塔器设计要点
1.筒体分段原则:
1.1.计算自振周期和地震载荷时的计算分段
1.1.1.对于不等截面的塔(包括等直径不等厚或不等直径塔),在计算基本振型自振周期
和地震载荷时,将其视为多自由度体系(多质点),因此将塔沿高度分解为若干计算段,各段的质量可处理为作用在该段高度中以处的集中质量.考虑到足够高的计算精确度,宜将塔分为10个等高段.
1.1.
2.对于等直径等厚度的塔,计算自振周期无需分段,但在计算地震载荷时仍需将塔分
为若干等高段(10段为宜).
1.2.计算风载荷时塔的计算分段
1.2.1.对于等截面塔(等直径,等厚度),一般将距地面高度10m以下作第一计算段,其它
的计算段一般取每段小于或等于10m;
1.2.2. .对于不等截面的塔(不等直径,不等厚),宜按截面变化情况分段(即相同直径,相同
厚度为一段),当然也可取与自振同期地震载荷计算时相同段数.
1.3.壁厚分段
1.3.1对于塔壁厚取决于压力载荷(内压或外压),且为同一材料时,塔体(裙座除外)可取
同一厚度。
但对满液操作的塔,需考虑液柱静压力。
因此应根据不同高度处的计算压力决定是否采用同一厚度段。
1.3.
2.当塔壁厚是由风载荷或地震载荷控制时,由于风或地震载荷引起的弯矩随塔高
自上而下递增,因此从等强度及结构设计的合理性考虑,应将塔体分为自上而下逐段递增的厚度段。
其不同厚度段的划分原则如下:
(1) 从制造、经济合理等因素考虑,不同壁厚段数不宜太多,以最多不超过5个壁厚段(不包括裙座)
(2) 相邻段的壁厚不宜过大,碳钢和低碳钢塔体厚度差一般为2~4mm;不锈钢为1~2mm
(3) 在保证强度和结构设计的前提下,同一壁厚段的长度宜控制在5~10m范围内,同时应尽量考虑钢板宽度规格,且是钢板宽度的整数倍。
(4) 有变径段(锥体)时,变径过渡段的锥壳厚度不得小于与其连接的上下圆筒的厚者。
2.裙座
2.1.当符合以下条件之一时,裙座应设与塔底封头(或筒体)材料相同的过渡短节。
(1)塔釜设计温度大于250℃或低于-20℃
(2)裙座筒体与塔釜封头相焊后,将影响塔釜材料性能(如不锈钢、铬钼钢、低温钢等)
(3)过渡段的长度规定:当塔釜设计温度大于350℃或低于-20℃,过渡段长度是保温厚的4~6倍,且不小于500mm;当塔釜设计温度在-20℃~350℃之间时,
过渡段长度不小于300mm。
2.2.裙座与塔壳的连接型式:请参见JB/T 4710-2005第7.3条
当在下列场合时,建议按下图结构:
(1) 当塔高与塔径之比大于20;
(2) 塔釜为低温操作;
(3) 裙座与封头连接焊缝可能产生热疲劳;
(4) 裙座筒体厚度超过16mm。
2.3.裙座上的排气孔、引出管和通道孔等请参见JB/T 4710-2005第7.5~7.7条。
特别注意
当塔釜封头的设计温度大于等于400℃时,请按7.5.3条要求设置隔气圈。
2.4.裙座基础环及地脚螺栓座可参见JB/T 4710-2005释义图3-1和表3-2
3.风载、地震载荷和偏心载荷
3.1.风载主要参数:
(1) 场地土类型划分:
(2)地面粗糙度
(3)基本风压q0=v2/1.6 ---pa 风速:v---m/s
(4)当H/D>15且H>30m时,还应计算横风向风振,可参见附录A
3.2. 地震载荷主要参数:
(1)地震设防烈度 7,8,9级, 当烈度为8和9度时,应考虑垂直地震力
(2)地震分组:第一组,第二组(可查GB50011《建筑地震设计规范》附录A)
(3) 当H/D>15且H>20m时,还应考虑高阶振型的影响,可参见附录B
3.3. 一些附属设备如侧挂再塔器,塔顶冷凝器除沫器等等均可当做偏心载荷来考虑
4.附件:保温、平台梯子,介质,内件的一些常用参数
(1).热保温密度:300kg/m3,冷保温密度:120kg/m3,防火层密度:2250kg/m3
(2).平台梯子重量和板式塔盘重量
(3).填料重量:
4.塔顶扰度的控制
扰度的控制一般按5mm/1000mm,具体按客户要求,计算可参见JB/T 4710-2005附录C 5.水压(卧式)校核,和吊装时时的应力校核
5.1 卧式水压=立式水压值加液柱静压头
5.2 吊装时轴向压应力校核,许用压应力σcr=min{[σ],B}
B按A=0.094δe/Ro查相应外压曲线获得
校核截面至少应包括直径(或厚度)变化处,中心处,弯矩最大处和吊耳处
另外吊耳、尾耳的吊孔大小及厚度要和标准吊扣相匹配
6.模板设计
模板的内、外径和螺孔中心圆按基础环尺寸,高度等于螺栓座加垫板的总高度,当外径超过2500时,模板应分块设计
7.再沸器支架得设计计算,这个另作培训
设计科:高永平。