制氢装置工艺水脱气塔设计+CAD图纸(12)
=289.26×(1500+350/2)+⋯+2510.34×(1500+350+500+2800+1300/2)
=2.97×〖10〗^7
Ⅰ-Ⅰ截面的风弯矩
M_W^(Ⅰ-Ⅰ)/N•mm M_W^(Ⅰ-Ⅰ)=P_2 l_2/2+P_3 (l_2+l_3/2)+P_4 (l_2+l_3+l_4/2)
=434.97×500/2+3674.07×(500+2800/2)+2510.34×(500+2800+1300/2)
=1.70×〖10〗^7
塔壳稳定或强度验算：
因M_E^(0-0)+0.25M_W^(0-0)=6.312×〖10〗^7+0.25×2.97×〖10〗^7
=7.055×〖10〗^7
>M_W^(0-0) (=2.97×〖10〗^7 )
故，M_max^(0-0)=7.055×〖10〗^7 N •mm（地震弯矩控制）。
M_E^(Ⅰ-Ⅰ)+0.25M_W^(Ⅰ-Ⅰ)=5.425×〖10〗^7+0.25×1.70×〖10〗^7
=5.850×〖10〗^7
>M_W^(Ⅰ-Ⅰ) (=1.70×〖10〗^7 )
故，M_max^(Ⅰ-Ⅰ)=5.850×〖10〗^7 N •mm（地震弯矩控制）。
从上述计算可知，全部由地震弯矩控制。
4.9圆筒轴向应力校核
4.9.1圆筒轴向应力
圆筒任意截面a-a处的轴向应力按下式计算，由内压引起的轴向应力σ_1：
σ_1=(PD_i)/(4δ_ei )
操作时重心引起的轴向应力：
σ_2=(m_0^(a-a) g)/(πD_i δ_ei )
最大弯矩引起的轴向轴向应力：
σ_3=(4M_max^(a-a))/(πD_i^2 δ_ei )
4.9.2圆筒强度稳定校核
圆筒许用轴向压应力〖[σ]〗_cr：
〖[σ]〗_cr={█(KB@K[σ]^t )┤ 取其中的较小值
本设计属内压塔器，故圆筒最大组合应力按下式校核：
σ_2+σ_3≤[σ]_cr
圆筒最大组合拉应力按下式校核：
〖σ_1-σ〗_2+σ_3≤K[σ]_cr Φ
圆筒强度稳定校核计算结果见表4.4.
表4.4圆筒轴向应力校核和圆筒稳定校核
计算内容 计算公式及数据
0-0截面 Ⅰ-Ⅰ截面
有效厚度δ_ei/mm 10
筒体内径D_i/mm 1300
计算截面以上的
操作质量m_0^(i-i)/kg 7047 6388
续表4.4
设计压力引起的轴向应力σ_1/MPa σ_1=(PD_i)/(4δ_ei )=(1.5×1300)/(4×10)=48.75
0 48.75
操作质量引起的轴向应力σ_2/MPa σ_2=(m_0^(i-i) g)/(πD_i δ_ei )
1.69 1.53
最大弯矩引起的
轴向应力σ_3/MPa σ_3=(4M_max^(i-i))/(πD_i^2 δ_ei )
5.32 4.41
载荷组合系数K 1.2
系数A A=(0.094δ_ei)/R_i =(0.094×10)/650=1.45×〖10〗^(-3)
设计温度下材料的
许用应力[σ]^t/MPa 查GB150-1998，20R，150℃，
得[σ]^t=132
系数B/MPa 查GB150-1998图6-3，150℃，20R得
B=90
KB/MPa 108
〖K[σ]〗^t/MPa 158.4
许用轴向
压应力〖[σ]〗_cr/MPa 取以上两者中小值
108
〖K[σ]〗^t Φ/MPa 134.64
圆筒最大组合压应力
σ_2+σ_3/MPa 7.01 5.94
对内压塔器 σ_2+σ_3≤〖[σ]〗_cr
（满足要求）
圆筒最大组合拉应力
〖σ_1-σ〗_2+σ_3≤K〖[σ]〗_cr Φ 52.38 51.63
对内压塔器〖σ_1-σ〗_2+σ_3≤K〖[σ]〗_cr Φ
（满足要求）
从上述计算表计算结果可知，筒体的强度，稳定性足够，符合安全性要求。