综合设计计算说明书20R版4.docVIP

过程设备综合设计计算说明书 专业班级 姓 名 学 号 时 间 一、设计任务 1. 结构设计任务 完成原油分馏塔的总体结构设计，绘图工作量折合A1图共计4.25张左右，具体包括以下内容： ⑴原油分馏塔总图1张A0加长； ⑵原油分馏塔塔盘装配及零部件图2张A1。 2. 设计计算内容 完成原油分馏塔设计计算说明书，主要包括原油分馏塔主要受压元件的壁厚计算及相应的强度校核、稳定性校核等内容。 二、设计条件 1. 塔体内径Di=2000mm，塔高H=49106mm； 2. 设计压力p=0.24MPa，设计温度t=375℃； 3. 设置地区：山东省东营市，基本风压值q0=480Pa，地震设防烈度8度，场地土类别III类； 4. 塔内装有N=50层浮阀塔盘；每块塔盘上存留介质层高度，介质密度；开有人孔11个，在人孔处安装半圆形平台11个，平台宽度B=900mm，高度为1200mm； 5. 塔外保温层厚度为δs=140mm，保温层密度ρ2=350kg/m3； 有关其他的工艺尺寸见常压塔简图。 三、设备强度及稳定性校核计算 1. 选材说明 塔体圆筒及封头材料的选取： 由于工作介质的压力和温度都不是很高，选20R加工筒体和封头。但考虑到原油中含硫含酸，为避免腐蚀，在塔体的中段和底段采用20R+316L的复合板。 裙座材料的选取： 由于裙座的垫板、盖板、立筋板、底环板不与塔内介质接触，也不承受塔内介质的压力，因此不受压力容器用材的限制。可选用较经济的普通碳素钢。在这里选用Q235-B。 对于裙座筒体，考虑到风载荷和地震载荷以及材料的性能，上段选用20R，下段选用Q235-A。 2. 主要受压元件壁厚计算 本部分应包括常压塔的主要筒体及椭圆封头等重要受压元件的壁厚计算，裙座厚度先按经验值取。 1.筒体壁厚、封头壁厚 （1）查表知，在390oC时，钢板厚度在16~36mm之间，20R的许用应力[]t=120.2Mpa 焊接方式为双面焊对接接头，100%无损检测，则=1.0 由公式，筒体壁厚 第一段腐蚀余量C2=4 mm, 第二三段腐蚀余量C2=0 mm，压力容器专用钢板的厚度负偏差不大于0.25mm，因此使用该标准中钢板厚度超过5mm时，钢板厚度负偏差 C1取0 mm 设计厚度 名义厚度 根据经验，将塔体分成三段，塔顶数第一段厚度为16mm的20R钢板，高度为12400m;第二段厚度为16+3（mm）的20R+316L复合板，高度为16500mm；第三段厚度为20+3（mm）的20R+316L复合板, 高度为12000mm。 有效厚度 第一段=16-4=12mm；第二段=16+3-0=19mm；第三段=20+3-0=23mm 验证，钢板厚度的确在所选范围内。结果不需修正。 （2）封头 选用椭圆封头，因为其曲率变化平滑连续，应力分布较均匀，且其深度较半球形封头小得多，易于冲压成型，是目前中低压容器中应用最多的封头。 选用的标准椭圆封头，此时K=1，其厚度计算公式为 上封头腐蚀余量C2=4mm, 下封头腐蚀余量C2=0mm； 钢板厚度负偏差 C1=0 mm 设计厚度 名义厚度 根据筒体的厚度，上封头取厚度为16mm的20R，下封头选用20R+316L复合钢板，厚度为20+3mm； 有效厚度 上封头=16-4=12mm；下封头=20+3=23mm； 裙座壳厚度按经验取为22mm。 验证，钢板厚度的确在所选范围内。结果不需修正。 查《化工容器及设备简明设计手册》，曲面高度h=500 mm,直边高度为40 mm。 3. 原油分馏塔质量载荷的计算 （1）塔体圆筒、封头、裙座质量m01 圆筒质量： 对于高度为12400mm，厚度为16mm的20R钢板： 查《化工容器及设备简明设计手册》表13-1.5得，DN2000mm,壁厚16mm圆筒每米长质量为795Kg。 对于高度为16500mm，厚度为16+3（mm）的20R+316L复合板： 查《化工容器及设备简明设计手册》表13-1.5得，DN2000mm,壁厚19mm圆筒每米长质量为945 Kg。 对于高度为12000，厚度为20+3（mm）的20R+316L复合板： 查《化工容器及设备简明设计手册》表13-1.5得，DN2000mm,壁厚23mm圆筒每米长质量为 1147.5kg。 所以 封头质量： 上封头：查《化工容器及设备简明设计手册》表13-2.2得，DN2000mm,壁厚16m的椭圆封头质量为 588kg。 下封头：查《化工容器及设备简明设计手册》表13-2.2得，DN2000mm,壁厚20+3mm的椭圆封头质量为746kg。 所以 裙座质量： 裙座为圆锥形，上部内径为2000mm，下部内径为2600mm，壁厚为22