加氢反应器设计计算书分析.doc

加氢反应器盖板、吊耳设计计算书 1.吊盖盖板厚度 1.1材料选用16MnD-Z25 δ＞100时、δS=255N/mm2 [δ]= δS/1.6=255/1.6=159.375 N/mm2 1.2设计计算重力W （1）设备净重 W0=270t W=K×W0 K-计算系数、吊耳设计计算系数1.2-1.65 取K=1.4 W=1.4×270t=378t （2）吊盖受力模型 按圆板中心受一个局部均布荷载且螺栓不产生弯矩，计算公式见“建筑结构计算手册”中国建筑工业出版社1975版。 （3）局部均布载荷 均布荷载范围取800×160、即耳板形成的范围。成圆形时，当量半径为r。 r=a+b1/4×0.875=800+160/4×0.875=274.3mm 均布荷载q=W/πr2=378×104/π×274.32=16.0N/mm2 1.3盖板应力计 (1)盖板计算半径为螺栓圆半径 R=635mm (2) β=r/R=274.3/635=0.432 (3)б=(6 /h2)×(qr2/16) [4-（1-μ）β2-4（1+μ）Inβ] 式中μ-泊桑比 μ=0.3 h盖板厚度 取h=160mm б=(6/2002) ×（16×274.32/16）[4-（1-0.3）×0.4322-4（1+0.3）In0.432] =11.286×(3.869+4.365)=92.929N/mm2＜159.375N/mm2 2耳板尺寸 2.1采用单耳板形式尺寸见图2 2.2危险断面应力计标（设备直立状态时） （1）A-A断面、按曲梁计算 M=pl/8 式中p-每个耳板受力 p=k1×W 式中k1-双吊耳受力不均匀系数 k1=1.1 单吊耳 k1=1.0 P=W=378t l-耳板环梁中径 l=(700-188)/2+188=444mm M=378×104×444/8=20979×104N·mm W=b1h12/6=160×2562/6=5747627mm3 б=M/W=120.04N/mm2＜［б］=159.375N/mm2 (2)焊缝处拉应力 б=p/a×b1×k2 式中a耳板长 a=800 b1-耳板厚 b1=160 k2-焊缝系数 k2=0.7 б=378×104/800×160×0.7=42.19N/mm2＜［б］ 安全 3设备起吊时耳板抗弯计标 3.1起吊时耳板根部骤变.见图2 B-B截面 设起吊时起吊力为1/2设备吊装计算应力 μ=(p/2)×l1=378×104×400/2=75600×104 N·mm W=b1a2/6=160×8002/6=1707×104mm3 б=M/W=44.29N/mm2＜［б］ 4设备起吊时设备管口骤变 设备管口尺寸φ外=1050 φ内=777、厚度136.5mm 位置D-D截面见图3 取k1-吊装动载系数 k1=1.1 μ=k1×(W0/2)×l=1.1×270×104×(700-100+600)/2=178200×104 N·mm W=π(D4-d4)/32D=π(10504-7774)/(32×1050)=7952.96×104mm3 б=M/W=22.4N/mm2＜［б］ 设备管口材料9/4Cr-1MoбB=505. бs=300. ［б］1=150 5设备起吊时、封头处局部应力 （1）按封头处接管φ=1316与封头结合处位置计算 Mt=k1(W0/2)l1=1.1(270×104/2) ×1300=193050×104 N·mm (2)应力计算公式取自“化工设备元件骤变计算”化学工业部设备设计技术中心站1989.4第十章“局部应力” 切向弯矩M产生的应力 б=Ct(Mt/t2Rβ) 式中R-壳体中间半径 R=1932-39=1893mm t-封头厚度 t=78mm 壳体参数γ=R/t=1893/78=24.27 β=0.875r0/R=0.875[1316/﹙1893×2﹚]=0.304 式中r0-接管外半径，有补强圈时按补强圈外半径（此处按补强圈计、即r0=1316/2） 由γ及β查图97，得Ct=0.49 б=0.49(193050×104/782×1893×0.304)=270.18N/mm2 设备封头材料9/4Cr-1Mo［б］1=150N/mm2 由于б＜2［б］1，故安全。 6螺栓受力计算 6.1本设备顶接管使用20个H80×3双头螺栓，材料25Cr2MoVA бB=805 бS=685 [б]1=254 (查GB150得到) 6.2设备起吊时螺栓预紧力 （1）设备起吊时重力为p2=378t/2=189t (2)螺栓预紧力后产生的摩擦力应大于起吊重力 F×f≥p2×k3 式中 F-螺栓预紧力 f-钢对钢摩擦力系数，对干摩擦，取f=0.2 k3-预紧力增加系