《钢制塔式容器》PPT课件.ppt
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1、钢制塔式容器(JB/T4710-2005)教材培训中心教材培训中心 河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班 2009.6.12 郑州 塔式容器设计概论塔式容器设计概论:塔式容器设计的基本要求塔式容器设计的基本要求:满足工艺要求:满足工艺要求:生产能力、生产效率和操作弹性生产能力、生产效率和操作弹性;工作安全、稳定、可靠。工作安全、稳定、可靠。河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 塔式容器设计的基本内容塔式容器设计的基本内容:工艺设计工艺设计:塔
2、径、塔高、塔板(型式、数量、塔径、塔高、塔板(型式、数量、塔板布置等)、填料及其高度。塔板布置等)、填料及其高度。机械设计机械设计:结构和强度、刚度、稳定性。结构和强度、刚度、稳定性。河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-20051、适用范围、适用范围 设计压力设计压力p35MPa 高度高度H10m、且且H/D5 裙座自支承的塔式容器。裙座自支承的塔式容器。其中:其中:H 总高;总高;D 塔塔壳壳的的平平均均直直径径。对对等等直直径径塔塔为其公称直径;为其公称直径;对不等直径塔式容器:对不等直径塔式容器
3、:河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005对塔器对塔器总高总高H的一点说明:的一点说明:适用范围是考虑下述因素制定的:适用范围是考虑下述因素制定的:a.塔式容器振动时只作平面弯曲振动;塔式容器振动时只作平面弯曲振动;b.高高度度小小的的塔塔式式容容器器截截面面的的弯弯曲曲应应力力小小,计算壁厚取决于压力或最小厚度;计算壁厚取决于压力或最小厚度;c.塔塔为为独独
4、立立的的塔塔,塔塔与与塔塔之之间间、塔塔与与框框架之间无关联;架之间无关联;d.塔设备为无夹套。塔设备为无夹套。河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005本标准不适用于下列塔式设备:本标准不适用于下列塔式设备:a.带用牵拉装置的塔器;带用牵拉装置的塔器;b.由操作平台联成一体的排塔或塔群;由操作平台联成一体的排塔或塔群;c.带有夹套的塔器。带有夹套的塔器。2.2
5、.塔式容器应考虑的载荷塔式容器应考虑的载荷 a.压力(含液柱静压力)载荷;压力(含液柱静压力)载荷;b.重力载荷;重力载荷;c.风载荷:风载荷:顺风向载荷顺风向载荷 横风向载荷;横风向载荷;d.地震载荷:水平地震力地震载荷:水平地震力 垂直地震力。垂直地震力。需要时还要考虑其他外力载荷。需要时还要考虑其他外力载荷。河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005质量载荷:河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-200
6、5风载荷:河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005地震载荷:河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005从载荷性质上分,载荷又可分为:从载荷性质上分,载荷又可分为:静载荷静载荷和和动载荷。动载荷。其其区别区别:a.载载荷荷大大小小、方方向向甚甚至至作作用用点点等等不不随随时时间间变化的是静载荷,随时间变化的是动载荷。变化的是静载荷,随时间变化的是动载荷。b.动动载载荷荷使使结结构构产产生生加加速速度度,引
7、引起起结结构构振振动。而静载荷不会引起振动。动。而静载荷不会引起振动。c.动动载载荷荷计计算算与与结结构构自自身身的的振振动动特特征征(如如自自振振频频率率或或周周期期、振振型型与与阻阻尼尼)有有关关,而而静静载载荷荷仅与载荷大小、约束条件有关。仅与载荷大小、约束条件有关。河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-20053.3.塔式容器应考虑工况:塔式容器应考虑工况:a.水压试验工况;水压试验工况;b.操作工况;操作工况;c.检修工况(应包括安装工况)。检修工况(应包括安装工况)。河河 南南 省省 压压
8、力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-20054.设计(计算)压力与设计温度设计(计算)压力与设计温度 对工作压力小于对工作压力小于0.1MPa的内压塔式容的内压塔式容器、设计压力取不小于器、设计压力取不小于0.1MPa;裙裙座座壳壳和和地地脚脚螺螺栓栓的的设设计计温温度度取取使使用用地区月平均最低气温的最低值加地区月平均最低气温的最低值加20。其他同其他同GB150。河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 5.5.腐蚀裕量腐蚀
9、裕量 A.A.塔体:塔体:a)应应根根据据预预期期寿寿命命和和介介质质;利利用用金金属属材材料料的腐蚀速率确定腐蚀裕量;的腐蚀速率确定腐蚀裕量;b)各各元元件件受受到到腐腐蚀蚀程程度度不不同同时时,分分别别确确定定其腐蚀裕量;其腐蚀裕量;c)介介质质:压压缩缩空空气气,水水或或水水蒸蒸汽汽,材材质质为为碳素钢或低合金钢时,腐蚀裕量碳素钢或低合金钢时,腐蚀裕量 1mm。河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 B.B.裙座和地脚螺栓裙座和地脚螺栓 a)裙座腐蚀裕量取裙座腐蚀裕量取C2 2mm;b)地
10、脚螺栓的腐蚀裕量,取地脚螺栓的腐蚀裕量,取C2 3mm。6.6.最小厚度最小厚度 A.A.容器壳体(不包括容器壳体(不包括c c2 2)a)碳碳素素钢钢、低低合合金金钢钢制制为为2/1000的的内内 直径、且直径、且 3毫米;毫米;b)高合金钢制,高合金钢制,2mm。B.B.裙座壳裙座壳 JB/T4710规规定定裙裙座座壳壳的的名名义义厚厚度度不不得得小于小于6mm。河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005C.地脚螺栓地脚螺栓 地地脚脚螺螺栓栓小小径径,规规范范并并无无限限制制,但但工工程上一般不
11、小于程上一般不小于M24,最大不超过,最大不超过M100。D.D.基础环板基础环板 a a)板板式式螺螺栓栓座座:基基础础环环板板的的最最小小厚厚度度在在新新标标准准中中没没有有具具体体规规定定,但但老老标标准准中中规规定定16mm16mm。筋筋板板厚厚度度一一般般 2/32/3基基础础环环厚厚度度,盖板厚度一般盖板厚度一般 基础环板厚度。基础环板厚度。b)管管式式螺螺栓栓座座:标标准准中中基基础础环环板板的的最最小厚度一般小厚度一般 18mm18mm。河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 7
12、.7.许用应力许用应力 A.A.塔式容器壳体(含裙座壳体)塔式容器壳体(含裙座壳体)按按GB150GB150材料一章选取。材料一章选取。河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 8.8.压力试验压力试验 原则:原则:试验压力、温度和介质均按照试验压力、温度和介质均按照GB150。注意:注意:A A、当当塔塔器器铭铭牌牌上上规规定定有有最最大大允允许许工工作作压压力力时时,试试验验压压力力公公式式中中应应以以该该最最大大工工作作压压力力代代替替设计压力。设计压力。B B、塔塔器器卧卧置置压压力力试试
13、验验时时,试试验验压压力力应应计计入入试试验介质的液柱静压力。验介质的液柱静压力。C C、真空塔器:液压和气压、真空塔器:液压和气压 PT=1.25P 河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 9 9载荷组合系数载荷组合系数K K 长期载荷效应与短期载荷效应不同。长期载荷效应与短期载荷效应不同。方法是在应力组合后,其许用应力方法是在应力组合后,其许用应力(强度或稳定)乘以一个等于(强度或稳定)乘以一个等于1.2的载荷组的载荷组合系数合系数K。河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审
14、审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 10、裙座:裙座:A A、结构形式:、结构形式:圆筒形和圆锥形。圆筒形和圆锥形。优优先先选选用用圆圆筒筒形形裙裙座座;当当DNDN1 1mm且且H/DNH/DN2525,或或DNDN1 1mm 且且H/DNH/DN3030时时可选用圆锥形裙座。可选用圆锥形裙座。标标准准要要求求:圆圆锥锥形形裙裙座座的的半半锥锥顶顶角角1515,无无论论圆圆筒筒形形或或圆圆锥锥形形裙裙座座壳壳其其名义厚度不得小于名义厚度不得小于6 6mmmm。河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班
15、班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班B B、筒体与裙座的连接型式、筒体与裙座的连接型式对接结构:对接结构:要求裙壳外径宜与塔壳外径相同。要求裙壳外径宜与塔壳外径相同。钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班搭接结构:搭接结构:a)尺寸要满足要求,搭接接头的角焊缝要填满。)尺寸要满足要求,搭接接头的角焊缝要填满。b)当裙壳与圆筒搭接时,封头的环焊缝应磨平,)当裙壳与圆筒搭接时,封头的环焊缝应磨
16、平,并按并按JB/T4730要求要求100%无检合格。无检合格。钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 C C.当当塔塔壳壳封封头头由由多多块块板板拼拼接接制制成成时时,拼拼接接焊缝处的裙座壳应开缺口,如图所示。焊缝处的裙座壳应开缺口,如图所示。河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班 R R 和和L L的的尺尺寸寸与与封封头头名名义义厚厚度度有有关关,具体查表具体查表7-37-3。钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005D D.当当塔塔式式容容器器下下封封头头的的设设计计温温度度大大于于或或等等于于400400时,应设置隔
17、气圈,如图所示。时,应设置隔气圈,如图所示。河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 E.E.塔式容器裙座上应设置排气孔;在裙座有保温或塔式容器裙座上应设置排气孔;在裙座有保温或 防火层时,应改为排气管,如图所示。防火层时,应改为排气管,如图所示。河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班排气孔和排气管的规格和数量见表排气孔和排气管的规格和数量见表7-47-4和和7-57-5。钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 河河 南南 省省 压压
18、力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005F.F.地脚螺栓座地脚螺栓座 由由基基础础环环、筋筋板板、盖盖板板和和垫垫板板组组成成,结结构构如如图图所所示示,该该结结构构适适用用于于予予埋埋地地脚脚螺螺栓栓和和非非予予埋埋地地脚的情况。脚的情况。河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班图图7-9 7-9 地脚螺栓座结构图(地脚螺栓座结构图(a a)(标准释义图(标准释义图3-13-1)L2=B+C钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 河河 南南 省省 压压 力力
19、容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 下下图图为为中中央央地地脚脚螺螺栓栓座座结结构构,优优点点是是地地脚脚螺螺栓栓中心圆直径小,用于地脚螺栓数量较少,需予埋。中心圆直径小,用于地脚螺栓数量较少,需予埋。河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班图图7-9 7-9 地脚螺栓座结构图(地脚螺栓座结构图(b b)(标准释义图(标准释义图3-23-2)钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训
20、 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班 对塔高较小的塔式容器,地脚螺栓座可对塔高较小的塔式容器,地脚螺栓座可简化成单环板结构。简化成单环板结构。优点:结构简单;优点:结构简单;缺点:地脚螺栓座整体刚度不足。缺点:地脚螺栓座整体刚度不足。钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班G.G.引出孔引出孔详细尺寸见表详细尺寸见表7-67-6。钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 河河
21、南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班1111、塔器强度计算和稳定性校核步骤、塔器强度计算和稳定性校核步骤 塔塔设设备备的的轴轴向向强强度度和和稳稳定定性性校校核核必必须须考考虑虑正正常常操操作作、停停工工检检修修、压压力力试试验验等等三三种种工工况况,基基本本计计算算步骤为:步骤为:按设计条件,初步确定塔的厚度和其他尺寸;按设计条件,初步确定塔的厚度和其他尺寸;计计算算塔塔设设备备危危险险截截面面的的载载荷荷,
22、包包括括重重量量载载荷荷、风载荷、地震载荷和偏心载荷等;风载荷、地震载荷和偏心载荷等;危险截面的轴向强度和稳定性校核。危险截面的轴向强度和稳定性校核。设计计算裙座、基础环板和地脚螺栓等。设计计算裙座、基础环板和地脚螺栓等。钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-200512.12.塔器质量计算塔器质量计算 塔体、裙座质量:塔体、裙座质量:m m0101 塔内件(如塔盘、填料)质量:塔内件(如塔盘、填料)质量:m m0202 保温层质量:保温层质量:m m
23、0303 平台及扶梯质量:平台及扶梯质量:m m0404 操作时物料质量:操作时物料质量:m m0505 塔附件(人孔、接管、法兰等)质量:塔附件(人孔、接管、法兰等)质量:m ma a 水试时充水质量:水试时充水质量:m mW W 偏心(载荷)质量:偏心(载荷)质量:m me e 河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005质量叠加:质量叠加:操作质量:操作质量:m0=m01+m02+m03+m04+m05+ma+me 最大质量:最大质量:mmax=m01+m02+m03+m04+ma+mw+me
24、最小质量:最小质量:mmin=m01+0.2m02+m03+m04+ma 河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005说明:说明:a)当空塔吊装时,无保温层、平台和扶梯,)当空塔吊装时,无保温层、平台和扶梯,则最后一式中不计则最后一式中不计m03、m04。b)部分部件的经验质量:)部分部件的经验质量:C)附属件的质量一般取)附属件的质量一般取ma=0.25m0113.13.自振周期自振周期 如如果果把把塔塔设设备备视视为为具具有有多多个个自自由由度度的的体体系系,则则它它就就具具有有多多个个固固有有频
25、频率率(周周期期),其其中中最最低低的的频频率率1 1,称称为为“基基本本频频率率”,与与基基本本频频率率相相对对的的周期(周期(T T1 1=2/=2/1 1)就叫)就叫“基本周期基本周期”。频频率率从从低低到到高高排排序序,分分别别就就叫叫“第第一一、第第二二、第第三三振振动动频频率率(1 1、2 2、3 3)”等等,相相应应地地,与与其其相相对对应应的的周周期期分分别别叫叫“第第一一、第第二二、第第三三自振周期自振周期”。河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 河河 南南 省省 压压 力力
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