上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目 銅氨液、再生氣回流塔的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 徐駿專(zhuān) 業(yè) 過(guò)程裝備與控制工程 學(xué) 號(hào) 0910221130 班 級(jí) 09102211 指導(dǎo)教師 朱柳娟 職 稱(chēng) 講師 2013 年 6 月銅氨液、再生氣回流塔的設(shè)計(jì)摘要：此次設(shè)計(jì)回流塔的介質(zhì)為銅氨液、再生氣，塔的設(shè)計(jì)溫度為100，設(shè)計(jì)壓力為0.18MPa，塔徑1400mm，塔高11.25m，填料塔，填料段：1。塔設(shè)備是生產(chǎn)過(guò)程中一種重要的單元操作設(shè)備，它廣泛應(yīng)用于化工、煉油、醫(yī)藥、食品及環(huán)境保護(hù)等工業(yè)部門(mén)。本銅氨液、再生氣回流塔的作用是利用銅氨液對(duì)再生氣中所含的少量一氧化碳和二氧化碳進(jìn)行脫洗。首先考慮到工藝條件等因素，塔體的材料選用了Q345R。其次對(duì)塔進(jìn)行了強(qiáng)度和穩(wěn)定性校核，計(jì)算了質(zhì)量載荷，塔的自振周期、地震載荷與地震彎矩、風(fēng)載荷與風(fēng)彎矩。進(jìn)行了圓筒軸向應(yīng)力校核和裙座軸向應(yīng)力校核。通過(guò)計(jì)算得出強(qiáng)度和穩(wěn)定性都符合要求。然后通過(guò)比較不同的元件，分別對(duì)吊柱、吊耳、填料、設(shè)備接管、法蘭、平臺(tái)及扶梯進(jìn)行了設(shè)計(jì)選擇。最后利用Fluent軟件對(duì)該回流塔進(jìn)行上段液體流動(dòng)分析，檢驗(yàn)回流塔上段液體流動(dòng)是否滿(mǎn)足均勻分布要求。矚慫潤(rùn)厲釤瘞睞櫪廡賴(lài)。關(guān)鍵詞：填料塔；銅氨液；再生氣；壓力容器；FluentDesign of Cuprammonia and Resurgent gases Reflux Column聞創(chuàng)溝燴鐺險(xiǎn)愛(ài)氌譴凈。Abstract：The media of this design of cuprammonia and resurgent gases column is cuprammonia and resurgent gases, and its design temperature is 100, design pressure is 0.18MPa.The diameter of column is 1400mm,and height is 11.75m,which is packing layer and has 1 trays. Column is an important process equipment, which is widely used in petrochemical, pharmacy, food, environment protection and so on. The cuprammonia and resurgent gases column is to use cuprammonia wash off a small amount of carbon monoxide and carbon dioxide contained in the regeneration gas. Based on process conditions,Q345R was chosen as column material. Stiffening was made at open pore region and stiffening rings was chosen. The strength and the stability of the column were checked including calculating mass loads, self-vibrations cycles, earthquake loads, earthquake moments, wind loads, wind moments. The axial stresses in cylindrical shell and skirt support were checked. The strength and the stability of the column were eligible. And by comparing different components, davits, sag, trays, tubes, flanges, flats and ladders were designed and chosen. Finally,Fluent6.3.26 which is used to analysis has been used for check the liquid.殘騖樓諍錈瀨濟(jì)溆塹籟。KeyWords：Packed tower; Cuprammonia; Resurgent gass; Prseesur; fluent釅錒極額閉鎮(zhèn)檜豬訣錐。目錄1 緒論填料塔主要由塔體、填料、塔體支座、除沫器、接管、人孔和手孔、吊耳和吊柱以及其他附件組成。塔體是塔設(shè)備的外殼，是由三段等直徑、等壁厚的圓筒和作為頭蓋和底蓋的橢圓形封頭及連接三段筒體的法蘭組成；填料是進(jìn)行傳質(zhì)的主要部件；塔體支座是塔體安放到基礎(chǔ)上的連接部分，他必須保證塔體坐落在確定的位置上進(jìn)行正常的工作；除沫器用于捕集夾帶在氣流中的液滴；塔設(shè)備中的接管是用以連接工藝管路，把塔設(shè)備與相關(guān)設(shè)備連成系統(tǒng)；人孔和手孔一般都是為了安裝檢修和檢查的需要而設(shè)置的；吊耳和吊柱分別是為了運(yùn)輸安裝，及塔內(nèi)件的運(yùn)送。彈貿(mào)攝爾霽斃攬磚鹵廡。再生氣從塔下部適當(dāng)位置進(jìn)塔，銅氨液從塔上部適當(dāng)位置進(jìn)塔，氣、液在中段填料層進(jìn)行氣液傳質(zhì)，反應(yīng)后的氣體從塔頂封頭流出，反應(yīng)后的銅液從塔底封頭流出進(jìn)入回流系統(tǒng)。謀蕎摶篋飆鐸懟類(lèi)蔣薔。1.1 概述塔設(shè)備的設(shè)計(jì)包括塔的工藝設(shè)計(jì)和塔的機(jī)械設(shè)計(jì)兩部分。塔的工藝設(shè)計(jì)一般有化工工藝工程師進(jìn)行，塔的機(jī)械設(shè)計(jì)由設(shè)備工程師進(jìn)行。設(shè)備工程師是在工藝工程師的工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上進(jìn)行塔的機(jī)械設(shè)計(jì)。其中塔的機(jī)械設(shè)計(jì)是本課題的主要方向。塔設(shè)備的機(jī)械設(shè)計(jì)包括塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和塔的強(qiáng)度及穩(wěn)定性計(jì)算。廈礴懇蹣駢時(shí)盡繼價(jià)騷。根據(jù)塔器設(shè)計(jì)的原理和方法，結(jié)合課題所給予的設(shè)計(jì)條件和實(shí)際情況，依據(jù)GB150-2010 鋼制壓力容器與JT4710-2005 鋼制塔式容器等標(biāo)準(zhǔn)，確定銅氨液、再生氣回流塔設(shè)計(jì)的機(jī)械設(shè)計(jì)，將主要從兩個(gè)方面進(jìn)行。煢楨廣鰳鯡選塊網(wǎng)羈淚。1.2 塔設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)塔設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括塔體及附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和塔內(nèi)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。（1） 塔設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)尺寸的確定由于填料塔比板式塔壓降小、真空度高，所以本設(shè)計(jì)采用填料塔作為回流塔的結(jié)構(gòu)。填料層的壓降既與氣流流動(dòng)狀況有關(guān)，又與填料特性有關(guān)，情況比較復(fù)雜，有關(guān)手冊(cè)載有各種尺寸填料實(shí)測(cè)的壓力降曲線(xiàn)，可供計(jì)算時(shí)應(yīng)用。鵝婭盡損鵪慘歷蘢鴛賴(lài)。（2） 附屬結(jié)構(gòu)及設(shè)備填料支撐結(jié)構(gòu)：填料支撐結(jié)構(gòu)應(yīng)滿(mǎn)足三個(gè)基本條件：使氣液能順利通過(guò)。要有足夠的強(qiáng)度承受填料重量，并考慮填料孔隙中的持液重量，以及可能加于系統(tǒng)的壓力波動(dòng)、機(jī)械波動(dòng)、溫度波動(dòng)等因素。要有一定耐腐蝕性能。籟叢媽羥為贍僨蟶練淨(jìng)。 裙座：裙座的選材應(yīng)考慮到載荷、塔的操作條件，以及塔釜封頭的材料等因素，對(duì)于在室外操作的塔，還得考慮環(huán)境溫度。裙座一般選用圓筒形。細(xì)高塔形的應(yīng)選用圓錐形裙座，同時(shí)考慮塔體與裙座的焊接形式。預(yù)頌圣鉉儐歲齦訝驊糴。 液體再分配裝置液體沿填料層下流時(shí)，往往有逐漸靠塔壁方向集中的趨勢(shì)。使總的傳質(zhì)效率大為降低。因此每隔一定距離必須設(shè)置液體再分配裝置，以克服此現(xiàn)象。滲釤嗆儼勻諤鱉調(diào)硯錦。除沫器：除沫器的作用是減少液體的夾帶損失，確保氣體的純度，保證后續(xù)設(shè)備的正常操作。除沫器的常用形式有：絲網(wǎng)除沫器，拆流板式除沫器以及旋流板除沫器。形式的選用一般是根據(jù)所分離液滴的直徑、要求的捕沫效率及給定的壓力降來(lái)確定。鐃誅臥瀉噦圣騁貺頂廡。綜述，塔器根據(jù)工作壓力、工作溫度以及介質(zhì)特性，選擇塔器主體、封頭等的材料，材料選擇力求經(jīng)濟(jì)合理又能滿(mǎn)足性能要求。而后再進(jìn)行初始的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。具體內(nèi)容包括塔器的主體結(jié)構(gòu)的形式確定，封頭的類(lèi)型，塔體外部人孔手孔等的開(kāi)孔情況，包括開(kāi)孔大小、數(shù)目、位置等，外部吊裝裝置的選擇以及具體工藝接管的安排等。擁締鳳襪備訊顎輪爛薔。1.3 塔設(shè)備的強(qiáng)度和穩(wěn)定性設(shè)計(jì)塔設(shè)備除必須按規(guī)范進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算外，還應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行一些在特殊工況下的強(qiáng)度計(jì)算，如局部應(yīng)力計(jì)算等，以及一些有強(qiáng)度要求的零部件的計(jì)算。塔的強(qiáng)度計(jì)算一般應(yīng)有下列內(nèi)容：贓熱俁閫歲匱閶鄴鎵騷。 在設(shè)計(jì)壓力下的筒體和封頭的厚度計(jì)算； 在風(fēng)載荷、地震載荷及其他載荷作用下的強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算； 地腳螺栓、基礎(chǔ)板、地腳螺栓座的筋板和蓋板的計(jì)算； 各接管開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算； 塔的吊耳計(jì)算； 塔的吊裝計(jì)算； 局部應(yīng)力計(jì)算； 特殊零件計(jì)算； 塔設(shè)備的振動(dòng)計(jì)算與防震；將根據(jù)銅氨液、再生氣回流塔設(shè)計(jì)的具體設(shè)計(jì)條件和結(jié)構(gòu)，確定實(shí)際需要計(jì)算的內(nèi)容。2 材料選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1筒體、封頭、裙座材料的確定已知塔徑1400mm；工作壓力：0.1kg/cm2；工作溫度：2060；介質(zhì)：銅液量：4254m3/h；再生氣量：8401400mm3/h。設(shè)置于上海地區(qū)，基本風(fēng)壓為550N/m2。壇摶鄉(xiāng)囂懺蔞鍥鈴氈淚。介質(zhì)特性、操作特性、材料焊接性能知滿(mǎn)足要求的材料有Q245R、Q345R、Q370R等，結(jié)合容器的制造工藝以及經(jīng)濟(jì)上的合理性，考慮到介質(zhì)銅氨液為輕微腐蝕溶液，故筒體、封頭、裙座均采用Q345R。蠟變黲癟報(bào)倀鉉錨鈰贅。2.2 塔全高的確定1、塔頂空間高度應(yīng)該有足夠的高度以使氣流攜帶的液滴能夠從氣相中分離出來(lái)，減少塔頂出口氣體中液體的夾帶，這段高度一般取1.21.5m，在這里h1取1.5m。買(mǎi)鯛鴯譖曇膚遙閆擷凄。2、填料選取金屬矩鞍環(huán)，矩鞍環(huán)填料的尺寸與塔徑之比dDi115，由塔徑1400，得d93.3mm，查表12-3-19，選取公稱(chēng)直徑為50mm的金屬矩鞍環(huán)。填料層較高時(shí)，應(yīng)在塔內(nèi)分幾段設(shè)置，每段填料的高度Z0與塔徑Di之間的關(guān)系，對(duì)于中小型塔而言，Z0Di為58米；對(duì)于大直徑塔，Z0不宜超過(guò)6米，故取填料高度為3.5米。綾鏑鯛駕櫬鶘蹤韋轔糴。3、塔底空間高度應(yīng)該留有空間以滿(mǎn)足安裝進(jìn)氣管的要求，進(jìn)氣管的位置應(yīng)該在填料層以下約一個(gè)塔徑的距離，且高于塔底液面300mm以上，由于此次設(shè)計(jì)的填料塔氣體流量較小，故忽略液封高度，則塔底空間高度可取h2=1700mm+300mm=2000mm。驅(qū)躓髏彥浹綏譎飴憂(yōu)錦。綜上所述，故塔全高為H塔=1.5m+3.5m+2m=7m。2.3 內(nèi)壓圓筒設(shè)計(jì)與計(jì)算圓筒形壓力容器結(jié)構(gòu)形式，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制造、便于在塔體內(nèi)部裝設(shè)附件等優(yōu)點(diǎn)。主要分為單層式和組合式，組合式又可分為多層包扎式、熱套式、繞板式等。目前，多層包扎式圓筒是世界上應(yīng)用最廣泛、制造和使用經(jīng)驗(yàn)最為豐富的組合式圓筒結(jié)構(gòu)。在設(shè)計(jì)時(shí)為了避免裂紋沿厚度方向擴(kuò)展，各層板間的縱向焊縫應(yīng)相互錯(cuò)開(kāi)75角。多層包扎式圓筒制造工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，不需要大型復(fù)雜的加工設(shè)備；與單層式圓筒相比安全可靠性高，層板間隙具有阻止缺陷和裂紋向厚度方向擴(kuò)展的能力，減少了脆性破壞的可能，且包扎預(yù)應(yīng)力可有效改善圓筒的應(yīng)力分布；對(duì)介質(zhì)的適應(yīng)性強(qiáng)，可依據(jù)介質(zhì)的特性選擇合適的材料。但多層包扎式圓筒制造工序多、周期長(zhǎng)、效率低、鋼板材料利用率低，尤其是筒節(jié)間對(duì)接的環(huán)焊縫對(duì)容器的制造質(zhì)量和安全有顯著影響。根據(jù)工藝要求和考慮經(jīng)濟(jì)性因素，本次的銅氨液、再生氣回流塔的圓筒形式采用單層式。貓蠆驢繪燈鮒誅髏貺廡。已知塔徑1400mm；工作壓力：0.1kg/cm2；工作溫度：2060；介質(zhì)：銅液量：4254m3/h；再生氣量：8401400mm3/h。選定設(shè)計(jì)溫度：100。進(jìn)行計(jì)算：鍬籟饗逕瑣筆襖鷗婭薔。1、計(jì)算工作壓力：Pw=0.1kg/cm2Pz =1.051.1Pw=1.051.10.19.810-4=1029010780PaPz =0.011MPah，故h取3mm，由于鋼材的厚度負(fù)偏差不大于0.25mm，且不超過(guò)名義厚度的6%，故取C1=0mm，n=h+C2=3+1=4mm。圓整得n=4mm。氬嚕躑竄貿(mào)懇彈瀘頷澩。2.4 裙座的結(jié)構(gòu)與焊接設(shè)計(jì)2.4.1 裙座的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為了制作方便，裙座一般選用圓筒形。對(duì)直徑小又細(xì)高的塔（即DN1m，且H/DN25或DN1m，且H/DN30），為了提高設(shè)備的穩(wěn)定性及降低地腳螺栓與基礎(chǔ)環(huán)支承面上的應(yīng)力，可采用圓錐形裙座。設(shè)計(jì)圓錐形裙座時(shí)，考慮到按穩(wěn)定計(jì)算的錐體厚度是與cos2成反比（即錐體的半錐頂角增大，厚度也將增加），且錐體與塔體的焊縫在彎曲與剪切作用下引起的應(yīng)力突變，也將隨的增大而增加，所以一般不大于10。釷鵒資贏車(chē)贖孫滅獅贅。（1） 類(lèi)型DN1m，H/DN=7750/1400=5.541500mm時(shí)，開(kāi)孔最大直徑dopDi/3，且dop1000Mm；紂憂(yōu)蔣氳頑薟驅(qū)藥憫騖。橢圓形封頭、凸形封頭或球殼上開(kāi)孔最大直徑d12Di，其孔的中心線(xiàn)宜垂直于封頭表面。2.5.2 允許不另行補(bǔ)強(qiáng)的最大開(kāi)孔直徑根據(jù)GB150-2010規(guī)定，對(duì)于不另行補(bǔ)強(qiáng)的最大開(kāi)孔直徑要求如下：設(shè)計(jì)壓力小于或等于2.5MPa；兩相鄰開(kāi)孔中心的間距（對(duì)曲面間距以弧長(zhǎng)計(jì)算）應(yīng)不小于兩孔直徑之和；對(duì)于3個(gè)或以上相鄰開(kāi)孔，任意兩孔中心的間距（對(duì)曲面間距弧長(zhǎng)計(jì)算）應(yīng)不小于該兩孔直徑之和的2.5倍；穎芻莖蛺餑億頓裊賠瀧。接管外徑小于或等于89mm；接管壁厚滿(mǎn)足表6-1要求，表中接管壁厚的腐蝕裕量為1mm，需要加大腐蝕裕量時(shí)，應(yīng)相應(yīng)增加壁厚；開(kāi)孔不得位于A、B類(lèi)焊接街頭上；鋼材的標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值Rm540MPa時(shí)，接管與殼體的連接宜采用全焊透的結(jié)構(gòu)型式。查GB150-2010表4-3得，Q345R鋼管在設(shè)計(jì)溫度100下的許用應(yīng)力為t=189MPa。濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。所以，都滿(mǎn)足不另行補(bǔ)強(qiáng)要求，所以不進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。用途公稱(chēng)尺寸DN,mmD1,mm壁厚,mm材料液體出口a2002196Q345R再生氣進(jìn)口b3003257.5氣體出口c2502736.5接管法蘭d2002196銅液進(jìn)口e2002196人孔f1,245048092.5.3 液體進(jìn)口補(bǔ)強(qiáng)A開(kāi)孔位于筒體上部，筒體的計(jì)算厚度=0.78mm，n=4mmB開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)面積A計(jì)算強(qiáng)度消弱系數(shù)：fr=ntr=115189=0.61接管有效厚度：et=nst-C=6-1=5mm開(kāi)孔直徑：d=di+2c=219+21=221mm開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)面積A：A=d+2et1-fr=2210.78+20.7861-0.61=176.03mmC有效補(bǔ)強(qiáng)范圍有效補(bǔ)強(qiáng)寬度：Bmax=2d=2221=442mmd+2n+2nt=221+24+26=241mm取其中較大值，故B=442mm有效高度：h1min=dnt=2216=36.41mm200mm取其中較小值，故h1=36.41mm。h2min=dnt=2216=36.41mm347mm取其中較小值，故h2=36.41mm。有效補(bǔ)強(qiáng)面積封頭有效厚度e=n-c=4-1=3mm封頭多余金屬面積A1：A1=B-de-2ete-1-fr=442-2213-0.78-263-0.781-0.61=480.23mm2接管多余金屬面積A2接管計(jì)算厚度t=pcdi2nt-pc=0.1821921150.85-0.18=0.20mm銚銻縵嚌鰻鴻鋟謎諏涼。A2=2h1et-tfr+2h2(et-C2)fr=236.415-0.200.61+236.415-10.61=390.90mm2焊縫金屬截面積(焊腳取6.0mm)A3A3=66122=36.00mm2有效補(bǔ)強(qiáng)面積Ae=A1+A2+A3=480.23+390.90+36=907.13mm2所需另行補(bǔ)強(qiáng)面積A4=A-Ae=176.03-907.13=-731.1mm2A40故無(wú)需補(bǔ)強(qiáng)同理可證，接管法蘭與銅液出口也無(wú)需補(bǔ)強(qiáng)。2.5.4 再生氣進(jìn)口補(bǔ)強(qiáng)A開(kāi)孔位于筒體下部，筒體的計(jì)算厚度=0.78mm，n=4mmB開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)面積A計(jì)算強(qiáng)度消弱系數(shù)：fr=ntr=115189=0.61接管有效厚度：et=nst-C=7.5-1=6.5mm開(kāi)孔直徑：d=di+2c=300+21=302mm開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)面積A：A=d+2et1-fr=3020.78+20.786.51-0.61=239.51mmC有效補(bǔ)強(qiáng)范圍有效補(bǔ)強(qiáng)寬度：Bmax=2d=2302=604mmd+2n+2nt=302+24+27.5=325mm取其中較大值，故B=604mm有效高度：h1min=dnt=3027.5=47.59mm150mm取其中較小值，故h1=47.59mm。h2min=dnt=3027.5=47.59mm700mm取其中較小值，故h2=47.59mm。有效補(bǔ)強(qiáng)面積封頭有效厚度e=n-c=4-1=3mm封頭多余金屬面積A1：A1=B-de-2ete-1-fr=604-3023-0.78-26.53-0.781-0.61=659.18mm2接管多余金屬面積A2接管計(jì)算厚度t=pcdi2nt-pc=0.1830221150.85-0.18=0.27mm擠貼綬電麥結(jié)鈺贖嘵類(lèi)。A2=2h1et-tfr+2h2(et-C2)fr=247.596.5-0.270.61+247.596.5-10.61=681.04mm2賠荊紳諮侖驟遼輩襪錈。焊縫金屬截面積(焊腳取6.0mm)A3A3=66122=36.00mm2有效補(bǔ)強(qiáng)面積Ae=A1+A2+A3=658.18+681.04+36=1375.22mm2所需另行補(bǔ)強(qiáng)面積A4=A-Ae=239.51-1375.22=-1135.71mm2A40故無(wú)需補(bǔ)強(qiáng)。2.5.5 氣體出口補(bǔ)強(qiáng)A開(kāi)孔位于下封頭頂端，筒體的計(jì)算厚度=0.84mm，n=4mmB開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)面積A計(jì)算強(qiáng)度消弱系數(shù)：fr=ntr=115189=0.61接管有效厚度：et=nst-C=6.5-1=5.5mm開(kāi)孔直徑：d=di+2c=250+21=252mm開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)面積A：A=d+2et1-fr=2520.84+20.845.51-0.61=215.28mmC有效補(bǔ)強(qiáng)范圍有效補(bǔ)強(qiáng)寬度：Bmax=2d=2252=504mmd+2n+2nt=252+24+26.5=273mm取其中較大值，故B=504mm有效高度：h1min=dnt=2526.5=40.47mm200mm取其中較小值，故h1=40.47mm。h2min=dnt=3027.5=40.47mm150mm取其中較小值，故h2=40.47mm。有效補(bǔ)強(qiáng)面積封頭有效厚度e=n-c=4-1=3mm封頭多余金屬面積A1：A1=B-de-2ete-1-fr=504-2523-0.84-25.53-0.841-0.61=535.05mm2接管多余金屬面積A2接管計(jì)算厚度t=pcdi2nt-pc=0.1825221150.85-0.18=0.23mm塤礙籟饈決穩(wěn)賽釙冊(cè)庫(kù)。A2=2h1et-tfr+2h2(et-C2)fr=247.596.5-0.230.61+247.596.5-10.61=683.36mm2裊樣祕(mì)廬廂顫諺鍘羋藺。焊縫金屬截面積(焊腳取6.0mm)A3A3=66122=36.00mm2有效補(bǔ)強(qiáng)面積Ae=A1+A2+A3=535.05+683.36+36=1254.41mm2所需另行補(bǔ)強(qiáng)面積A4=A-Ae=215.28-1254.41=-1039.13mm2A40故無(wú)需補(bǔ)強(qiáng)。2.5.6 人孔1補(bǔ)強(qiáng)A開(kāi)孔位于筒體下段，筒體的計(jì)算厚度=0.78mm，n=4mmB開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)面積A計(jì)算強(qiáng)度消弱系數(shù)：fr=ntr=115189=0.61接管有效厚度：et=nst-C=9-1=8mm開(kāi)孔直徑：d=di+2c=480+21=482mm開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)面積A：A=d+2et1-fr=4820.78+20.7881-0.61=380.83mmC有效補(bǔ)強(qiáng)范圍有效補(bǔ)強(qiáng)寬度：Bmax=2d=2482=964mmd+2n+2nt=482+24+29=508mm取其中較大值，故B=964mm有效高度：h1min=dnt=4829=65.86mm0mm取其中較小值，故h1=0mm。h2min=dnt=4829=65.86mm200mm取其中較小值，故h2=65.86mm。有效補(bǔ)強(qiáng)面積封頭有效厚度e=n-c=4-1=3mm封頭多余金屬面積A1：A1=B-de-2ete-1-fr=964-4823-0.78-283-0.781-0.61=1056.19mm2接管多余金屬面積A2接管計(jì)算厚度t=pcdi2nt-pc=0.1848221150.85-0.18=0.44mm倉(cāng)嫗盤(pán)紲囑瓏詁鍬齊驁。A2=2h1et-tfr+2h2(et-C2)fr=208-0.440.61+265.868-10.61=562.44mm2焊縫金屬截面積(焊腳取6.0mm)A3A3=66122=36.00mm2有效補(bǔ)強(qiáng)面積Ae=A1+A2+A3=1056.19+562.44+36=1654.63mm2所需另行補(bǔ)強(qiáng)面積A4=A-Ae=380.83-1654.63=-1273.80mm2A40.2max0.2max=0.20.45=0.09hk的求?。簁1 =h1.5i=1nmihi1.5i=1nmihi3表5.3第一振型參與系數(shù)第一振型參與系數(shù)計(jì)算表塔段號(hào)123各段操作質(zhì)量mk，kg775.81644.962939.48各點(diǎn)距地面高度hi，mm937.52812.57500hi1.52.871041.501056.50105mihi1.52.231079.621071.91109A=i=13mihi1.52.03109hi38.241082.2210104.221011mihi36.3910111.4310131.241015B=i=13mihi31.251015A/B1.6210-6由上表得：基本振型參與系數(shù)k1k1=ABhi1.5=1.6210-6hi1.5所以，任意高度hk處的集中質(zhì)量mk引起的基本振型水平地震力Fk1如下表所示：塔段號(hào)123基本振型參與系數(shù)k10.0460.2431.053水平地震力Fk1 =Cz1k1mkgFk1，N20.4689.851774.523.4.2 垂直地震力當(dāng)震級(jí)大于八級(jí)時(shí)，還要計(jì)算垂直地震力。計(jì)算垂直地震力的方法主要有以下三種：1、靜力法；2、反應(yīng)譜法；3、利用水平地震反應(yīng)譜采用等效重力載荷進(jìn)行計(jì)算。方法一的計(jì)算結(jié)果往往失實(shí)，方法二則因?yàn)槟壳皼](méi)有任何規(guī)范推薦可以用于設(shè)計(jì)的垂直地震反應(yīng)譜所以不能使用，所以方法三是目前處理垂直地震載荷最好的辦法。GB-150所使用的計(jì)算垂直地震力的方法也是第三種。計(jì)算過(guò)程如下稟虛嬪賑維嚌妝擴(kuò)踴糶。塔設(shè)備底截面處的垂直地震力Fv0-0按式計(jì)算：Fv0-0 =vmaxmeqg式中vmax垂直地震影響系數(shù)最大值，取vmax=0.65max，meq 塔設(shè)備的當(dāng)量質(zhì)量，取meq=0.75m0，kg任意質(zhì)量i處垂直地震力Fv-：Fv-=mihik=inmkhkFv0-0表為求解處置地震力表塔段號(hào)123垂直地震影響系數(shù)vmaxvmax=0.65max=0.650.45=0.2925操作質(zhì)量m0，kg5646.9當(dāng)量質(zhì)量meq，kgmeq=0.75m0=0.755646.9=4235.18底截面處垂直地震力Fv0-0，NFv0-0=vmaxmeqg=0.29254235.189.8=12140.14mihi7.271051.811062.20107i=13mihi2.45107垂直地震力Fv-，NFv-=mihik=inmkhkFv0-0=mihi12140.142.45107360.24896.8810901.353.4.3 地震彎矩塔設(shè)備任意計(jì)算截面-處基本振型地震彎矩ME1-按式計(jì)算：FE1-=k-inFk1(hk1-h) (i=1,2n)式中，h為計(jì)算截面距地面的高度，mm。（1）裙座人孔中線(xiàn)截面-，h=1000mm塔體段號(hào)123hk-h(mm)-62.51812.56500Fk(hk-h)-1.281031.631051.15107ME1-，N.m1.17107（2）裙座與塔體連接處的焊縫截面-，h=3453.88mm塔體段號(hào)123hk-h(mm)-2516.38-641.384046.12Fk(hk-h)-5.15104-5.761047.18106ME1-，N.m7.07106（3）底截面0-0的基本振型地震彎矩分別按式（5.6）計(jì)算：ME10-0 =1635Cz1m0gH底截面0-0，h=0ME10-0 =1635Cz1m0gH =16350.50.1175646.99.811250 =1.66107當(dāng)塔設(shè)備H/Di5時(shí)，還須考慮高振型的影響，再進(jìn)行穩(wěn)定和其他驗(yàn)算時(shí)，也可按式計(jì)算：ME-=1.25ME0-故ME-=1.25ME1-=1.251.17107=1.46107N.mmME-=1.25ME1-=1.257.07106=8.84106N.mmME0-0 =1.25ME10-0=1.251.66107=2.08107N.mm3.5 風(fēng)載荷和風(fēng)彎矩計(jì)算3.5.1 水平風(fēng)力由于大多數(shù)塔設(shè)備安裝在室外，所以會(huì)受到風(fēng)的影響，即受到風(fēng)載荷的作用。風(fēng)載荷除了使塔體產(chǎn)生應(yīng)力和變形外，還可能使塔體產(chǎn)生順風(fēng)向的振動(dòng)（縱向振動(dòng)）及垂直于風(fēng)向的誘導(dǎo)振動(dòng)（橫向振動(dòng)）。過(guò)大的塔體應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致塔體的強(qiáng)度及穩(wěn)定失效，而太大的塔體繞度則會(huì)造成塔盤(pán)上的流