[石油化工标准]-SH 3080-1997 石油化工企业横流式机械通风冷却塔结构设计规范.pdf
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1、UD C 中华人民共和国行业标准 P S H 3 0 8 0一1 99 7 石油化工企业横流式机械通风 冷却塔结构设计规范 De s i g n s p e c i f i c a t i o n f o r s t r u c t u re of c ro s s-f l ow me chani c al v e n t i l at i o n c o o l i n g t owe r 1 9 9 7 一 0 2 一2 7 发布 1 9 9 7一 1 0一 0 1实施 中国石油化工总公司发布 中华人民共和国行业标准 石油化工企业横流式机械通风 冷却塔结构设计规范 De s i g n s
2、 p e c i f i c a t i o n f o r s t r u c t u r e of c r o s s -f l ow me ch an i c al v en t i l a t i o n coo l i n g t ower S I I 3 0 8 0一 1 9 9 7 主编单位:中国石化北京石油化工工程公司 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 1 9 9 7 建字9 0 号 关于发布行业标准 ( 石油化工企业横流式 机械通风冷却塔结构设计规范的通知 各有关单位: 由中国 石化北京石油化工工程公司主编的 ( 石油化工 企 业横
3、流式机械通风冷却塔结构设计规范已经审查和定 稿。现批准 水 石油化工企业横流式机械通风冷却塔结构设 计规范) ) S H 3 0 8 0 -1 9 9 7 为石油化工行业标准, 自1 9 9 7 年1 0 月1日起实施。 本规范的 具体解释工作,由中国 石化北京石油化工工 程公司负责。 中国石油化工总 公司 一九九七年二月二十七日 目次 总则. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 一 ” . “1 主要符号 ” “ “ “ ” ”
4、“ “ “ “ ” 。 ” “ “ 一 2 结构型式及组成 。 “ “ “ “ “ 5 设计原则” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 0 4 . 1 一般 规定” ” “ ” 。 “ “ ” ” ” “ ” 二t o 4 . 2 构件 选型” ” ” “ “ ” ” ” ” ” 一1 1 4 . 3材料:.“ “ . “. ” ” , “. .“ . ” 二 “ 。 “ . “ . “ ”.1 4 4 . 4 防腐 蚀
5、设计“ “ ” ” ” ” 。 ” 一1 6 结构计算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 7 5 . 1 基本规 定” ” “ ” 一 “ “ ” “ “ 。 ” ” “ . 1 7 11q马JJ望 1826 : 一 : 结构上的作用 及作用效应组 合” . “ 。 “ 。 , 。 二 。 什算二 . “ . “. 。 。 二。 二。 . 。 。 . 。 , 二。 . , 。 . 。 。 . 。 “。 ,。 .
6、。 6 构 造 及 施工要 求 ” ” ” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 9 6 . 1 构造. “ “ :.“ ” ” “ ” “ “ ” ” ” 一 “2 9 6 . 2 施工哭求“ “ 。 ” ” 。 ” “ ” ” “ ” 一 ” 二3 2 附录 A常用填料、 收水器重量参考值” “ 一 ” . . . 3 4 附录B常用风机系列技术数据参考值” ” ” . “ 二插页 附录 C常用电机系列技术数据参考值“ . . . . . . . . . . . . . . . . .
7、 . 3 5 附录D用词说明 ” ” “ ” “ ” ” “ ” “ “ 一 3 6 附加说明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 7 总则 1 . 0 . 1 本规范适用于石油化工企业中的 横流式机械通风 冷却塔 ( 以下简称冷却塔或塔)的结构设计。 1 . 0 . 2 执行本规范时,尚应特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 F-等效重力集中荷载,
8、 F e a t , F e a t 池壁沿高度和水池顶部的水平地震作用 标 准值。 P . , P .动水压力标准值和动水压力沿水平地震方 向的合力标准值, 尸 。地震时水池壁的动土压力标准值的增量, Q风机、电机的扰力标准值; Q i t 第1个可变作用的标准值, 9 池壁单位面积重力 荷载标准值筹效重力均 布荷载。 G i t -第 i 个永久作用的标准值; G . q水池顶部的 全部等效重力 荷载, S, S 作用效应的基本组合和短期效应组合的设 计值, S e 地展作用的偶然组合的设计值, Ea t 水平地震作用的标准值, Ao 电机扰力作用点处梁的垂直振幅, 8 -重力加速度, ,
9、电机、风机转动部件的质量。 2 . 0 . 2计算指标 Y = 土的容重; 6 W 水的密度。 。 梁的阻尼比: 几电机、风机的转动频率; f , -梁的自振频率; E -钢材的弹性模量; 46 土的内摩擦角。 2 . 0 . 3几何参数 a 沿地震方向的 水池边长, 梁上集中荷载到 梁支座的距离; a 。 转动部件的质量偏心距: b 垂直于地震方向的水池边长: B -梁的 截面刚度, B -钢筋混凝土梁的短期刚度; r -钢梁的惯性矩, H. 水池的深度; H. 水池折算埋深; L -梁的 跨度, Z计算截面距池壁底端的高度。 2 . 0 . 4计算系数及其他 CG I -第i 个永久作用的
10、效应系数; C Q J -第1 个可变作用的效应系 数, C e t 水平地震作用的效应系 数; r c i , r Q J 第i 个永久作用和第J 个可变作用的分项系 数 ; r e r 水平地震作用的组合系数, 0 1 , 0 2 可变作用的组合系数; r l 第一振型参与系数; f w 动水压力系数, k -集中 荷载的集中系数; t -地基土影响系 数; k 1 位移动力系数。 3结构型式及组成 3 . 0 . 1冷却塔根据使用要求和布置形式可分为单间塔、 多间 塔,根据承重 结构的材料可分为 钢结构塔、钢筋馄凝 土结构塔、钢混结构塔、 木结构塔、 玻璃钢结构塔等。 3 . 0 . 2
11、 冷却塔结构的选择,应根据使用要求、 建设条件、 施工场地等因素决定, 常选用钢筋混授土结构塔、 钢结构塔 或钢混结构塔。 3 . 0 . 3 冷却塔的结构布置应根据工艺条件和技术先进、 经济合理、安全适用、适当照顾美观的原则确定。宜采用 单间塔或双间塔 ( 图3 . 0 . 3 一1 .3 . 0 . 3一4)。 3 . 0 . 4 冷却塔结构一般由下列主要单元组成: 塔体、水池、基础、风简、 填料梁、导风 板、 布水槽、 收水器支架等部分 ( 图3 . 0 . 3一1 一3 . 0 . 3一4)。 3 . 0 . 5 钢筋混凝土结构塔一般可采用双向 框架体系。当 纵向柱距大于5 m时,宜采
12、用主、副 框架体系。 3 . 0 . 6 钢结构塔宜采用空间析架体系, 杆件宜选用 钢管。 0 0 9 P 0 05 1 。.。+l卜帕暇咧怜拿姗 工| 的.0.的圈 )吹映.。沙领岭颤择军织闪|们.0.的困 十 斗 0 0- 6 1 骊 oosr! I 卜 1 0 1 1 I 匕 I I 口 ) 一 口l (亡 J 矛 气I r I f3 一 勺1_ 1._ 1 ! 二 t一- 一盔 一一 !一万 r一而 生 _-毯 7, .冷 1 龟 彝 么 1一 勺 l r 一一 L -_ J . il 口 )一 一叫 I 份 宙门卜 一 、 二 1 创L _ 乏t _玉 厂 1 鱼 娜! 尸 一 ;
13、一 陋1 l/ 1 旦 又 _ _ J . 以 r ,竺忿 1 皿 一一 !一 L 三 , 尸 ,1 蒙 r , 嵘只1、 1 喻r 一 门 一一 一 摊 撇 .l1一当 一 一门 藕福瞬工 II 二 _ 勺 r ., 卜 .侧 一洲 一 (0的的.国卜)倾暇咧姆潭姗 缪 们|的。0。的圈 8 (1|1阿暴佃暇咧格理姗 哪|们.0。们圈 叱; 噢 弓1 * 叮 ! 母 q扣 a o s o o x 镖1o o r o o s o o s L sa s o e o s o t o s e c o o s 0峭呀-网 “nr, 吕的.旧 4设 计 原 则 4 . 1 一 般 规 定 4 . 1 .
14、 1 冷却塔的建筑结构安全等级为二级。抗震重要性 分类为丙类构筑物。 4 . 1 . 2 进风口两 侧的柱子宜向外适当倾斜。 4 . 1 . 3 导风板应具有一定的水平倾斜角。 倾斜角约 4 0 0 4 . 1 . 4 塔体进风口两 侧底部纵梁的梁底应低于 操作水位 不小于1 5 0 m m。 如不能满足时, 应采取相应措施 ( 图4 . 1 . 4) 0 4 . 1 . 5 塔 体进风口 两侧上部 纵梁的梁底应伸至填料顶。 如不能满足时,应采取相应措施 ( 图4 . 1 . 4 )。 4 . 1 . 6单塔和群塔,应考虑水平和垂直交通。在风机处 应设置检修平台,并宜用直爬梯与水池顶层相连通。
15、 4 . 1 . 7冷却塔周围不小于2 . 5 m的地面,宜采用棍凝土 地面,并且有良好的排水系统。 4 . 1 . 8棍凝土塔的塔体,宜优先采用现浇钢筋混凝土框 架结构,当采用 装配式钢筋混凝土框架结构时,宜采用装 配整体式结构。 4 . 1 . 9钢塔的风机、电机与塔体的连接宜优先采用整体 支架 。 4 . 1 . 1 0 风机基础宜布置在塔体结构的柱子顶端,电机基 础布置应尽可能接近塔体结构的柱子。 上部 纵梁 图4 . 1 . 4进风口上部、底部纵梁示意 4 . 2构 件 选 型 4 . 2 . 1 混凝土塔的墙 板,可采用钢筋棍凝土平板、肋形 板或玻璃钢墙板,导风板可采用钢筋混凝土梁
16、式板或玻璃 钢肋形板。 4 . 2 . 2钢塔的墙板,可采用玻璃钢肋形板或玻璃钢压型 板,导风板宜采用玻璃钢空心板或复合玻璃钢板。 4 . 2 . 3 风筒宜采用玻璃钢风筒。 4 . 2 . 4风筒的几何尺寸,应根据风机规格、使用要求、 风筒材料性质等因素合理确定。在风筒有效喉处,风筒壁 与风机叶片之间的 设计空隙一般为2 0 4 0 mm, 安装调整 后,空隙不得大于2 0 m m ( 图4 . 2 . 4) 图4 . 2 . 4风筒有效喉处示意 4 . 2 . 5 布水槽应根据布水型式和要求,合理选型。在棍 凝土塔中可采用钢筋混凝土结构,在钢塔中可采用 玻璃钢 结构或其他材质的板式结构。
17、4 . 2 . 6 布水 槽的布水孔尺寸及布置,应根据布水工艺设 计结合结构设计合理确定。 4 . 2 . 7布水槽应设置溢流孔。 4 . 2 . 8 收水器支架一般采用钢结构, 其结构布置, 应根据 收水器的规格、材质 、工艺要求和塔体结构的特点, 合理 确定。支 架应伸到两侧山墙或隔墙。 并可结合安装需要, 局部加密 横杆, 解决垂直交通 ( 图4 . 2 . 8)。 4 . 2 . 9水池宜采用现浇钢筋混凝土结构。 4 . 2 . 1 0 水池在进风口两 侧宜伸出外 柱轴线1 . 5 m左右, 且池 壁高出地面不宜小于 2 0 0 m m。 4 . 2 . ” 地面式水池及地基较好的地下
18、式水池,宜采用 柱 子及柱基与水池底板相脱开的独立基础 ( 图4 . 2 . 1 1 );当 1|1 顿暇器似染关婪 联似维关娜 5。2。对圈 脚目祠垢呢 地基较差时, 地下式水池可采用柱子基础与水池合一的整 体式基础。 注:水池在设计地面以下部分大于池深一半时为地下式水池.水池 在设计地面以下部分小于、等于池深一半时为地面式水池。 1 1 2防水砂浆抹角 水池底板 50州301 涂1 1 号冷底子油一道 再 角 象 扳 乙 烯胶 泥 谁 缝 , 接触面按施工缝处理 3 0 卫 土柱基础 图4 . 2 . 1 1 柱与水池底板脱开连接示意 4 . 2 . 1 2 寒冷地区的水池,应采取抗冻胀措
19、施. 4 . 3材料 4 . 3 . 1 钢筋馄凝土结构冷却塔,宜采用馄凝土强度等级 不低于C 2 5 的 混凝土,水 灰比不应大于。 . 5 0 ,水泥宜采用 不低于#4 2 5普通硅酸盐水泥 ,骨料应选择良好的级配, 水泥用童不宜少于3 0 0 k g / mI , 且不宜超过3 8 0 k g / m3 , 不得用抓盐作为防冻、 早硬的拾合料。 4 . 8 . 2最冷月平均气温低于一5的地区,混凝土塔的 混极土应保证具有良好的抗冻性能。混凝土的抗冻等级宜 进行试验确定,并应符合表4 . 3 . 2的要求。 混凝土杭冻称级 DO 的允许值表4 . 8 . 2 、毓 霖 ,#18R4Y 框架
20、外侧柱、导风板 其他部位的结构构件 最冷月平均气温 低于一1 5 C D2 5 0D 1 5 0 最冷月平均气温 在一5一1 5 C D 2 0 0D1 0 0 4 . 3 . 3 钢筋混凝土的墙 板、导风板、水池,应具有良好 的抗渗性能,馄凝土的 抗渗等级宜进行试验确定,且不低 于S6。 4 . 8 . 4 钢结构冷却塔在工作环境的冬季计算温度高于 一 2 0 时, 可采用Q 2 3 5 -B -F 钢, 冬季计算温度等于或低 于一 2 0 时, 宜采用Q 2 3 5 一B 钢或1 6 Mn钠。其质盆应分 别 符合现行标准 ( ( 普通碳素结构钢技术条件和( 低合金 结构钢技术条件的规定。
21、4 . 3 . 5 捍接钢结构冷却塔的焊条, 可采用E 4 3 0 0 一E 4 3 1 3 型 普通焊条, 在工作环境的冬季计算温度等于、 低于一 2 0 C 时 : 焊接 Q 2 3 5 一 B钢宜采用 E 4 3 1 5 , E 4 3 1 6 等低氢型焊条, 焊接1 6 Mn 钢宜采用 E 5 0 1 5 ,E 5 0 1 6等低氢型焊条。 其质量应符合现行标准 水 碳钢焊条和 ( 低合金钢焊 条的规定。 4 . 3 . 8 螺栓连接的钢结构冷却塔的连接螺栓和锚栓可采 用 02 3 5 钢制成。 工作环境的冬季计算温度等于或低于一 2 0 时,锚栓宜采用1 6 Mn 钢。 4 . 4
22、防腐蚀设计 4 . 4 . 1 冷 却塔应采取防腐措施。 4 . 4 . 1 . 1 混凝土塔的塔体内部构件、 进风口两 侧边柱 外庵部分、水池内表面以及钢塔的承重结构宜采用涂料防 腐,一般可采用环氧树脂漆 、氛磺化聚乙烯涂料、聚氨酷 涂料等。 涂层厚度宜大于或等于1 5 0 0 m , 4 . 4 . 1 . 2 塔体外部辅助钢结构的防腐一般可采用 醇酸 树脂漆或抓磺化 聚乙 烯涂料。 涂层厚 度宜大于或等 于l 0 0 u m。 4 . 4 . 2 钢塔主体承重结构的基层处理,宜采用 酸洗或干 法喷砂处理。附属结构可采用机械除锈或手工除锈。 4 . 4 . 3采用涂料防腐的混凝土塔进风口
23、两侧边柱, 其基 层表面宜用砂轮或钢丝刷等打磨表面,然后清理干净, 使 基层形成均匀粗糙面。其他部分按有关标准处理。 4 . 4 . 4 塔体上的连接螺栓,宜采用 镀锌螺栓。 5 结 构 计 算 5. 1一 般 规 定 5 . 1 . 1 分析整体结构或框架的内力时.风机、电机的作 用可采用当量荷载计算。 5 . 1 . 2 符合本标准第 6 . 1 . 1 条或第 6 . 1 . 3 条的冷却塔, 可不考虑温度作用。墙板、水池可不计算壁面温差或湿度 当量温差产生的温度应力。 5 . 1 . 8塔体抗震验算,可不进行抗震变形验算,且不考 虑竖向地震作用。 5 . 1 . 4 7 度及 8度 工
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