3 3 容器设计实例容器设计实例2 2矩形容器设计实例矩形容器设计实例环境工程设备3. 工艺设计条件工艺设计条件 某啤酒废水处理所采用的钢制矩形接触某啤酒废水处理所采用的钢制矩形接触氧化池氧化池, ,其工艺尺寸已确定如下其工艺尺寸已确定如下: : 有效水深有效水深:3.0 m:3.0 m 干舷高度干舷高度:0.5 m:0.5 m 池长池长:4.0 m:4.0 m 池宽池宽:2.5 m:2.5 m 设置在铺有砂垫层的平板状钢筋混凝土设置在铺有砂垫层的平板状钢筋混凝土基础上基础上. .环境工程设备3.2 设计步骤及图纸设计步骤及图纸)矩形容器高度超过矩形容器高度超过2.2 m2.2 m时时, ,宜采用垂直和横宜采用垂直和横向组合加固的加固方式向组合加固的加固方式, ,以保证容器的刚度以保证容器的刚度 接触氧化池内应设置填料接触氧化池内应设置填料, ,作为微生物附着作为微生物附着生长的载体生长的载体, ,则填料支架可起部分内部拉杆作则填料支架可起部分内部拉杆作用用, ,对池体的刚度有一定的贡献对池体的刚度有一定的贡献. .考虑池体安全考虑池体安全, ,按内部无拉杆的垂直和横向组合按内部无拉杆的垂直和横向组合加固矩形容器计算加固矩形容器计算环境工程设备3.2.1 横向加固圈数量和位置横向加固圈数量和位置)接触氧化池总高度接触氧化池总高度:H=3.0+0.5=3.5 m:H=3.0+0.5=3.5 m)容器高度容器高度H3 m,H3 m,加强圈加强圈3 3个个环境工程设备)从顶边至底板依次为从顶边至底板依次为: H1=0.37H=0.373500=1295 mm H2=0.25H=0.253500=875 mm H1=0.21H=0.213500=7395 mm H1=0.17H=0.173500=595 mm4 可计算出可计算出: h1=H1=1295 mm h2=H1+H2=2170 mm h3=H1+H2+H3=2905 mm h4=H1+H2+H3+H4=1295 mm加强圈段距加强圈段距环境工程设备段距图段距图环境工程设备条件条件: :废水无腐蚀废水无腐蚀, ,室温下工作室温下工作, ,只承受液体静压的常只承受液体静压的常压敞口容器压敞口容器)供选择的材料供选择的材料: :碳素钢或低合金钢容器专用钢板碳素钢或低合金钢容器专用钢板 16MnR: 16MnR:(s s=345MPa, =345MPa, b b=510MPa,=170)=510MPa,=170)235-A235-A:(:(s s=235MPa, =235MPa, b b=375MPa,=113)=375MPa,=113)价格相近价格相近, ,选用选用16MnR16MnR3.2.2 确定垂直加固柱的最大间距确定垂直加固柱的最大间距环境工程设备环境工程设备)计算横向加固圈的惯性矩时需要确定垂直加固计算横向加固圈的惯性矩时需要确定垂直加固柱的最大间距柱的最大间距L L3 3)假定壁厚假定壁厚n=8 mm,n=8 mm,则则: :)需查图需查图: :根据根据H/L=3.5/4.0=0.875,H/L=3.5/4.0=0.875,求系数求系数=0.016=0.016垂直加固柱的最大间距垂直加固柱的最大间距环境工程设备系数表系数表环境工程设备)长边加固柱长边加固柱:2:2根根 L L3 3=4000/(2+1)=1333 mm1407 mm=4000/(2+1)=1333 mm1407 mm)短边加固柱短边加固柱:1:1根根 L L3 3=2500/(1+1)=1250 mm1407 mm=2500/(1+1)=1250 mm4.1cm4.1cm4 4, ,能能够满足要求够满足要求, ,但但根据最小角钢根据最小角钢规定规定: :选用选用5050550505环境工程设备3.2.5 第第1道横向加固圈及壁板计算道横向加固圈及壁板计算)第第1道横向加固圈单位长度上的荷载道横向加固圈单位长度上的荷载:)第第1道横向加固圈所需的惯性矩道横向加固圈所需的惯性矩:) 6363463634角钢惯性矩为角钢惯性矩为19.03 cm19.03 cm4 418.4cm18.4cm4 4, ,能够满能够满足要求足要求环境工程设备第第1段壁板计算厚度段壁板计算厚度:需查图需查图: :根据根据H H1 1/L=1250/1333=0.938,/L=1250/1333=0.938,求系数求系数=0.018=0.018第第1道壁板计算厚度道壁板计算厚度环境工程设备第、道横向加固圈单位长度上的荷载第、道横向加固圈单位长度上的荷载:3.2.6 第第2、3道横向加固圈计算道横向加固圈计算环境工程设备第第2、3道横向加固圈惯性矩道横向加固圈惯性矩)第第2、3道横向加固圈所需的惯性矩道横向加固圈所需的惯性矩:L3代代L环境工程设备第第2、3道横向加固圈角钢型号道横向加固圈角钢型号) 7070470704角钢惯性矩为角钢惯性矩为26.39 cm26.39 cm4 425.1cm25.1cm4 4, ,能够满足第能够满足第2 2道横向加固要求道横向加固要求) 7070570705角钢惯性矩为角钢惯性矩为32.21 cm32.21 cm4 427.8cm27.8cm4 4, ,能够满足第能够满足第3 3道横向加固要求道横向加固要求环境工程设备3.2.7 第第2、3、4段壁板计算段壁板计算)第第2、3、4段壁板计算厚度段壁板计算厚度: L3代代L)第第2段壁板高度与长边之比段壁板高度与长边之比H H2 2/L/L3 3=875/1333=0.656,=875/1333=0.656,求系数求系数=0.01=0.01环境工程设备第第2、3、4段壁板计算段壁板计算)第第3段壁板高度与长边之比段壁板高度与长边之比H H3 3/L/L3 3=735/1333=0.55,=735/1333=0.55,求系数求系数=0.008=0.008)第第4段壁板高度与长边之比段壁板高度与长边之比H H4 4/L/L3 3=595/1333=0.446,=595/1333=0.446,求系数求系数=0.005=0.005环境工程设备)第第1、2、3、4段壁板计算厚度分别为段壁板计算厚度分别为2.7 mm、4.6mm、5.0mm、4.2mm)各段厚度不均，制造困难，且各段腐蚀程度不同。各段厚度不均，制造困难，且各段腐蚀程度不同。)设计壁厚：设计壁厚：)d d=+=+C C2 2=5.0+1.0=6.0 mm,=5.0+1.0=6.0 mm,3.2.8 确定壁板厚度确定壁板厚度环境工程设备钢板厚度偏差钢板厚度偏差环境工程设备)顶边加固件：顶边加固件： 5050550505)第第1 1道横向加固圈角钢：道横向加固圈角钢： 6363463634)第第2 2道横向加固圈角钢：道横向加固圈角钢： 7070470704)第第3 3道横向加固圈角钢：道横向加固圈角钢： 7070570705为方便选材及加工：统一为为方便选材及加工：统一为 7070570705角钢角钢3.2.9 确定加固圈角钢规格型号确定加固圈角钢规格型号环境工程设备 该池设置在铺有砂垫层的平板状钢筋该池设置在铺有砂垫层的平板状钢筋混凝土基础上，底板被均匀支承混凝土基础上，底板被均匀支承. . 底板最小厚度可取底板最小厚度可取4-6 mm4-6 mm或与壁板等或与壁板等厚，本例取与壁板等厚即厚，本例取与壁板等厚即7 mm7 mm3.2.10 底板确定底板确定环境工程设备接触氧化池为敞口容器，故不设人孔、手孔、安全阀、压力接触氧化池为敞口容器，故不设人孔、手孔、安全阀、压力计、液面计、压力计、液面计、视镜等附件。计、液面计、压力计、液面计、视镜等附件。主要有以下接管主要有以下接管1. 进水管：进水管：采用采用89 4 mm无缝钢管，设于长边壁板中心位置，底板以上无缝钢管，设于长边壁板中心位置，底板以上250mm处，法兰连接处，法兰连接因罐体因罐体n=10 mm80 mm,需对开需对开孔处补强孔处补强 补强圈外径：补强圈外径：180 mm, 内径：内径：93 mm, =8 mm3.2.11 接管接管环境工程设备2. 出水管：出水管：采用采用108 4 mm无缝钢管，设于短边壁板上部，池顶无缝钢管，设于短边壁板上部，池顶以下以下600mm处，法兰连接。处，法兰连接。污泥出料管污泥出料管DN=100 mm,需对开孔处补强需对开孔处补强 补强圈外径：补强圈外径：210 mm, 内径：内径：112 mm, =8 mm接管接管环境工程设备接管接管3.压缩空气进口管：压缩空气进口管：采用采用108 4 mm无缝钢管，设于进水管对侧的长边壁无缝钢管，设于进水管对侧的长边壁板中心位置，距底板中心位置，距底100mm处。法兰连接处。法兰连接需对开孔处补强需对开孔处补强 补强圈外径：补强圈外径：210 mm, 内径：内径：112 mm, =8 mm环境工程设备接管接管4. 放空管：放空管：采用采用108 4 mm无缝钢管，设于压缩空气进口管同侧无缝钢管，设于压缩空气进口管同侧长边壁板下部近短边壁板、距底长边壁板下部近短边壁板、距底80mm处，法兰连处，法兰连接接需对开孔处补强需对开孔处补强 补强圈外径：补强圈外径：210 mm, 内径：内径：112 mm, =8 mm环境工程设备接管接管5.溢流管：溢流管：采用采用159 4.5 mm无缝钢管，设于放空管同一垂线上无缝钢管，设于放空管同一垂线上方，池顶以下方，池顶以下400mm处。法兰连接处。法兰连接需对开孔处补强需对开孔处补强 补强圈外径：补强圈外径：300 mm, 内径：内径：164 mm, =8 mm环境工程设备2.8 绘制设备施工图绘制设备施工图)本例包含内容如下：本例包含内容如下：)技术要求技术要求)技术特性表技术特性表)接管表接管表)材料明细表材料明细表)设备总装配图设备总装配图环境工程设备技术要求技术要求)本设备按本设备按JB/T4735-1997JB/T4735-1997钢制焊接常压容器钢制焊接常压容器进行制造、试验、验收进行制造、试验、验收)焊接材料、对接焊接接头形式可见焊接材料、对接焊接接头形式可见GB985-80GB985-80的的规定，焊缝系数取规定，焊缝系数取=1.0=1.0)焊接采用电弧焊，焊条型号为焊接采用电弧焊，焊条型号为E5016E5016)池体焊缝应进行煤油渗漏试验或盛水试验池体焊缝应进行煤油渗漏试验或盛水试验)管口方位见图管口方位见图环境工程设备技术特性表技术特性表环境工程设备接管表接管表环境工程设备环境工程设备环境工程设备