布载荷 溢流堰高+50mi”水柱的均布载荷 9,N/m 塔板质量载荷(均布载荷)97 N/m 受液盘 3000N/m的均布载荷 相邻板间距一半高度的水住(降液管处)均布载荷 9 N/m 侧线出料盘 或液

36、封盘 3000N/m的均布载荷 取全部盘深的水柱均布载荷 9i N/m 支 承 梁 正 常 操 作 塔板质量作用到梁的均布载荷9s N/m 塔板上液体质量作用在梁上的均布载荷94 N/m 梁质量均布载荷9s N/m 安 装 和 检 修 塔板质盈作用在梁上的均布载荷97 N/m 梁质盒均布载荷9s N/m 集中载荷 DN-2m时，在距梁两端各1/3梁长度处分别作用1000N集中载荷 P,Ps N N 19/51 注:塔板质童应包括塔板及附件(如浮间、卡于、紧固件等的质童;塔板和液体质1作用到支承梁的载待，应折葬为梁单位长度的均布载荷;当采用单梁支承塔盘时，按塔盘及 液体全部质 f的0%确定梁的均

37、布载荷;当采用双梁支承时，按全部质1的40%确定粱的均布载荷.4.4.2 塔盘板、支承梁的应力和挠度可按表4.4.2-1的规定计算.表4.4.2-1 塔盘板、支承梁的应力和挠度计算;z,正常操作检修或安装时的支承梁 塔盘板支承梁DN2m 均布载荷9 9l+9=93+94+9s 93+9s 93+9s 集中载荷尸尸，Pz 最大弯矩Mm_(N-m)qL28 qL2二三 B 4 qL2+.P纽 B 3 弯曲应力QM(MPa)06Rtb 2x10 卫诬-x10-1 W=M x10-1 W 挠度y(m)a。.b9 4 x1 01 E 尸-54生101 384E J 注;应力和挽度计算的基本假设:a将塔盘

38、板视为整个板面承受均布载荷，四边简支的矩形板;b将支承梁视为承受均布载荷和集中载荷的简支梁.SH 3098-2000 表中:吼一q5君_:符号意义及单位同表4.4.1;乙梁的跨度(m);尸梁的截面模数(m);b塔板宽度m);t塔板有效厚度(m);a.夕与塔板宽度 b和长度a相关的系数，按表4.4.2-2选取;J-梁截面轴惯性距(m);B 材料的弹性棋鼓(MP a).表4.4.2-2 a.刀系数 alb a R alb a R 1.0 0.0443 0.0479 1.8 0.1017 0.0948 1.1 0.0530 0.0553 1.9 0.1064 0.0985 1.2 0.0616 0.

39、0626 2.0 0.1106 0.1017 1.3 0.0697 0,0693 3.0 0.1336 0.1189 1.4 0.0770 0.0753 4.0 0.1400 0.1235 1.5 0.0843 0.0812 5.0 0.1416 0.1246 1.6 0.0906 0.0862 5.0 0.1422 0.1250 20/51 1.7 0.0964 0.0908 注:a塔板长度(M);b 塔板宽度(m).且ab.4.4.3 支承梁的允许挠度值可按表4.4.3规定.表4.4.3 支承梁的允许挠度(mm)喷射形、浮阀形塔盘等泡帽形塔盘 塔径DN 最大允许挠度塔径DN 最大允许挠度

40、52400 3 5 1400 1.5 2400 L/720且不大于7 1400 5 2800 3 2800 L/900且不大于5 注:L梁的跨度(恤);喷射形塔盘系指舌形塔盘、筛孔塔盘.4.4.4 作为梁使用的部件(如双流塔盘的中间受液槽、中间降液板等)或与塔板成为一体的自身梁，其允许挠度也应符合表4.4.3要求。4.4.5 塔盘板和支承梁的许用应力应符合现行石油化工塔盘设计规XSH3088的规定。4.4.6 当塔直径大于7m时，宜采用析架结构。4.5 局部应力 4.5.1 当塔体上作用以下外载荷时，应进行塔的局部应力计算和校核。1 连接管道的推力(力和力矩);SH 3098-2000 2 4

41、.5.2 1 2 塔内外部附件(如支座、管架和吊耳等)的作用力。塔的局部应力计算与校核可采用以下方法进行:有限元应力分析方法:美国焊接研究委员会的WRC-107公报规定的局部应力计算方法。SH 3098-2000 5 结构设计 5.1 塔的主要元件及名称 塔的主要元件及名称见图5.1 图5.1.1 塔器主要元件及名称示意 5.2 塔体 塔体各受压元件(包括筒体、封头、人手孔、接管、法兰及紧固件等)的结构及焊接接头的设 J，月沪一 5-乐 计应符合现行钢制压力容器 GB1 50和(石油化T.v 制压力容器SH3074的规21/51 定。16 SH 3098-2000 5.2.2 根据塔强度和稳定

42、计算结果，对不等壁厚塔壳不同壁厚段的划分应遵循以下原则:1 从制造和经济合理性等因素考虑，不同壁厚段的段数不宜超过5个(不包括裙座壳体)。2 相邻段的壁厚差不宜过大，碳钢和低合金钢塔体壁厚差一般为2-4mm;不锈钢为2mm.3 同一壁厚段的长度宜大于4m，且尽量为钢板标准宽度的整数倍。5.2.3 不等直径塔的变径段(锥壳)厚度不宜小于与其相连接的上下圆筒体的厚度。5.2.4 当塔体由若干带法兰的筒节组成(如内装整块式塔盘的塔等)时，其筒节设备法兰的压力等级(或非标准法兰的设计压力)应符合本规X4.3节的规定。5 3裙座和地脚螺栓座 5.3.1 裙座可分为圆筒形和圆锥形两种形式，见图5.1.1，

43、宜采用圆筒形裙座。如遇下列情况之一时，可选用圆锥形裙座。1 由于地脚螺栓数量多，且需保持一定的地脚螺栓间距;2 需增加裙座筒体的截面惯性矩:3 需降低混凝土基础顶面的压应力。5.3.2 圆锥形裙座的半锥顶角a不应超过150。5.3.3 裙座与塔体的连接宜采用对接型式，见图5.3.3。下列情况宜选用图5.3.3(b)的焊接接头型式:1 可能由卡漫涡流引起横向振动的高塔(H/D20):2 塔釜为低温操作的塔器:3 裙座与下封头焊缝处可能产生热疲劳的塔:4 裙座筒体名义厚度8_s$8mm.5.3.4 当裙座与塔体为对接型式时.裙座筒体内径宜等于塔体下封头的内径;当裙座筒体与塔体下封 头名义厚度之差等

44、于或大于8mm时，裙座筒体的外径宜等于塔下封头的外径。.吃的卜.工A 二弋?1凡 2400 排气孔/排气管规格080/089X4 功80/089X4 0 100/0 108x4 排气孔(管)数t(个)2 4 4-6 排气孔中心线至裙座顶端的距离H(图5.3.8-1)140 180 220 排气管中心线至裙座顶端 的距离 H,(图5.3.8-2,a)H,=6,+6.i 从(图5.3.8-2,b)从=62+6g,注:山b,b,一与封头有关的参数，见表5.3.8-2;.b,一保温(或保冷、防火)层厚度(画).表5.3.8-2 参数(mm 塔器内径D,b,b,塔器内径D,b,b2 600-1000 1

45、65 220 3500-4000 225 360 1000-1500 175 245 4000-4500 230 380 1500-2000 185 270 4500-5000 235 400 20002500 200 290 5000-5500 240 410 2500-3000 205 320 5500-6000 255 430 3000-y3500 215 340 5.3.9 引出管及引出孔 1 塔底部接管(引出管)应通过裙座上的引出孔伸到裙座外部，如图5.3.9-1所示，引出孔的通道 管(即加强管)规格可按表5.3.9-1确定.2 一般情况下，引出管在裙座外焊接管法兰:当引出管内的物料

46、易产生积聚、结24/51 焦须清理或更换 引出管时，在裙座内的引出管可采用法兰连接，如图5.3.9-1虚线所示。3 当介质温度大于一20时，引出孔处的引出管上应焊支撑板，支撑板与引出孔通道管的最小间 隙C见表5.3.9-2.A-A 图5.3.9-1 塔底接管及裙座引出孔结构 20 SH 3098-2000 表5.39-，引出孔通道管规格(nmn)引出管公称直径20.25 32.40 50.70 80.100 通道管规格 无缝钢管沪133X4 砂159x4.5 0219X8 0273X8 卷焊管内径价200 砂250 引出管公称直径125.150 200 250 300 350 400 通道管规

47、格 无缝钢管0 325X8 卷焊管内径沪300 价350 尹400 价450 沪500 沪550 注:引出管在裙座内用法兰连接时，引出孔内径必须大于法兰外径;引出管保温(冷)后的外径加上25mm大于表中的引出孔内径时，应适当增大引出孔内径;必卷坪管壁厚，宜等于裙座筒体厚度，但不宜大于16mm.表5.3.9-2 支撑板与通道管的间隙(mm)7(H.)#(-C)I 30 60 130 180 230 280 330 380 430 间隙 C I II I 11 I 11 I 11 I II I II I II I II I 11 300 110 1.0 1.0 1.0 1.5 1.5 1.5 2

48、1.5 2 2 2 25 3 2.5 3 2.5 3 600 1.0 1.0 1.0 1.0 1.5 2.0 2 2.5 2.5 3 2.5 3 3 3.5 3 4 3 4.5 900 1.0 1.5 1.5 2.0 2.0 2.5 2.5 3 3 3.5 3 3.5 35 4.5 4 5 4 6.5 1200 1.0 1.5 2.0 2.5 215 3.0 3 3.5 3.5 4 3.5 4 4 5.5 5 6.5 5.5 7.5 巧00 1.5 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 3.5 4 3.5 4.5 4 5 5 6.5 6 7S 6.5 8.5 1800 1.5 1.5 2.5

49、 3 3 3.5 3.5 4.5 4 5.0 4.5 6 5.5 7 7 8.5 7.5 9.5 2000 1.5 2.0 3 3 3.5 4.0 4 5 4.5 5.5 5 7 6 8 7.5 9.5 8.5 10.5 2400 1.5 2.0 3 3.5 3.5 4.5 4.5 5.5 5 6.5 5.5 7.5 7 8.5 8 10.5 9.5 11.5 2700 1.5 2.0 3.5 4 4 5 5 6 5.5 7 6 8 7.5 9.5 8.5 11.510.5 12.5 3000 2.0 2.5 4 4.5 4.5 5.5 6.5 6.5 6.5 8 7 9 8 10.5 9.5

50、 12.511.5 13.5 注:0 间陈c)(atH)x cos60*+1;式中:口介质工作沮度与20之间的平均戏澎胀系数;d(介质工作温度与20的滋差;。表中I类材朴为破素钢、格相钢、低格铂姻(CrNo)类，I类指奥氏体不锈翎类.3 当介质工作温度小于或等于一20时，在引出孔处应采用木块支撑引出管，见图5.3.9-2e 21 SH 3098-2000 25/51 Ar 裙座引出孔通道管 图5.3.9-2 木块支撑引出管结构 5.3.10 裙座应设检查孔。检查孔一般为圆形孔 A型)，为避免过大的截面削弱，可设长圆孔(B型)。人孔的结构、尺寸和数量见图5.3.工0-1,5.3.10-2和表5.