Ректификационная колонна. 1 Конструкция колонны и условие эксплуатации

• Название: 1 Конструкция колонны и условие эксплуатации
• Анкор: Ректификационная колонна
• Дата: 20.11.2022
• Размер: 1.44 Mb.
• Имя файла: rik.doc
• Тип: Документы; #800006
• страница: 3 из 7

4 Расчет укрепления отверстий

Цель расчета: определение размеров укрепляющих элементов.

Расчетные схемы штуцеров приведена на рисунке 5.

Исходные данные для расчета:

• 
  расчетное давление в колонне P_R = 11 МПа;
  
• 
  внутренний диаметр колонны D=1200 мм;
  
• 
  исполнительная толщина обечайки и днища s=50 мм;
  
• 
  допускаемое напряжение при T=250 С и s=50 мм, []=145 МПа;
  
• 
  допускаемое напряжение при T=250 С и s<50 мм, []=162 МПа;
  
• 
  коэффициент прочности сварного шва =1;
  
• 
  общая прибавка к толщине металла для корпуса колонны с=2 мм;
  
• 
  общая прибавка к толщине металла для штуцера c_s=1 мм.
  

Рисунок 5— Основная расчетная схема соединения штуцера со стенкой сосуда
4.1 Выбор материала
Удаление материала стенки в вырезе эквивалентно удалению каких  то связей в системе и для сохранения ее равновесия необходима их компенсация.

Для изготовления штуцеров применяется сталь 16ГС допускаемое напряжение для которого при t_R=250 C равно []₂₅₀=162 МПа.

Для условного давления Р_у=11 МПа выбираются тонкостенные штуцера с фланцами по ОСТ 26-1410-76. Все размеры штуцеров заносятся в таблицу 2.
Таблица 2 — Таблица штуцеров

штуцер	Условный проход Ду, мм	Внутренний диаметр штуцера dт, мм	Толщина стенки s1, мм	Длина штуцера Hт, мм	Условное давление Ру, МПа
А	250	273	20	335	16
Б, Д	100	108	10	220	16
В, Е	150	159	16	260	16
Г	200	219	20	315	16
И	50	57	6	230	4
К1, К2, Р, С	50	57	6	165	2,5
М1, М2	50	57	6	165	1,6
Ж1, Ж2, Жn	450	450	28	200	16

4.2 Расчетные диаметры
4.2.1 Расчетные диаметры укрепляемых элементов определяются по формулам
- для цилиндрической обечайки
D_R = D (0)
Для штуцеров A1, В1, В2, И, К1, К2, Р, С, М1, М2, Ж1, Ж2, Жn
D_R = 1200 мм.
- для эллиптических днищ при высоте днища H = 0,25D
, (0)
где x — расстояние от центра укрепляемого отверстия до оси эллиптического днища.

Для штуцера Д1, С
мм.
Для штуцера Е1, Г

мм.

4.2.2 Расчетный диаметр отверстия в стенке обечайке, ось которого совпадает с нормалью к поверхности в центре отверстия определим по формуле
d_р=d+2c_s, (0)
Для штуцеров A1, В1, В2, И, К1, К2, Р, С, М1, М2, Ж1, Ж2, Жn
при d = 273 мм, d_Р = 273 + 21 = 275 мм,

при d = 108 мм, d_Р = 108 + 21 = 110 мм,

при d = 159 мм, d_Р = 159 + 21 = 161 мм,

при d = 57 мм, d_Р = 57 + 21 = 59 мм,

при d = 450 мм, d_Р = 450 + 21 = 452 мм.
Расчетный диаметр отверстия для смещенного штуцера на эллиптическом днище определяют по формуле
, (0)
Для штуцера Д1
мм,
Для штуцера С
мм.

Для штуцера Е1

мм

Для штуцера Г

мм.
Выбранные диаметры удовлетворяют расчет.
4.3 Расчетные толщины
Расчетная толщина стенки штуцера нагруженного как внутренним так и внешним давлением определяется по формуле
, (0)
где ₁ — коэффициент прочности продольного сварного соединения штуцера, ₁ = 1, [₁]=162 МПа
при Д_у=50 мм, мм,

при Д_у=100 мм, мм,

при Д_у=150 мм, мм,

при Д_у=200 мм, мм,

при Д_у=250 мм, мм,

при Д_у=450 мм, мм.
Расчетные толщины удовлетворяю принятым толщинам.
4.4 Расчетные длины штуцеров
Расчетные длины внешней и внутренней частей круглого штуцера, показано на рисунке 6, участвующие в укреплении отверстий и учитываемые при расчете, определяют по формулам
, (0)
, (0)
Длину внешней части l₃ принимаем равной нулю.



Рисунок 6 – Схема укрепления отверстий в обечайке

при Д_у=50 мм, мм,

при Д_у=100 мм, мм,

при Д_у=150 мм, мм,

при Д_у=200 мм, мм,

при Д_у=250 мм, мм,

при Д_у=450 мм, мм.
Принятые длины штуцеров удовлетворяют расчетным длинам.

4.5 Одиночные отверстия
4.5.1 Отверстие считается одиночным, если ближайшее к нему отверстие не оказывает на него влияния, что имеет место, когда расстояние между наружными поверхностями соответствующих штуцеров удовлетворяют условию
, (0)
где - расчетные внутренние диаметры укрепляемого элемента, мм.

Для отверстий находящихся на обечайке

мм.
На цилиндрической части корпуса колонны отсутствуют отверстия, расстояние между которыми меньше 480 мм.
На днищах
мм.
На днищах отверстия считать взаимовлияющие, т.к.
b_исп=320-108/2-10-159/2-16=160,5 мм.
660 мм > 160,5 мм.
4.5.2 Расчетный диаметр одиночного отверстия, не требующего дополнительного укрепления при наличии избыточной толщины стенки сосуда вычисляется по формуле
, (0)

мм.
Для штуцеров В1, К1, К2, К, Р и М укрепление отверстий не требуется.

Для штуцеров А1, В2 и Жn требуется укрепление отверстий.


4.5.3 Расчет укрепления одиночных отверстий