冶金化工塔类、储罐、槽设备基础的设计.pdf

问题研究 第2 9 卷2 0 1 1 年第 1 期 总第 1 5 1 期 冶金化工塔类、 储罐、 槽设备基础的设计 李丽王辉 鞍钢集团工程技术有限公 司 鞍 山 1 1 4 0 2 1 摘要冶金化工工程中设备基础的种类、 数量和材料消耗 多， 设计工作量大， 工程中常因设计概念不清盲 目加大尺寸， 增加配筋造成浪费， 或因设计错误发生事故影响生产。结合鞍钢股份3 o 万t 焦油加工工程 ， 分析三 类主要化 工设备基础的特点、 形式及构造要求。 关键词塔槽储罐设备基础 I 设备概述 在鞍钢股份 3 0 万 t 焦油加工工程焦油蒸馏工 段设备基础 中主要有三类化工设备。 i 塔类设备 多为易燃 、 易爆 、 高温 、 高压 和 毒气程度不同的高耸金属结构 ， 如初馏塔 、 前塔 、 奈塔和蒽塔。 2 立式储罐 储存各种液态化工原料 、 中间 产品或成品的常压钢制立式圆筒形储罐 。如宽馏 分蒸馏给料罐 、 轻油罐和宽馏分离罐 。 3 卧式储槽 储存各种液态化工原料 的常压 钢制卧式圆筒形储槽 ， 如导热油放空槽 、 稀碱配置 槽和尾气处理油槽。 2 塔类设备基础设计 I 安全等级设计 塔基础结构一般按二级安 全等级设计 ， 对结构受荷载破坏后果很严重者可 按一级安全等级考虑。 2 结构形式 根据 生产 工艺要求 、 结构布置 合理及施工方便可选用钢筋混凝土塔基础 ， 一般 e ； 牙e ； 0 ； 名 ； 石 希 石 ； 、 蝠 有圆筒式、 圆柱式、 环形框架式、 方形框架式 、 板式 框架式的独立 和联合塔基础 ； 也可选 用钢结构塔 基础 一般有桁架式和框架式。 本工程塔类 D 3 ． 2 m， H 4 0 m， 选用 圆柱式钢筋 混凝土基础 。 3 圆柱式基础计 算 圆柱 式塔基础 的计 算 包括底板 以上结构计算 ； 地基及基础底板 的计算 包 括地基 承载力计算和地基变形计算 ； 塔基础的 抗震验算应符合现行国家标准 构筑物抗震设计 规范 。 4 圆柱式塔基础主要构造要求 ①塔基础的 混凝土强度等级不小于C 2 5 ， 塔基础结构顶面二 次浇灌层 的厚度为 3 0 5 0 m m； 圆柱基础受力钢筋 的混凝土保护层厚度为 3 5 ra m。② 圆柱式塔基础 竖 向配筋 率 ， 不应小 于0 ． 5 ％； 地脚螺栓应埋设在 圆柱受 力钢筋 网内 ， 地脚螺栓应 设双螺 帽 ， 其直 径 、 露头长度 由设备专业提供 。图 1为圆柱式塔 基础示意图。 2 减速机一轴齿轮啮合不正常 ， 存在局部故 障， 如点蚀或剥落故障。 3 减速机一轴轴承存在磨损故障 ， 测点 4 轴 承 内圈存在故障缺 陷。齿轮和轴承故障的主要原 因是 电动机与减速机 一轴 的联 轴器不对 中引起 的。不对中的原因是由于减速机地脚松动引起的。 4 一周后 ， 对减速机进行检修揭盖时 ， 发现 减速机一轴齿轮齿面有一处出现剥落， 测点4 轴承 出现严重故障。实际情况与诊断结轮基本一致。 5 总 结 在减速机 的故 障诊断过程 中， 由于减速机结 构复杂 ， 同时有几对齿轮副在运行 ， 振源多 ， 振动 信号较为复杂。在振动频谱图中， 往往包含几个 啮合频率及其调制的转频信号， 谱线比较密集， 辨 别 比较 困难 。减速机在运行过程 中 ， 其齿轮的冲 击较大且伴随着多种噪声信号 ， 滚动轴承的故障 信号往往被这些信号所淹没， 提取滚动轴承的故 障信号非常困难。因此， 在对减速机进行故障诊 断时 ， 要采用高 分辨 率数据采集器来了解减速 机 和轴承的故障模式 ， 分析时要结合幅值域、 时域、 频域进行综合分析 ， 只有这样才能对减速机的故 障做出准确地判断， 为现场检修设备提供科学和 准确的依据。 2 0 1 0 -0 3 -1 9收稿 一 6 9 第2 9 卷2 0 1 1 年第 1 期 总第1 5 1 期 问题研究 丰 图 1 圆柱式塔基础示意 3 立式储罐基础设计 1 设计立式储罐基础时应取得下列资料 ① 储罐直径 、 高度 、 总重心标高 、 基础顶面 中心的设 计标高和罐底拱升值。②储罐自重与物料重量 、 物料 名称 与浓度 当物料有腐 蚀性时 和罐底温 度 。③储罐基础 的总 图坐标位置 、 建设场地 的工 程地质和水文地质勘察资料。 2 立式储罐基础选型 ①护坡式基础用于地 基为硬 、 中硬的场地 ， 罐外护坡防护层可采用块 石、 预制混凝土块砌筑或素混凝土浇成。②环墙 式基础 为罐壁直接 支承于钢筋混凝 土环墙基础 上 。用于地基 为中软 、 软或较不均匀 的场地 。该 类基础适用于大型储罐、 高位储罐和浮顶罐等。 本工程储罐均采用环墙式基础。环墙式柔性 基础为柔性基础， 其基础做法见图2 。 一 70一 图2 立式储罐环墙基础示意 3 储罐基础计算包括地基承载力计算 、 地基 变形计算和环墙结构计算。 4 立式储罐基础主要构造要求 ①基础顶面 应 自罐中心预先起拱 ， 起拱高度宜为 1 5 ％ 3 5 ％ 或设备要求取值 ， 当地基变形大时 ， 起拱高度不宜 小于 8 0 0 ra m。在地震 区 ， 埋深不应小 于 1 ． O re。② 混凝土环墙基础宽度6 不宜小于 2 5 0 ram， 罐壁宜置 于环墙顶面中心处； 环墙高度h 可取 1 ．0 2 ．5 m， 宜 为储罐高度的 1 ／ 5 1 ／ 1 0 ， 地基均匀性较差时应取大 值。③钢筋混凝土环墙应沿罐周每隔 1 0 ～ 2 0 m均 匀设置3 0的检漏管， 从干铺黄砂层 中穿越环墙， 出 口处应设置卵石过滤层和塑料滤网。 4 卧式储槽基础设计 1 设计卧式储槽基础时， 其设计资料要求类 似立式储罐基础设计要求 。 2 卧式储槽基 础 由两个支墩 和底板构成 。 当支墩相距较远 ， 底板承受的水平力及力矩较小 时 ， 可采用分离式基础 ； 反之 ， 可采用整体式基础 ， 也可采用连梁连结。当基础 由三个支墩和底板构 成时 ， 可设计为整体式基础。 本工程 卧式储槽基 础均采用整体 式支墩基 础 ， 其基础做法见图3 。 图3 卧室储槽基础示意 计算确定 造 要求 3 卧式储槽基础的计算包括地基承载力 、 基 础支墩、 底板及连梁各部件的承载力计算。 4 卧式储槽基础主要构造要求 ①支墩截面 宽度应 比设备支座底板两侧各 长 l O O m m， 且不宜 小于3 0 0 ra m 。②支墩顶部宜设置埋人式地脚螺栓 或预埋钢板， 支墩顶面应设置二次浇灌层。 5 结束语 化工设备基础的选型主要根据生产设备的特 点而定 ， 选择合理的基础形式既能满足生产的需 要 ， 又能达到节约的经济效果。 2 0 0 9 1 2 0 2 收稿