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    2.5 选材:
    Q245R和Q345R都符合强度要求,由计算得出Q245R的厚度为10mm,若选用Q345R则厚度为8mm。想比较而言,Q245R塑性较好,可焊性较好,并且价格低廉。若采用Q345,可有效减小容器厚度和质量,节约钢材,但价钱较贵。考虑到此次塔设计中没有特殊的要求,Q245R就可满足要求,并且价格低廉,遂选择Q245R为筒体材料。
    本次塔设计所选用的材料为Q245R,名义厚度为10mm。
    2.6封头的设计计算
    根据工艺要求,选择凸形封头中的椭圆形封头,其优点是应力分布均匀,易于冲压成形[10]。选择材料与筒体相同的Q245R,则[σ]t=108MPa,选双面焊对接接头,100%无损检测:φ=1.00,标准椭圆形封头的应力增强系数K=1
    图2.1 封头示意图
    计算封头厚度:
    δ=(Kp_c D_i)/(2[σ]tφ-〖0.5p〗_c )=(1×0.43×2000)/(2×108×1-0.5×0.43)=3.98mm               (2.5)
    取厚度附加量为4.25mm,并向上圆整得δ_n=10mm。
     表2.1 椭圆形封头参数
    公称直径
    DN/mm    总深度
    H/mm    直边高度
    h/mm    内表面积
    A/m2    容积
    V/m3
    2000    525    25    4.4930    1.1257
    2.7 水压试验时塔的强度和稳定性计算
    水压试验时塔体的截面的强度校核
    σ_t=((p_T+p')(D_i+δ_e))/(2δ_e∅)≤0.9σ_s                  (2.6)
    式中PT——水压试验压力
    P_T=1.25P ([σ])/〖[σ]〗^t =1.25×0.43×108/108=0.54MPa            (2.7)
    P’——液体静压力,由于塔高为71m,扣除裙座高度6m,直立进行水压试验时,塔内实际液体高度为65m,故取P’=0.65MPa
    σ_t=((0.54+0.65)(2000+8))/(2×8×1)=149.3≤0.9σ_s=0.9×245=220.5MPa     (2.8)
    因此满足水压试验强度的要求。
    3 质量在和与自振周期计算
    3.1质量载荷计算
    图3.1 质量载荷示意图
    裙座高度取6米。裙座筒体上端面至塔釜封头切线距离为72mm。
    封头根据JB/T4746-2002,公称直径为2000mm,总深度525mm,名义厚度10mm,直边高度25mm,封头质量为345.3Kg。
    塔总高71m。筒体高度H=64372mm。
    塔设备的操作质量m0= m01+ m02+ m03+ m04+ m05+ ma+ me                      (3.1)
    塔设备的最大质量mmax= m01+ m02+ m03+ m04+ m05+ +mw+ma+ me                      (3.2)
    塔设备的最小质量mmin= m01+ 0.2m02+ m03+ m04+ ma+ me                                                    (3.3)
    其中:m01为壳体和裙座质量;
    m02为内件质量;
    m03为保温材料质量;
    m04为平台和扶梯质量;
    m05为操作时塔内物料质量;
    ma为人孔、接管、法兰等附件质量;
    me为偏心质量;
    mW为液压试验时,塔设备内充液质量[11]。
        壳体和裙座质量
    筒体质量:(材料密度为7.9×103kg/m3)
    m_1=π/4 [(〖2.02〗^2-〖2.00〗^2 )×63.989]×7.9×〖10〗^3=32112.2kg
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