SH3031-1997(石油化工逆流式机械通风冷却塔结构设计规范)7025.doc
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1、SH3031-1997(石油化工逆流式机械通风冷却塔结构设计规范)7025UDC 建王P 中华人民共和国行业标准SH 3031-1997 石油化工逆流式机械通风冷却塔结构设计规范Design code of counterflow-type mechanical draught cooling tower structure for petrochemical enterprises 1997 11-05 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Design code of coullterflow-type mec
2、hanical draught cooling tower structure for petrochemical enterprises SH 3031-1997 主编单位 s 中国石化洛阳石化工程公司批准部门 g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 2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
3、化王企业逆流式机构通风冷却塔结构设计规范)SHJ 31-91 ,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l 总则-2 主要符号.;. 23 结构组成. 4 3.1 塔体.;. 4 3.2 柱网H;. 4 3.3 梁.;. 9 3.4 塔体围护结构. 93.5 导风系统配件.H 103.6 柱基础和机器基座 ;.;. 14 3.7 水池; 144 结构计算. 154.1 一般规定.;. 15 4.2 荷载及荷载效应组合;. 174.3 结构计算;. 20 5 构造及其他要求. 21 5.1 构造要
4、求. 21 5.2 防腐、防冻措施.; 225.3 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. 28 附加说明. 29附:条文说明. 31 1 总则1. Q. 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;塔勺的结构设计:1. Q. 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。. 风机的总水平当量荷载 g!lhl一一第 1 台风机的水平当量荷载 gG, 风机旋转部分总重力 g!l.一一每台风机水平当量荷载$0一
5、一每台风机的扰力。2. O. 2 几何参数1,-一支承梁的计算跨度 sD一一支承梁截面刚度;h一一塔体高度。2. O. 3 计算系数及其他1,-梁自振频率m一一支承梁单位民度上的均匀质量 g?,一一自振频率系数;m. 支承梁单位长度上的换算均布质量sm 支承梁上的集中质量sn一一梁的跨数gk;一一集中质量换算系数pj一一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;k;-风机的动力系数;a 风机旋转部件的偏心距 FV一风机每秒钟转数sA 风机对塔体的动性能系数sf塔体自振频率gY一一一材料非弹性阻力系数。3 结构组成3. 1 塔体3.1.1 塔体可采用钢筋混凝土结梅、钢结构。
6、3. 1. 2 钢筋混凝土结构塔,宜采用双向框架结构。3. 1. 3 钢结构塔宜采用双向平面俯架结构,柱宜采用钢管.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. 4-14) 。3. 2 柱网3.2.1 柱网布置应符合表 3.2.1 的规定。4 柱网布置 表 3.2.1主寸芒 NL-I NL-I NL- 1 NL-I NL-I NL-I NL-I NL-I NL-I NL-I -700 -800 -1000 -1250 -1500 -2000 -2500 -3000 -3500 -4000 处理水量(m'/h) 700 800 1000
7、1250 1500 2000 2500 3000 3500 4000 风机叶轮直径(mm) 4700 4700 5500 6000 6000 8000 8000 8532 9140 9140 风机转速<r/阳的 200 200 165 165 165 149 149 136 127 127 电机功率(kw) 30 37 45 55 55/75 90/100 110/132 160/132 185 200 柱距(m) 4.2 4.2 5.0 5.5 6.3/6.0 7.0/6.8 7.7 /7 .5 8.0/8.5 8.5 9.1 每间塔平面尺寸(mXm) 8.4X8.4 8. 4X8.
8、4 10X10 l1 X11 12X12 14X14 15X15 16X16 17X17 18. 2X18. 2 '-一一l 42 42 i 扭曲 42皿 i 图 3. 1. 4-1 双列塔柱网布置示意14.350 -?<lL-t-也-Ek-纵向内隔植一一掏结护围将即tr 夕-4-一一?l旦旦旦图 3. 1. 4-3 单列塔柱网布置示意16 回;否面85图 3. 1. 4-4 单列塔剖面示意8 3. 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,应加大梁的问距。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
9、填料支承结构的水平投影面积,不宜大于塔轴线|河面积的 15% 。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离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.外墙板的布置范围 表 3.4.1l 顶端! 底端导风方式|纵向或横向|纵 向 l 横 向有导风伞 i 导风伞的梁底水池正常水位进风口梁顶|以下 200mm 或无导风伞|塔顶板底| 水池壁顶端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 g3. 4. 3. 1 钢筋海凝土结构塔顶板,应采用现浇钢筋混凝土板
10、 g3.4.3.2 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 顶 端方式导风方式 底端纵 向 横 向采用导风伞 填料层的梁底 导风伞的梁底 水池正单列无导风伞 填料层的梁底 顶层梁底 常水位采用导风伞 导风伞的梁底 导风伞的梁底 以下双列 200mm 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。3.5.2 风筒宜采用玻璃钢结构,风筒内壁与风机叶片之间的问隙应均匀,且不应大于 20mm 。3. 5. 3 导流锥的设置,应符合下列要求 g3.5.3.1 当风机基座下设柱时,
11、柱顶应设置导流锥;3. 5. 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) 。3. 5.4 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 53. 5. 4. 2 风机直径等于 4.7m 塔宜设置导风伞或集气段的风筒 g3. 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 3.5.5-1 、 2 、 3 、 4)风机机座宽度风机机座X 忖咀懂得肺mu制H斟坦但据最如Iv 图 3.5. 3
12、 吊挂导流锥11 框果梁框架桂R> 200 L> 15 图 3.5.5-1 钢筋混凝土水平导风板框螺柱框魏熏图 3.5.5-2 钢板结构水平导风板12 框藕柱框架噩排水孔./640 LL> l归5阳 1图 3.5.5-3 钢筋混凝土及玻璃钢组水平导风板框理性图 3.5.5-4 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 33.6.1.3 基础在水池底板下与底板分离。3.6.2 风机和电机基座,可
13、采用下列结构 z3. 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. 2.2 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 g3.7. 1. 2 池壁高出地面不应小于 200rnrn ,旦进风两侧与框架柱分开,内壁距外柱轴线1. 2 1. 5rn(图 3. 1. 4-14); 3.7.1.3 沿池壁外侧四周设混凝土散水。14 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
14、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,)(<t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 z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,最大裂缝宽度不得太于 O.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。
15、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 10=?, 豆 (4. 1. 9- 1) 式中 10 支承梁的自振频率(Hz) ,D一一-支承梁截面刚度(N' m') , m一一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 g10一一支承梁的计算跨度(m) ,正'1, -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
16、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=mu=m+亏72kmp(4川式中 m;一一支承梁单位长度上的换算均布质量(kg/m) ,叫 支承梁上的集中质量(kg) , n一一梁的跨数gk; 集中质量换算系数。4. 1. 11 集中质量换算系数轧按表 4. 1. 11 采用。计算多跨连续梁的自振频率时,集中质量换算系数均可按单跨梁选用.集中质量换算系数 k; 表 4. 1. 11 注.在中 为集中荷载离本跨晕左边主庄距离 X 与本琦果的计算琦庄 1,之比.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
17、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 z4.1. 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s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g4. 1. 13. 3 当无地下水或地下水浮力小子或等于底板自重时,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
18、虑下列荷载 g4.2.1.1 永久荷载(1)结构自重 g按构件尺寸计算确定 g(2)配水系统设备重g(3)填料及其附着水荷载 z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5(4)结垢荷载 2当采用塑料填料时,淋水填料的水垢和污垢厚度,取 O.5-1mm,结垢重度取 13kN/m' ,可按附录17 A 取值 g4.2. 1. 2 可变荷载(1)塔顶平台活荷载 g顶板和顶板梁采用 4kN/时,框架采用 2kN/m'o(2)塔顶检修荷载=按实际情况确定。(3)地面活荷载 g根据施工和生产检修实际情况确定,但不得小于 4kN/m'
19、 。(4)挂冰荷载 2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 g挂冰荷载 表 4.2.1最冷月平均气温值CC) I O-5 I -5-15 I -15 以下挂冰荷载(kN/m') 0.5 1. 0 2.0 4. 2. 1. 3 风机和电机的当量永久荷载竖向当量荷载z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 g(1)计算框架内力时,每台风机水平当量荷载按下式计算:Qh=Q. K,. ?, (4.2.1- 1) Q= Gt. a. V' =一一一一一一一 (4.2.1
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