化工非标设备设计计算

化工非标设备设计计算2023/3/14第一页，共十二页，2022年，8月28日2023/3/14化工(非标)设备设计计算设计参数的确定设计压力设计温度（金属平均壁温）焊接接头系数腐蚀裕度各受压元件材料试验压力（塔器、较高直立设备、直联设备）充装系数及液体比重（分离器、贮槽、塔器）现场自然条件其他（保温、附件等）第二页，共十二页，2022年，8月28日2023/3/14化工(非标)设备设计方法容器类别（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类）a.按《容规》，根据最高工作压力、设计压力、设计温度、介质特性（状态）、容积综合考虑。b.多腔设备按各自腔独立划分，取高者为设备类别。但设计和制造要求按各腔分别处理。设计压力a.设计条件已有按设计条件。b.如无可自定：内压：无安全泄放装置P=1.05~1.1Pw有安全阀并条件给出P=1.05Pz有安全阀条件不给出Pz=1.05~1.1Pw，P=Pz有爆破装置并条件给出，取1.05爆破值有爆破装置条件不给出，按GB150计算液化气体和混合液化石油气按《容规》规定选取极度、高度危害介质，P≥0.1MPa塔器，P≥0.1MPa外压：P≥△Pw真空：P=-0.1MPa计算压力第三页，共十二页，2022年，8月28日2023/3/14化工(非标)设备设计方法设计温度a.设计条件已有按设计条件。b.如无可自定：当介质工作温度＜15℃，T=Tmin或T=Tw-5℃当介质工作温度≥15℃，T=Tmax或T=Tw+20℃安转在室外五保温容器，T=环境温度设计温度取整数（0,5）换热器管、壳程金属平均温度焊接接头系数φ=1（100%RT）φ=0.85（局部RT）拼接封头φ按筒体开孔补强处φ=1卷制接管φ=1腐蚀裕度C2按设计条件；；如无：蒸汽、水C2=1，其他介质C2=1~3多腔容器和换热器管板、换热管需特殊选取不锈钢、有色金属、非金属一般取0。第四页，共十二页，2022年，8月28日2023/3/14化工(非标)设备设计计算厚度关系第五页，共十二页，2022年，8月28日2023/3/14化工(非标)设备设计计算强度计算钢制压力容器容器受压元件强度计算依据：GB150-1998《钢制压力容器》；GB151-1999《管壳式换热器》；JB/T4710-2005《钢制塔式容器》；JB/T4731-2000《钢制卧式容器》；GB12337-1998《钢制球形储罐》；HG20582-1998《钢制化工容器强度计算规定》；按SW6进行。第六页，共十二页，2022年，8月28日2023/3/14化工(非标)设备设计计算筒体厚度计算内压筒体计算圆筒强度计算，公式：

适用范围外压（真空）筒体计算圆筒刚度计算，按图表法进行。关键外压计算长度的选取内压、外压双重存在时筒体计算既要计算强度又要考虑失稳以内压确定厚度，外压校核（加强圈）第七页，共十二页，2022年，8月28日2023/3/14化工(非标)设备设计计算封头计算标准椭圆封头（K=1，长轴/短轴=2）内压计算公式：

碟形封头内压计算公式：

标准碟形封头有二种.即：Ri=1.0Di，r=0.15DiM取1.39(JB/T4746-2002)Ri=1.0Di，r=0.10DiM取1.54球冠形封头内压计算公式：

以上外压均按图表法计算第八页，共十二页，2022年，8月28日2023/3/14化工(非标)设备设计计算锥壳设计计算GB150计算适用于半顶角α≤60°的轴对称无折边或有折边锥壳。斜锥壳按HG20582计算。锥壳与筒体的连接焊缝必须全焊透。正锥壳按GB150常规设计时，需满足：1.锥壳大端当半顶角α≤30°,可采用无折边；α＞30°,大端应折边；2.锥壳小端当半顶角α≤45°,可采用无折边；α＞45°,小端应折边；正锥壳折边锥体尽量按标准选用。标准折边封头JB/T4746-2002：CHA半顶角α=30°大端折边CHB半顶角α=45°大端折边CHC半顶角α=45°大端、小端均折边斜锥壳按非标设计。无折边正锥壳计算公式

锥壳厚度：第九页，共十二页，2022年，8月28日2023/3/14化工(非标)设备设计计算

锥壳大端厚度：

锥壳小端厚度：折边正锥壳计算公式

过渡段厚度：

锥壳厚度：

取上述大者作为折边锥壳厚度。作为支撑线的加强截面计算用作加强参与计量惯性矩的截面长度L：L=

当多余金属计算出的有效惯性矩Is≥所需惯性矩I时可支撑线。第十页，共十二页，2022年，8月28日2023/3/14化工(非标)设备设计计算开孔及开孔补强开孔形状：圆形、椭圆形或长圆形（长轴/短轴≤2）开孔范围：圆筒上Di≤1500d≤1/2Di且d≤520Di＞1500d≤1/3Di且d≤1000封头上d≤1/2Di锥壳上d≤1/3Di（开孔处筒体内直径）超过上述开孔范围但的d/D0≤

0.8，属大开孔范围。开孔计算长度：圆筒和锥壳上为轴向长度封头上为最大开孔长度开孔补强处壳体计算厚度开孔直径：d=di-2C补强结构：补强圈补强整体补强（增厚壳体、厚壁管、整体补强锻件、密集补强焊接）1.Rm＞540MPa或鉻钼钢2.低温容器3.补强圈厚度＞1.5δn4.壳体厚度＞38mm5.P设＞4.0MPa6.T设≥350℃7.极度、高度危害介质

第十一页，共十二页，2022年，8月28日2023/3/14化工(非标)设备设计计算有效补强范围和补强面积有效补强范围：B补强面积：A1、A2、A3、A4

开孔补强计算方法：等面积法（GB150范围）、压力面积法（大开孔）、应力分析法A1+A2+A3+A4＞A

多个开孔补强1.非排孔的多个开孔补强当11/3（d1+d2)1/2≤L两孔中心距＜