精馏塔强度计算书

过程设备强度计算书SW6-98PAGE28全国化工设备设计技术中心站软件批准号：CSBTS/TC40/SC5-D01-1999DATASHEETOFPROCESSEQUIPMENTDESIGN 工程名： PROJECT 设备位号： ITEM设备名称：精馏塔T1EQUIPMENT图号：XWHJ13035-0000DWGNO。 设计单位：DESIGNER设计Designedby日期Date校核Checkedby日期Date审核Verifiedby日期Date审定Approvedby日期Date

塔设备校核填料4液压封头材料名称S30408S30408名义厚度(mm)1010腐蚀裕量(mm)00焊接接头系数11封头形状椭圆形椭圆形圆筒设计压力(Mpa)设计温度(℃)长度(mm)名义厚度(mm)内径(mm)材料名称(即钢号)0.1140200010800S304080.1140210010800S304080.114043008800S304080.11400.48800S3040810圆筒腐蚀裕量(mm)纵向焊接接头系数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)(Mpa)00.850.8500.1250.20961500.850.8500.1250.20961500.850.8500.1250.20961500.850.8500.1250.209615

kg/m30.9mm150012345mmmmmm12345mm46009100mm32006100kg/m32212345kgmmmm1.2N/m2350mm350mm0kg/m30mm0kg/m30mm0mm27390IA7度(0.1g)第一组地震影响系数最大值max0.082.80mm0mm0mm0

裙座圆筒形mm690对接mm1000Q235-B℃140mm2mm12MPa109裙座与筒体连接段的材料裙座与筒体连接段在设计温度下许用应力MPa裙座与筒体连接段长度mm1mm450mm400mm8裙座上较大孔引出管长度mm5016MnMPa1708mm488mm432.106mm320mm20mm138整块mm0mm0mm0无mm0mm0mm0mm1100mm690mm30

10103.30210102.79010102.790882.220882.22010103.302裙座1212

风风载及地震载荷0－0A－A裙座与筒体连接段1－1(筒体)1－1(下封头)2－23－32578.172447.992217.762217.761657.591068.7925732442.812212.582212.581653.161065.776954.676824.482212.582212.581653.161065.773.596e+073.268e+072.886e+072.886e+071.689e+077.687e+06顺风向弯矩顺风向弯矩3.596e+073.268e+072.886e+072.886e+071.689e+077.687e+06注:计及高振型时,此项按B.24计算4.255e+063.894e+063.473e+063.473e+062.123e+061.035e+06000000需横风向计算时3.596e+073.268e+072.886e+072.886e+071.689e+077.687e+060000002.062.062.062.601.271.420.890.890.670.5410.4513.455.925.923.461.990.890.890.670.542.582.582.583.253.423.960.890.890.670.543.144.041.781.781.040.60[]t109.00109.00137.00137.00137.00137.00B139.79139.7988.3688.3688.3682.99

组合应力校核组合应力校核(内压),(外压)7.097.094.864.04139.74139.74139.74139.74(内压),(外压)11.7214.876.816.814.132.53167.75167.75106.03106.03106.0399.593.463.462.953.30184.50184.50184.50184.506.567.992.672.671.701.14139.79139.79130.22130.22130.22123.215.225.225.226.56184.50184.50184.50184.50合格合格合格合格合格合格

风载风载及地震载荷4－45－56－67－78－89－910－1071.209371.209371.20930.067250.06725注:计及高振型时,此项按B.24计算6.590需横风向计算时6.60602.600.040.000.043.250.040.00[]t137.00B82.99

组合应力校核组合应力校核(内压),(外压)2.56131139.74(内压),(外压)0.0499.593.21066184.50.04123.216.55601184.5合格

mm31.1044e+08mm2576403Nmm4874.69mm14.11合格MPa0.37MPa0.28MPa0.08mm15.3314mm43合格MPa5.26MPa95.54合格MPaMPakg2217.76Nmm2.88639e+07

mm219942.8mm33.44014e+06MPa7.30MPa78.48合格mm2mm3MPaMPaMPaMPamm12kg1830.82kg366.164kg0kg0kg376.016kg5.17357kg2578.17kg2573kg6954.67kg4381.67kg2196.98s0.24mm4463.67Nmm3.59575e+07Nmm4.25539e+06N0Nmm3.59575e+07N7433.05N1846.75mm1.55061MPamm34.38167e+09mm9635.4ss临界风速(第一振型)临界风速(第二振型)雷诺系数设计风速注：内件质量指塔板质量；填料质量计入物料质量；偏心质量计入直立容器的操作质量、最小质量、最大质量中。

上封头校核计算计算单位计算条件椭圆封头简图计算压力Pc0.10MPa设计温度t140.00C内径Di800.00mm曲面高度hi200.00mm材料S30408(板材)设计温度许用应力t137.00MPa试验温度许用应力137.00MPa钢板负偏差C10.30mm腐蚀裕量C20.00mm焊接接头系数1.00厚度及重量计算形状系数K==1.0000计算厚度==0.29mm有效厚度e=n-C1-C2=9.70mm最小厚度min=2.00mm名义厚度n=10.00mm结论满足最小厚度要求重量59.26Kg压力计算最大允许工作压力[Pw]==3.30223MPa结论合格

下封头校核计算计算单位计算条件椭圆封头简图计算压力Pc0.10MPa设计温度t140.00C内径Di800.00mm曲面高度hi200.00mm材料S30408(板材)设计温度许用应力t137.00MPa试验温度许用应力137.00MPa钢板负偏差C10.30mm腐蚀裕量C20.00mm焊接接头系数1.00厚度及重量计算形状系数K==1.0000计算厚度==0.29mm有效厚度e=n-C1-C2=9.70mm最小厚度min=2.00mm名义厚度n=10.00mm结论满足最小厚度要求重量59.26Kg压力计算最大允许工作压力[Pw]==3.30223MPa结论合格

第1段筒体校核计算单位计算条件筒体简图计算压力Pc0.10MPa设计温度t140.00C内径Di800.00mm材料S30408(板材)试验温度许用应力137.00MPa设计温度许用应力t137.00MPa试验温度下屈服点s205.00MPa钢板负偏差C10.30mm腐蚀裕量C20.00mm焊接接头系数0.85厚度及重量计算计算厚度==0.34mm有效厚度e=n-C1-C2=9.70mm名义厚度n=10.00mm重量399.50Kg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=1.25P=0.2096(或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平TT0.90s=184.50MPa试验压力下圆筒的应力T==10.29MPa校核条件TT校核结果合格压力及应力计算最大允许工作压力[Pw]==2.79008MPa设计温度下计算应力t==4.17MPat116.45MPa校核条件t≥t结论合格

第2段筒体校核计算单位计算条件筒体简图计算压力Pc0.10MPa设计温度t140.00C内径Di800.00mm材料S30408(板材)试验温度许用应力137.00MPa设计温度许用应力t137.00MPa试验温度下屈服点s205.00MPa钢板负偏差C10.30mm腐蚀裕量C20.00mm焊接接头系数0.85厚度及重量计算计算厚度==0.34mm有效厚度e=n-C1-C2=9.70mm名义厚度n=10.00mm重量419.48Kg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=1.25P=0.2096(或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平TT0.90s=184.50MPa试验压力下圆筒的应力T==10.29MPa校核条件TT校核结果合格压力及应力计算最大允许工作压力[Pw]==2.79008MPa设计温度下计算应力t==4.17MPat116.45MPa校核条件t≥t结论合格

第3段筒体校核计算单位计算条件筒体简图计算压力Pc0.10MPa设计温度t140.00C内径Di800.00mm材料S30408(板材)试验温度许用应力137.00MPa设计温度许用应力t137.00MPa试验温度下屈服点s205.00MPa钢板负偏差C10.30mm腐蚀裕量C20.00mm焊接接头系数0.85厚度及重量计算计算厚度==0.34mm有效厚度e=n-C1-C2=7.70mm名义厚度n=8.00mm重量685.45Kg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=1.25P=0.2096(或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平TT0.90s=184.50MPa试验压力下圆筒的应力T==12.93MPa校核条件TT校核结果合格压力及应力计算最大允许工作压力[Pw]==2.22029MPa设计温度下计算应力t==5.24MPat116.45MPa校核条件t≥t结论合格

第4段筒体校核计算单位计算条件筒体简图计算压力Pc0.10MPa设计温度t140.00C内径Di800.00mm材料S30408(板材)试验温度许用应力137.00MPa设计温度许用应力t137.00MPa试验温度下屈服点s205.00MPa钢板负偏差C10.30mm腐蚀裕量C20.00mm焊接接头系数0.85厚度及重量计算计算厚度==0.34mm有效厚度e=n-C1-C2=7.70mm名义厚度n=8.00mm重量0.06Kg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=1.25P=0.2096(或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平TT0.90s=184.50MPa试验压力下圆筒的应力T==12.93MPa校核条件TT校核结果合格压力及应力计算最大允许工作压力[Pw]==2.22029MPa设计温度下计算应力t==5.24MPat116.45MPa校核条件t≥t结论合格

任意式法兰作为松式法兰计算计算单位设计条件简图设计压力p0.100MPa计算压力pc0.288MPa设计温度t140.0C轴向外载荷F0.0N外力矩M22492962.0N.mm壳材料名称S30408许用137.0MPa体应力137.0MPa法材料名称16Mn许用178.0MPa兰应力169.2MPa材料名称35螺许用117.0MPa应力99.4MPa栓公称直径dB20.0mm螺栓根径dd17.3mm数量n40个Di820.0Do930.0垫结构尺寸Db890.0D外865.0mmD内815.0l13.0图(a)结构DG取法兰与翻边接触面中心处,与垫片位置无关图(b)结构b0≤6.4mmDG=(D外+D内)/2b0>6.4mmDG=D外-2bb0≤6.4mmb=b0DG847.1片b0>6.4mmb=2.53b8.94压紧面形状1a,1b材料类型软垫片N25.0m2.00y(MPa)11.0螺栓受力计算预紧状态下需要的最小螺栓载荷WaWa=πbDGy=261853.0N操作状态下需要的最小螺栓载荷WpWp=Fp+F=190036.2N所需螺栓总截面积AmAm=max(Ap,Aa)=2238.1mm2实际使用螺栓总截面积AbAb==9395.9mm2垫片最小宽度NminNmin==18.8mm

弯矩计算操作MpFD=0.785pc=152254.0NLD=0.5(Db-Di)=35.0mmMD=FDLD=5328890.0N.mmFG=Fp=27452.2NLG=0.5(Db-DG)=21.4mmMG=FGLG=588708.3N.mmFT=F-FD=10233.8N图(a):LT=0.5(Db-DG)图(b):LT=0.5(LD+LG)LT=28.2mmMT=FTLT=288824.0N.mm外压:Mp=FD(LD-LG)+FT(LT-LG);内压:Mp=MD+MG+MTMp=6206422.5预紧MaW=Wa=680589.3NLG=0.5(Db-DG)=21.4mmMa=WLG=14595159.0N.mm计算弯矩Mo=Mp与中大者Mo=13873600.0N.mm螺栓间距校核实际间距69.9mm最小间距46.0(查GB150-1998表9-3)mm最大间距169.6mm输入法兰厚度δf=54.0mm,法兰应力校核K=Do/Di=1.134Y=15.451(查GB150-1998表9-5)计算值许用值结论图a结构20.32MPa校核合格剪应力校核5.67MPa校核合格计算结果按环向应力确定的法兰厚度39.3mm校核合格

任意式法兰作为松式法兰计算计算单位设计条件简图设计压力p0.100MPa计算压力pc0.167MPa设计温度t140.0C轴向外载荷F0.0N外力矩M8046106.5N.mm壳材料名称S30408许用137.0MPa体应力137.0MPa法材料名称16Mn许用178.0MPa兰应力169.2MPa材料名称35螺许用117.0MPa应力99.4MPa栓公称直径dB20.0mm螺栓根径dd17.3mm数量n40个Di820.0Do930.0垫结构尺寸Db890.0D外865.0mmD内815.0l13.0图(a)结构DG取法兰与翻边接触面中心处,与垫片位置无关图(b)结构b0≤6.4mmDG=(D外+D内)/2b0>6.4mmDG=D外-2bb0≤6.4mmb=b0DG847.1片b0>6.4mmb=2.53b8.94压紧面形状1a,1b材料类型软垫片N25.0m2.00y(MPa)11.0螺栓受力计算预紧状态下需要的最小螺栓载荷WaWa=πbDGy=261853.0N操作状态下需要的最小螺栓载荷WpWp=Fp+F=110293.8N所需螺栓总截面积AmAm=max(Ap,Aa)=2238.1mm2实际使用螺栓总截面积AbAb==9395.9mm2垫片最小宽度NminNmin==18.8mm

弯矩计算操作MpFD=0.785pc=88365.7NLD=0.5(Db-Di)=35.0mmMD=FDLD=3092799.0N.mmFG=Fp=15932.8NLG=0.5(Db-DG)=21.4mmMG=FGLG=341676.5N.mmFT=F-FD=5939.6N图(a):LT=0.5(Db-DG)图(b):LT=0.5(LD+LG)LT=28.2mmMT=FTLT=167628.6N.mm外压:Mp=FD(LD-LG)+FT(LT-LG);内压:Mp=MD+MG+MTMp=3602104.2预紧MaW=Wa=680589.3NLG=0.5(Db-DG)=21.4mmMa=WLG=14595159.0N.mm计算弯矩Mo=Mp与中大者Mo=13873600.0N.mm螺栓间距校核实际间距69.9mm最小间距46.0(查GB150-1998表9-3)mm最大间距169.6mm输入法兰厚度δf=54.0mm,法兰应力校核K=Do/Di=1.134Y=15.451(查GB150-1998表9-5)计算值许用值结论图a结构20.32MPa校核合格剪应力校核3.29MPa校核合格计算结果按环向应力确定的法兰厚度39.3mm校核合格

任意式法兰作为松式法兰计算计算单位设计条件简图设计压力p0.100MPa计算压力pc0.101MPa设计温度t140.0C轴向外载荷F0.0N外力矩M67382.9N.mm壳材料名称S30408许用137.0MPa体应力137.0MPa法材料名称16Mn许用178.0MPa兰应力169.2MPa材料名称35螺许用117.0MPa应力99.4MPa栓公称直径dB20.0mm螺栓根径dd17.3mm数量n40个Di816.0Do930.0垫结构尺寸Db890.0D外850.0mmD内804.0l11.0图(a)结构DG取法兰与翻边接触面中心处,与垫片位置无关图(b)结构b0≤6.4mmDG=(D外+D内)/2b0>6.4mmDG=D外-2bb0≤6.4mmb=b0DG832.8片b0>6.4mmb=2.53b8.58压紧面形状1a,1b材料类型软垫片N23.0m2.00y(MPa)11.0螺栓受力计算预紧状态下需要的最小螺栓载荷WaWa=πbDGy=246929.8N操作状态下需要的最小螺栓载荷WpWp=Fp+F=63833.3N所需螺栓总截面积AmAm=max(Ap,Aa)=2110.5mm2实际使用螺栓总截面积AbAb==9395.9mm2垫片最小宽度NminNmin==19.1mm

弯矩计算操作MpFD=0.785pc=52580.2NLD=0.5(Db-Di)=37.0mmMD=FDLD=1945467.8N.mmFG=Fp=9028.0NLG=0.5(Db-DG)=28.6mmMG=FGLG=258018.2N.mmFT=F-FD=2192.7N图(a):LT=0.5(Db-DG)图(b):LT=0.5(LD+LG)LT=32.8mmMT=FTLT=71898.6N.mm外压:Mp=FD(LD-LG)+FT(LT-LG);内压:Mp=MD+MG+MTMp=2275384.5预紧MaW=Wa=673127.7NLG=0.5(Db-DG)=28.6mmMa=WLG=19237754.0N.mm计算弯矩Mo=Mp与中大者Mo=18286674.0N.mm螺栓间距校核实际间距69.9mm最小间距46.0(查GB150-1998表9-3)mm最大间距169.6mm输入法兰厚度δf=54.0mm,法兰应力校核K=Do/Di=1.140Y=14.883(查GB150-1998表9-5)计算值许用值结论图a结构23.87MPa校核合格剪应力校核2.26MPa校核合格计算结果按环向应力确定的法兰厚度44.4mm校核合格

开孔补强计算计算单位接管:N1,φ273×6设计条件简图计算压力pc0.1MPa设计温度140℃壳体型式椭圆形封头壳体材料名称及类型S30408板材壳体开孔处焊接接头系数φ1壳体内直径Di800mm壳体开孔处名义厚度δn10mm壳体厚度负偏差C10.3mm壳体腐蚀裕量C20mm壳体材料许用应力[σ]t137MPa椭圆形封头长短轴之比2接管实际外伸长度150mm接管实际内伸长度0mm接管材料0Cr18Ni9接管焊接接头系数1名称及类型管材接管腐蚀裕量0mm补强圈材料名称凸形封头开孔中心至封头轴线的距离mm补强圈外径mm补强圈厚度mm接管厚度负偏差C1t0.75mm补强圈厚度负偏差C1rmm接管材料许用应力[σ]t137MPa补强圈许用应力[σ]tMPa开孔补强计算壳体计算厚度δ0.263mm接管计算厚度δt0.095mm补强圈强度削弱系数frr0接管材料强度削弱系数fr1开孔直径d262.5mm补强区有效宽度B525mm接管有效外伸长度h139.69mm接管有效内伸长度h20mm开孔削弱所需的补强面积A68.99mm2壳体多余金属面积A12477mm2接管多余金属面积A2409.1mm2补强区内的焊缝面积A336mm2A1+A2+A3=2922mm2补强圈面积A4mm2A-(A1+A2+A3)mm2结论:补强满足要求,不需另加补强。

开孔补强计算计算单位接管:N5,φ89×4设计条件简图计算压力pc0.1MPa设计温度140℃壳体型式椭圆形封头壳体材料名称及类型S30408板材壳体开孔处焊接接头系数φ1壳体内直径Di800m