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生产许可证:塔式容器的定义和执行标准
一、什么是塔式容器?
塔式容器简称塔器。塔器是化工、石油化工和炼油等生产中最重要的设备之一。塔器的概念既有设备上的,也有工艺上的。
工艺上的塔器是指可使气(或汽)液或液液两相之间进行紧密接触,达到相际传质及传热目的的容器。
设备上的塔器是指长度与直径比大于5,总高大于10m的立式容器。
二、JB/T4710《钢制塔式容器》的适用范围?
标准JB/T4710规定了钢制塔式容器的设计、制造、检验与验收的要求。
该标准适用于设计压力不大于35MPa,高度H大于10m,且高度H与平均直径D之比大于5的裙座自支承钢制塔式容器。
该标准不适用于下列塔式容器:
1 带有拉牵装置的塔式容器;
2 由操作平台连成一体的排塔或群塔;
3 带有夹套的塔式容器。
适用范围中提到的直径,对于等直径的塔式容器,是指其公称直径;对于不等直径的塔,应为各直径的加权平均值。
该标准规定仅适用于裙座自支承的塔器,所谓裙座自支承是指由裙座支承在基础上(包括突出地面高度不大的框架基础)的独立的塔器,塔与塔之间,塔与框架之间毫无联系。
由操作平台连成一体的排塔或群塔,由于操作平台已将多个塔连成一个整体,在计算其自振特性时不能采用该标准所推荐的数学模型。
该标准不适用于带有夹套的塔器,是因为计算一节所涉及的计算内容不适用于复合截面。
三、JB/T4710规定高度和高径比适用范围的原因?
标准适用于高度H大于10m,且高度H与平均直径D之比大于5的裙座自支承钢制塔式容器。上述规定是考虑了以下原因:
1 塔器属于高耸结构,它承受的载荷除压力、温度载荷外,尚有风载荷,地震载荷与重量载荷等。在压力较低时(包括内压和外压),风载荷或地震载荷就成为塔器安全运行的主要载荷。而这些侧向载荷在塔壳和裙座壳截面中产生的应力是弯曲应力(这里对整个塔截面而言)。
一般来说,在相同的风载荷与地震载荷条件下,塔器的高度越高,高度与直径比越大,壳体的弯曲应力也越大;低矮或高度与直径之比较小的塔器,壳体中的弯曲应力不会太大,因为前者力臂较小,后者壳体的抗弯截面系数增大很快。
所以低矮塔器壁厚大多数取决于压力载荷或最小壁厚。为了减小设计工作量,将这部分塔器排除在外,从安全角度讲不会出现太大的问题。至于裙座仍应按常压容器规定计算其风载荷与地震载荷。
2 上述情况是从静力计算角度出发,说明限制的可行性。由于风载荷和地震载荷都是动力计算,塔器壳体的承载能力不仅与自身的几何尺寸有关,且与自身的动力特性相关联,计算塔器的自振特性(自振周期)时,规定塔器为底端固定的悬臂梁,其振动形式为剪切振动或弯曲振动,亦可为剪、弯联合振动。
各种塔器究竟属于何种形式的振动主要取决于它的H/D比值。根据经验,当H/D≤4时,以剪切振动为主,4<H/D≤10时为剪、弯联合振动;H/D>10时以弯曲振动为主。排除H/D<5的剪切为主的的振动,同时忽略5≤H/D≤10的剪切分量的影响,设计塔器时仅考虑弯曲振动。其结果使自振周期和地震计算得以简化,使得地震计算时仅釆用振型分介反应谱法计算其各截面的弯矩即可满足要求,略去了基底剪力法。至于5≤H/D≤10范围内忽略剪切分量的影响,必然会造成一定的误差,经过分析可以得知,剪切变形会使梁的刚度降低,因而自振周期增大。从地震反应谱来看,自振周期增大,地震影响系数减小。也就是说,由于忽略剪切变形的影响,使自振周期变小,地震影响系数増大,因而计算出来的地震载荷与地震弯矩较之剪切变形时大,设计上趋于保守,工程上还是可行的。
塔式容器简称塔器。塔器是化工、石油化工和炼油等生产中最重要的设备之一。塔器的概念既有设备上的,也有工艺上的。
工艺上的塔器是指可使气(或汽)液或液液两相之间进行紧密接触,达到相际传质及传热目的的容器。
设备上的塔器是指长度与直径比大于5,总高大于10m的立式容器。
二、JB/T4710《钢制塔式容器》的适用范围?
标准JB/T4710规定了钢制塔式容器的设计、制造、检验与验收的要求。
该标准适用于设计压力不大于35MPa,高度H大于10m,且高度H与平均直径D之比大于5的裙座自支承钢制塔式容器。
该标准不适用于下列塔式容器:
1 带有拉牵装置的塔式容器;
2 由操作平台连成一体的排塔或群塔;
3 带有夹套的塔式容器。
适用范围中提到的直径,对于等直径的塔式容器,是指其公称直径;对于不等直径的塔,应为各直径的加权平均值。
该标准规定仅适用于裙座自支承的塔器,所谓裙座自支承是指由裙座支承在基础上(包括突出地面高度不大的框架基础)的独立的塔器,塔与塔之间,塔与框架之间毫无联系。
由操作平台连成一体的排塔或群塔,由于操作平台已将多个塔连成一个整体,在计算其自振特性时不能采用该标准所推荐的数学模型。
该标准不适用于带有夹套的塔器,是因为计算一节所涉及的计算内容不适用于复合截面。
三、JB/T4710规定高度和高径比适用范围的原因?
标准适用于高度H大于10m,且高度H与平均直径D之比大于5的裙座自支承钢制塔式容器。上述规定是考虑了以下原因:
1 塔器属于高耸结构,它承受的载荷除压力、温度载荷外,尚有风载荷,地震载荷与重量载荷等。在压力较低时(包括内压和外压),风载荷或地震载荷就成为塔器安全运行的主要载荷。而这些侧向载荷在塔壳和裙座壳截面中产生的应力是弯曲应力(这里对整个塔截面而言)。
一般来说,在相同的风载荷与地震载荷条件下,塔器的高度越高,高度与直径比越大,壳体的弯曲应力也越大;低矮或高度与直径之比较小的塔器,壳体中的弯曲应力不会太大,因为前者力臂较小,后者壳体的抗弯截面系数增大很快。
所以低矮塔器壁厚大多数取决于压力载荷或最小壁厚。为了减小设计工作量,将这部分塔器排除在外,从安全角度讲不会出现太大的问题。至于裙座仍应按常压容器规定计算其风载荷与地震载荷。
2 上述情况是从静力计算角度出发,说明限制的可行性。由于风载荷和地震载荷都是动力计算,塔器壳体的承载能力不仅与自身的几何尺寸有关,且与自身的动力特性相关联,计算塔器的自振特性(自振周期)时,规定塔器为底端固定的悬臂梁,其振动形式为剪切振动或弯曲振动,亦可为剪、弯联合振动。
各种塔器究竟属于何种形式的振动主要取决于它的H/D比值。根据经验,当H/D≤4时,以剪切振动为主,4<H/D≤10时为剪、弯联合振动;H/D>10时以弯曲振动为主。排除H/D<5的剪切为主的的振动,同时忽略5≤H/D≤10的剪切分量的影响,设计塔器时仅考虑弯曲振动。其结果使自振周期和地震计算得以简化,使得地震计算时仅釆用振型分介反应谱法计算其各截面的弯矩即可满足要求,略去了基底剪力法。至于5≤H/D≤10范围内忽略剪切分量的影响,必然会造成一定的误差,经过分析可以得知,剪切变形会使梁的刚度降低,因而自振周期增大。从地震反应谱来看,自振周期增大,地震影响系数减小。也就是说,由于忽略剪切变形的影响,使自振周期变小,地震影响系数増大,因而计算出来的地震载荷与地震弯矩较之剪切变形时大,设计上趋于保守,工程上还是可行的。
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