SH30311997石油化工逆流式机械通风冷却塔结构设计规范.docx
- 文档编号:26161702
- 上传时间:2023-06-17
- 格式:DOCX
- 页数:46
- 大小:128.78KB
SH30311997石油化工逆流式机械通风冷却塔结构设计规范.docx
《SH30311997石油化工逆流式机械通风冷却塔结构设计规范.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《SH30311997石油化工逆流式机械通风冷却塔结构设计规范.docx(46页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
SH30311997石油化工逆流式机械通风冷却塔结构设计规范
SH3031-1997(石油化工逆流式机械通风冷却塔结构设计规范)
UDCSH
中华人民共和国行业标准
SH3031一1997
石油化工逆流式机械通风
冷却塔结构设计规范
Designcodeofcounterflow-type
mechanicaldraughtcoolingtowerstructurefor
petrochemicalenterprises
1997-11一05发布1998-05-01实施
中国石油化工总公司发布
中华人民共和国行业标准
石油化工逆流式机械通风
冷却塔结构设计规范
Designcodeofcounterflow-typemechanicaldraught
coolingtowerstructureforpetrochemicalenterprises
SH3031一1997
主编单位中国石化洛阳石化工程公司
批准部门:
中国石油化工总公司
中国石油化工总公司文件
中石化〔1997〕建字607号
关于发布行业标准《石油化工逆流式
机械通风冷却塔结构设计规范》的
通知
各有关单位:
由中国石化洛阳石油化工工程公司修订的《石油化工
逆流式机械通风冷却塔结构设计规范》已经审查定稿。
现批
准修订后的《石油化工逆流式机构通风冷却塔结构设计规
范}))SH3031-1997为石油化工行业标准,自1998年5月1
日起实施。
原《石油化工企业逆流式机构通风冷却塔结构设
计规范》SHJ31-91,自1998年9月30日废止。
本标准的具体解释工作,由中国石化洛阳石油化工工
程公司负责。
中国石油化工总公司
一九九七年十一月五日
目次
1总则····”············”·?
?
?
?
、“··”··”·······?
?
?
?
1
2主要符号·········”··”····“·“··················,.?
?
?
?
2
3结构组成·....................................................4
3.1塔体·.........................................··..?
?
?
?
4
3.2柱网··...。
········?
?
?
?
。
..··..·····..···.··....?
?
?
?
4
3.3梁················.·...··········........·..···?
?
?
?
9
3.4塔体围护结构·............................................9
3.5导风系统配件··”··········,.·········”··?
?
?
?
10
3.6柱基础和机器基座····························?
?
?
?
14
3.7水池·.................................................”·14
4结构计算,.·············,.··························?
?
?
?
15
4.1一般规定·..............................................15
4.2荷载及荷载效应组合·...................................17
4.3结构计算··········,···.................................20
5构造及其他要求·...........................................21
5.1构造要求·..............................................21
5.2防腐、防冻措施·········?
?
?
?
“·..··············?
?
?
?
22
5.3材料············....·················..................22
附录A常用填料荷载参考值············,.······?
?
?
?
25
附录B常用风机系列技术数据参考值············?
?
?
?
26
附录C常用电机系列技术数据参考值············?
?
?
?
27
?
?
?
?
?
」附录D用词说明
附加说明····?
?
?
?
附:
条文说明···一
1总则
1.0.1本规范适用于石油化工企业的逆流式机械通风冷
却塔(以下简称“塔,’)的结构设计。
1.0.2执行本规范时,尚应符合现行有关标准规范的要
求。
2主要符号
2.0.1作用和作用效应
d2h,—风机的总水平当量荷载;
。
‘—第1台风机的水平当量荷载;
G,—风机旋转部分总重力;
口、—每台风机水平当量荷载;
口—每台风机的扰力。
2.0.2几何参数
10—支承梁的计算跨度;
D—支承梁截面刚度;
h—塔体高度。
2.0.3计算系数及其他
fa—梁自振频率
二—支承梁单位长度上的均匀质量;
必,—自振频率系数;
。
u—支承梁单位长度上的换算均布质量;
m;—支承梁上的集中质量;
n-梁的跨数;
k;—集中质量换算系数;
a;—集中荷载离本跨梁左边支座距离X与本跨梁
的计算跨度1。
之比;
2
k;—风机的动力系数;
a—风机旋转部件的偏心距;
V—风机每秒钟转数;
a,—风机对塔体的动性能系数;
f—塔体自振频率;
7—材料非弹性阻力系数。
3结构组成
3.1塔体
塔体可采用钢筋混凝土结构、钢结构。
钢筋混凝土结构塔,宜采用双向框架结构。
钢结构塔宜采用双向平面析架结构,柱宜采用钢
?
?
?
,?
,
?
?
?
3.1.4塔体的结构型式、布置和各部位尺寸,应按生产和
结构设计要求综合确定(图3.1.4-1-4),
2柱网
柱网布置应符合表3.2.1的规定。
外部围护
--一bff71}1WE--箫D
纵向
十一i8
14200-奋42002吉4200吉42005
图3.1.4-1双列塔柱网布置示意
?
?
8
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
8
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
},}}
0s2十OSZv0s2令0s2今
8
?
?
?
冲一
8
?
?
?
?
8
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
。
?
?
,
?
?
8
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
。
O
16.00
玻璃钢风筒
除水器
姗板JA44
二'_二
散水
NJA44〕踌(〔J
等纵向
廊砚
}U.LUU
图3.1.4一4单列塔剖面示意
3梁
3.3.1塔内支承淋水填料的梁应平行于进风方向布置,在
满足支承淋水填料要求的条件下,应加大梁的间距。
3.3.2塔内支承淋水填料的梁,应为窄而高的矩形截面。
3.3.3填料支承结构的水平投影面积,不宜大于塔轴线间
面积的15%0
3.4塔体围护结构
3.4.1塔体围护结构,宜采用玻璃钢墙板、钢筋混凝土墙
板或其他轻质高强且耐腐蚀材料的墙板。
外墙板布置范围,应符合表3.4.1的要求。
外墙板的布兰范围表3.4.1
导风方式
顶端底端
纵向或横向纵向横向
有导风伞导风伞的梁底
进风口梁顶
水池正常水位
以下200.m或
水池壁顶端无导风伞塔顶板底
3.4.2内隔板应采用钢筋混凝土板,其布置范围应符合表
3.4.2的要求。
3.4.3塔顶板应符合下列要求:
3.4.3.1钢筋混凝土结构塔顶板.应采用现浇钢筋混凝
土板;
3.4-3.2钢结构塔顶板,应采用轻质结构,但应确保其
横向刚度。
内隔板的布置范围表3.4.2
布置
方式
导风方式
顶端
底端
纵向横向
单列
采用导风伞填料层的梁底导风伞的梁底水池正
常水位
以下
200-
无导风伞填料层的梁底顶层梁底
双列
采用导风伞导风伞的梁底导风伞的梁底
无导风伞顶层梁底顶层梁底
3.5导风系统配件
3.5.1塔体导风系统包括风筒、导流锥、导风伞或导流圈、
水平导风板等配件。
15.2风筒宜采用玻璃钢结构,风筒内壁与风机叶片之间
的间隙应均匀,且不应大于20mmo
3.5.3导流锥的设置,应符合下列要求:
3.5.3.1当风机基座下设柱时,柱顶应设置导流锥;
15.3.2当风机基座下不设柱时,在风机基座下应设置
吊挂导流锥(图3.5.3)0
15.4导风伞或导流圈的设置,宜符合下列要求:
3.5.4.1导风伞和导流圈宜采用玻璃钢结构;
15.4.2风机直径等于4.7m塔宜设置导风伞或集气
段的风筒;
3.5-4.3风机直径大于4.7m塔宜设置导风伞或导流
圈。
10
3.5.5水平导风板可根据实际情况选用钢筋混凝土、钢
板、钢筋混凝土与玻璃钢组合结构或钢筋混凝土与钢板组
合结构(图3.5.5一1,2,3,4)
风机机座宽度
冲‘----一.-一~冲
风机机座
。
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
\?
?
二次抛物线旋转体入
认
认
图3.5.3吊挂导流锥
11
L>15011
图3.5.5一1钢筋混凝土水平导风板
L>1500
图3.5.5一2钢板结构水平导风板
12
L>1500
5一3钢筋混凝土及玻璃钢组水平导风板
1.540
}\R=400
8l0又又万
赞结角钢由}玉份
26-
钢板J二3%
排水孔
640
L>1500
5-4钢筋混凝土及钢板组合水平导风板
13
3.6柱基础和机器基座
3.6.1塔体框架柱基础,应根据地基、水池埋置深度和施
工等条件选用以下形式:
3.6.1.1基础在水池底板上;
3.6.1.2基础在水池底板下与底板现浇成整体;
3.6.1.3基础在水池底板下与底板分离。
3.6.2风机和电机基座,可采用下列结构:
3.6.2.1钢筋混凝土结构塔的风机和电机基座,宜采用
钢筋混凝土结构;
3.6.22钢结构塔的风机和电机基座,宜采用整体钢支
座。
3.7水池
3.7.1塔体下的水池,应符合下列要求:
3.7.1.1水池应采用现浇钢筋混凝土结构;
3.7.1.2池壁高出地面不应小于200mm,且进风两侧
与框架柱分开,内壁距外柱轴线1.2-1.5m(图3.1.4-1
-^4);
3.7.1.3沿池壁外侧四周设混凝土散水。
4结构计算
4.1一般规定
4.1.1冷却塔按抗震重要性分类为丙类构筑物。
4.1.2冷却塔建筑结构安全等级为二级。
4.1.3计算竖向荷载作用下的框架内力时,可不考虑侧移
的影响。
4.1.4计算风机和电机作用下的框架内力时,应考虑其当
量永久荷载对结构强度的影响。
对混凝土结构塔,可不验算
框架顶部的水平位移;对钢结构塔,当采用刚架结构时,应
验算顶部水平位移,且不大于塔高h的1/250,(塔高h从
基础顶面至顶层平台)。
4.1.5框架计算应按承载能力极限状态和正常使用极限
状态分别进行荷载效应组合;并取各自的最不利组合进行
设计。
4.1.6钢筋混凝土结构塔的主要承重构件和水池按正常
使用极限状态计算时,最大裂缝宽度不得大于。
.2mm,
4.1.7塔体的自振频率应与风机的工作频率错开25%以
上。
4.1.8当风机或电机直接支承在梁上时,梁的自振频率与
电机或风机的工作频率应错开25%以上,如不能满足时,
应对梁进行垂直线位移的验算。
4.1.9风机或电机的支承梁的自振频率,应按下式计算:
15
、一0}}TD(4.1.9一1)
式中f.—支承梁的自振频率(Hz);
D—支承梁截面刚度(N·ms);
m—支承梁单位长度上的均匀重量((kg/m);
当有集中质量时,应按第4.1.10条规定计算;
1,—支承梁的计算跨度(m);
必:
—自振频率系数,取1.57.
4.1.10当梁上有均布质量,又有集中质量时,对于单跨和
各跨线刚度相同的等跨连续梁,应按下式将集中质量换算
成均布质量:
,。
一+责;Ek;mn,o,_,
式中m;—支承梁单位长度上的换算均布质量((kg/m);
m;—支承梁上的集中质量(kg);
n一梁的跨数,
k3-集中质量换算系数。
4.1-11集中质量换算系数k;按表4.1.11采用。
计算多
跨连续梁的自振频率时,集中质量换算系数kj可按单跨梁
选用。
集中质11换算系数k表4.1.11
乌00.100.200.300.400.500.600.700.800.90
k;00.1910.6911.311.812.001.811.310.6910.191
注:
衣中。
』为集中待饭离本跨梁左边支座距离x与本跨梁的计
算跨度1。
之比一
4.1.12当地下水位超过水池度板时,应进行使用和施工
16
阶段的抗浮稳定性验算。
当施工阶段不满足抗浮要求时,在
施工中应采取措施。
水池的其他计算应按国家现行标准有
关规定执行。
4.1.13柱基础和水池底板,应根据地基情况和基础形式,
按下列方法计算;
4.1.13.1采用单独基础且与水池底板整体连接时,底
板可按弹性地基上的板或倒无梁楼盖计算,当柱网尺寸较
大时,底板宜按弹性地基上的板计算,并应进行柱基础对底
板的冲切验算;
当地下水位高于底板时,应考虑地下水对底板的浮力
作用。
4.1.13.2单独基础且与水池底板整体连接,计算时可将
水池底板作为基础的一部分,底板与基础配筋应综合考虑;
4.1.13.3当无地下水或地下水浮力小于或等于底板自
重时,底板可按构造配筋。
4.2荷载及荷载效应组合
4.2.1结构计算,应考虑下列荷载:
4.2.1.1永久荷载
(1)结构自重:
按构件尺寸计算确定;
(2)配水系统设备重;
(3)填料及其附着水荷载:
计算塔内淋水填料,除水器
的附着水膜重量时,水膜平均厚度可取lmm,或按附录A
取值;
(4)结垢荷载:
当采用塑料填料时,淋水填料的水垢和
污垢厚度,取。
.5-lmm,结垢重度取13kN/m',可按附录
17
A取值;
4.2.1.2可变荷载
(1)塔顶平台活荷载:
顶板和顶板梁采用4kN/m2,框
架采用2kN/m'.
(2)塔顶检修荷载:
按实际情况确定。
(3)地面活荷载:
根据施工和生产检修实际情况确定,
但不得小于4kN/m'.
(4)挂冰荷载:
淋水填料下层构件的挂冰荷载,可根据
淋水填料水平轮廊面积,按表4.2.1选用;
挂冰荷载表4.2.1
最冷月平均气温值〔℃)0-5-5--15-15以下
挂冰荷载(kN/m')0.51.02.0
4.2.1.3风机和电机的当量永久荷载
竖向当量荷载:
可将风机和电机的总重力乘以动力系数
作为竖向当量荷载。
动力系数的取值,风机取2,电机取1.5;
水平当量荷载:
(1)计算框架内力时,每台风机水平当量荷载按下式计算:
Q.=Q·K:
·8:
(4.2.1一1)
_Gt·a·V'
6d=.一一250一
1
(4.2.1一2)
V
cu一一一,一J-11一I)十1
厂
(4.2.1一3)
以上式中Q6—每台风机的水平当量荷载((kN);
Q—每台风机的扰力((kN);
18
k;—风机的动力系数取3.3;
G,—风机旋转部分<包括:
叶片、轮毅、竖轴、固
定在竖轴上的齿轮、连接件、附于轮毅上
的风帽重力等)的总重力((kN),按附录B
取值;
a—风机旋转部件的偏心距,取。
.2mm,亦可
按实测数据取值;
V—风机每秒钟转数(r/s),按附录B取值;
Q,—风机对塔体的动性能系数;
厂—塔体自振频率((S-');
Y—材料非弹性阻力系数,钢筋混凝土取0.11
钢取0.2;
(2)两台风机时的总水平当量荷载可按下式计算:
Qh,=Qhlr'Qh2(4.2.1一4)
(3)两台以上风机时的总水平当量荷载可按下式计算:
Q.,=2Q.l,(4.2.1一5)
;=1
且不小于两台最大风机的水平当量荷载之和。
式中Q。
—风机的总水平当量荷载((kN);
Qm—第:
台风机的水平当量荷载((kN);
(4)电机水平当量荷载可不考虑。
4.2.,.4风荷载
(1)风筒和塔体所受风荷载应按现行国家《建筑结构荷
载规范》计算;
(2)计算横向框架时,应考虑进风口下纵向内隔板的挡
风面积;
I9
(3)平台、栏杆及爬梯所受风荷载可不考虑。
4.2.2地震作用
4.2.2.1水平地震作用,应沿两个主轴方向分别进行抗
震验算;
4.2.2.27度及s度I、I类场地上的塔体的不进行截
向抗震验算,但应符合抗震构造要求。
4.2.2.3塔体结构不考虑竖向地震作用。
4.2.3塔体的荷载效应组合按现行国家《建筑结构荷载规
范》和有关抗震设计规范执行。
4.3结构计算
4.3.1钢筋混凝土塔体框架,可按平面框架计算。
当横向
承重时,按横向框架计算,纵向按连续梁计算,但端支座应
按构造要求设置上部钢筋;当纵向承重时,按纵向框架计
算,横向应采取措施保证具有足够的刚度。
在地震设防区或
塔体平面长宽比小于1.5时,纵横两向均应按框架设计。
4.3.2计算框架内力时,风机和电机竖向当量荷载,可按
集中荷载考虑;水平当量荷载,可按作用在框架纵横两向梁
轴线上的集中荷载考虑。
4.3.3钢朽架可按平面梢架计算。
受压构件的长细比,不
宜大于150,受拉构件的长细比不宜大于250,
4.3.4当风机基座下不设柱而安装在梁上时,该梁的挠度
不应大于梁计算跨度的1/500,
5构造及其他要求
51构造要求
5.1.1风机基座的地脚螺栓位置应准确并锚固可靠,卧式
电机基座与塔顶板(或顶层梁)应有可靠连接。
5.1.2检修平台和塔顶板,均应设置栏杆;塔体外应设置
通塔顶的斜梯(宜采用450);塔内应设置风机检修平台和
通往除水器层的直爬梯。
5.1.3塔顶板应设排水坡。
5.1.4冷却塔结构伸缩缝的最大间距,可按表5.1.4规定
采用.
冷却塔结构伸缩缝最大间距(m)表5.1.4
结构类别伸缩缝最大间距
钢筋混凝土水池
地上20
地下30
钢筋混凝土装配式50
塔体现浇式35
钢结构塔体90
注:
当有径脸或采取措施时,间距可适当增大。
5.1.5冷却塔外墙板采用玻璃钢板时,其搭接应采用下搭
接。
5,2防腐、防冻措施
5.2.1冷却塔应采取防腐措施,并应符合下列规定:
5.2.1.1钢筋混凝土塔的塔体内部构件,进风口两侧边
柱的外露部分,均应涂防腐涂料。
涂料膜层厚度不得小于
15opm;
5.2.1.2塔体外部辅助钢结构宜采用涂料防腐,膜层厚
度不得小于looum;
5.2.1.3钢塔塔内钢构件可采取镀锌防腐;
5.2.1.4水池内表面宜采用涂料防腐。
5.2.2钢塔承重结构的基层处理.宜采用喷射或抛射除
锈。
附属结构可采用手工和动力工具除锈。
5.2.3历年最冷月份平均气温值在一5℃以下地区,塔体进
风口处的混凝土梁和柱应采取防冻措施。
5.2.4塔体围护结构在塔体内侧接缝处可采用防冻措施,
再与塔体一起刷防腐涂料。
预制内隔墙的板缝,可采用水泥砂浆填塞,历年最冷月
份平均气温在一5℃以下的地区,宜采用环氧砂浆填塞。
5.3材料
5.3.1混凝土
5.3.1.1垫层的混凝土强度等级采用CIO、基础的混凝
土强度等级,不得低于C20,其他部分混凝土强度等级,均
不得低于C25,并应达到抗渗等级;历年最冷月份平均气温
值在一5℃以下的地区,尚应符合表5.3.1的要求;
混凝土抗冻、抗渗等级表531
构件名称
混凝土
强度
等级
抗冻等级
抗渗
等级历年最冷月阁砰均气温(℃)
一5--15-15以下
梁、柱、顶
板、墙板
>-C25D200D25036
基础妻C20D150D200
水池多C25D150D20036
注:
当基拙与水池浇在一起时,;R凝土坑冻枕渗子级按水池要求
执行.
5.3.1.2二次灌缝采用的细石混凝土.其强度等级不得
低于C20;
5.3.1.3混凝土不得采用疏松多孔且吸水性较大的骨
料(如砂岩等);
5.3.1.4每立方米混凝土的水泥用量宜控制在300^-
38kg;水灰比不应大于。
.5;塌落度宜控制在30^-50mm;
砂率不宜小于350o;灰砂比不宜小于1:
2.5;
5.3.1.5混凝土不得掺用氯盐。
5.3.2钢材
5.3.2,钢筋直径小于12mm时,宜用I级钢筋;大于
或等于12mm时,宜用I级钢筋;吊钩应采用未经冷加工
的工级钢筋制作;
5.3-2.2钢塔主体结构宜采用Q235一B.F结构钢;当
冬季计算温度等于或低于一30℃时,应采用Q235一B结构
钢,其质量应符合现行国家标准《碳素结构钢》规定,并应有
23
材料合格证。
5.3-2.3连接螺栓宜为半精制镀锌螺栓,材质为Q235
一A.F;
锚固螺栓宜用Q235-A.F结构钢。
3.3焊条
钢塔主体结构可采用E43系列焊条。
当冬季计算温度等于或低于一20℃时,宜采用低氢型
E4315,E4316或铁粉低氢型E4313,E4328焊条。
5.3.4环氧树脂玻璃钢
5.3.4.1玻璃钢应为阻燃型,其氧化指数应大于或等于
30;
5.3-4.2抗拉强度大于或等于200MPa
抗弯强度大于
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- SH30311997 石油化工 逆流 机械 通风 冷却塔 结构设计 规范