化工機械設(shè)備課程設(shè)計--脫硫吸收塔

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第1章 緒 論..................................................................................................................3</p><p>　　1.1 課程設(shè)計的目的…………………

2、……………………………………………..3</p><p>　　1.2 課程設(shè)計的要求………………………………………………………………..3</p><p>　　1.3 課程設(shè)計的內(nèi)容………………………………………………………………..3</p><p>　　1.4 課程設(shè)計的步驟…………………………………………………………..…….3</p><

3、p>　　第2章 塔體的機械計算................................................................................................5</p><p>　　2.1 按計算壓力計算塔體和封頭厚度……………………………………………..5</p><p>　　2.1.1 塔體厚度的計算……………………

4、……………………………………….5</p><p>　　2.1.2 封頭厚度計算……………………………………………………………….5</p><p>　　2.2 塔設(shè)備質(zhì)量載荷計算………………………………………………………….5</p><p>　　2.2.1 筒體圓筒,封頭,裙座質(zhì)量…………………………………………………..5</p><p&g

5、t;　　2.2.2 塔內(nèi)構(gòu)件質(zhì)量………………………………………………………………6</p><p>　　2.2.3 保溫層質(zhì)量………………………………………………………………....6</p><p>　　2.2.4 平臺,扶梯質(zhì)量……………………………………………………………...6</p><p>　　2.2.5 操作時物料質(zhì)量……………………………………………

6、………………6</p><p>　　2.2.6 附件質(zhì)量……………………………………………………………………7</p><p>　　2.2.7 充水質(zhì)量……………………………………………………………………7</p><p>　　2.2.8 各種質(zhì)量載荷匯總…………………………………………………………7</p><p>　　2.3 風載荷與風彎

7、矩計算………………………………………………………….8</p><p>　　2.3.1自振周期計算………………………………….……………………………8</p><p>　　2.3.2 風載荷計算…………………………………………………………………8</p><p>　　2.3.3 各段風載荷計算結(jié)果匯總…………………………………………………8</p>&

8、lt;p>　　2.3.4風彎矩的計算……………………………………………………………….8</p><p>　　2.4 地震彎矩計算………………………………………………………………….9</p><p>　　2.5 偏心彎矩的計算……………………………………………………………...10</p><p>　　2.6 各種載荷引起的軸向應(yīng)力…………………………………

9、………………...10</p><p>　　2.6.1計算壓力引起的軸向應(yīng)力………………………………………………...10</p><p>　　2.6.2 操作質(zhì)量引起的軸向壓應(yīng)力2…………………………………….........10</p><p>　　2.6.3 最大彎矩引起的軸向應(yīng)力3.……………………….............................

10、...10</p><p>　　2.7 塔體和裙座危險截面的強度與穩(wěn)定校核…………………………………...10</p><p>　　2.7.1 塔體的最大組合軸向拉應(yīng)力校核………………………………………..10</p><p>　　2.7.2 塔體與裙座的穩(wěn)定校核…………………………………………………..11</p><p>　　2.7.3

11、各危險截面強度與穩(wěn)定性校核……………………..................................11</p><p>　　2.8 塔體水壓試驗和吊裝時的應(yīng)力校核………………………………………...14</p><p>　　2.8.1 水壓試驗時各種載荷引起的應(yīng)力………………………………………..14</p><p>　　2.8.2 水壓試驗時應(yīng)力校核…

12、…………………………………………………..14</p><p>　　2.9 基礎(chǔ)環(huán)設(shè)計…………………………………………………………………...15</p><p>　　2.9.1 基礎(chǔ)環(huán)尺寸………………………………………………………………..15</p><p>　　2.9.2 基礎(chǔ)環(huán)的應(yīng)力校核………………………………………………………..15</p>

13、<p>　　2.9.3 基礎(chǔ)環(huán)的厚度……………………………………………………………..15</p><p>　　2.10 地腳螺栓計算……………………………………………………………….16</p><p>　　2.10.1 地腳螺栓承受的最大拉應(yīng)力……………………………………………16</p><p>　　2.10.2 地腳螺栓的螺紋小徑……………………

14、………………………………16</p><p>　　第3章 塔結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………………………………………..……………..18</p><p>　　3.1 塔體………………………………………………………………………….18</p><p>　　3.2 板式塔及塔盤……………………………………………………………….18</p><p>　　3

15、.3 塔設(shè)備附件………………………………………………………………….18</p><p>　　3.3.1 接管……………………………………………………………………..18</p><p>　　3.3.2 除沫裝置………………………………………………………………..18</p><p>　　3.3.3 吊柱……………………………………………………………………..18&

16、lt;/p><p>　　3.3.4 裙式支座………………………………………………………………..19</p><p>　　3.3.4 保溫層…………………………………………………………………..19</p><p>　　參考文獻……………………………………………………………………………..20</p><p>　　課設(shè)結(jié)果與自我總結(jié)…………………

17、……………………………………………..21 </p><p>　　附錄A 主要符號說明………………………………………………………………22</p><p>　　附錄B塔設(shè)備的裝配圖………………………………………………………….....24</p><p><b>　　緒 論</b></p><p><b>　

18、　課程設(shè)計的目的</b></p><p>　?。?）把化工工藝與化工機械設(shè)計結(jié)合起來，鞏固和強化有關(guān)機械課程的基本理論和知識基本知識。</p><p>　?。?）培養(yǎng)對化工工程設(shè)計上基本技能以及獨立分析問題、解決問題的能力。</p><p>　?。?）培養(yǎng)識圖、制圖、運算、編寫設(shè)計說明書的能力。</p><p><b>

19、　　課程設(shè)計的要求</b></p><p>　　（1）樹立正確的設(shè)計思想。</p><p>　　（2）具有積極主動的學習態(tài)度和進取精神。</p><p>　　（3）學會正確使用標準和規(guī)范，使設(shè)計有法可依、有章可循。</p><p>　　（4）學會正確的設(shè)計方法，統(tǒng)籌兼顧，抓主要矛盾。</p><p>　　（

20、5）在設(shè)計中處理好尺寸的圓整。</p><p>　?。?）在設(shè)計中處理好計算與結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)系。</p><p><b>　　課程設(shè)計的內(nèi)容</b></p><p>　　對二氯乙烷精餾塔的機械設(shè)計。 DN=1800mm PN=1.2MPa</p><p><b>　　課程設(shè)計的步驟</b></

21、p><p>　?。?）全面考慮按壓力大小、溫度高低、腐蝕性大小等因素來選材。</p><p><b>　?。?）選用零部件。</b></p><p>　　（3）計算外載荷，包括內(nèi)壓、外壓、設(shè)備自重，零部件的偏載、風載、地震載荷等。</p><p>　?。?）強度、剛度、穩(wěn)定性設(shè)計和校核計算</p><p&

22、gt;　?。?）傳動設(shè)備的選型、計算。</p><p>　　（6）繪制設(shè)備總裝配圖。</p><p><b>　　塔體的機械計算</b></p><p>　　按計算壓力計算塔體和封頭厚度</p><p><b>　　塔體厚度的計算</b></p><p><b>　

23、?。?）計算壓力 </b></p><p>　?。?）塔體計算厚度 </p><p>　　（3）塔體設(shè)計厚度 </p><p>　?。?）塔體名義厚度 =12mm</p><p>　?。?）塔體有效厚度 </p><p><b>　　封頭厚度計算</b></p><

24、p><b>　?。?）計算厚度 </b></p><p><b>　?。?）設(shè)計厚度 </b></p><p><b>　?。?）名義厚度 </b></p><p><b>　?。?）有效厚度 </b></p><p><b>　　

25、塔設(shè)備質(zhì)量載荷計算</b></p><p>　　筒體圓筒、封頭、裙座質(zhì)量 m01</p><p>　　（1）圓筒質(zhì)量 m1=Kg</p><p>　?。?）封頭質(zhì)量 m2=Kg</p><p>　　（3）裙座質(zhì)量 m3=Kg</p><p>　　說明：1 塔體圓筒總高度為36.79m；</p>

26、<p>　　2查得DN1800mm，厚度10mm的圓筒質(zhì)量為536Kg/m；</p><p>　　3 查得 DN1800mm，厚度10mm的橢圓形封頭質(zhì)量為338.4Kg/m；</p><p>　　4 裙座高度3060mm。</p><p>　　m01=m1+m2+m3=22036.4Kg</p><p>　　塔內(nèi)構(gòu)件質(zhì)量 m02

27、</p><p><b>　　m02=Kg</b></p><p>　　浮閥塔盤質(zhì)量75Kg/m </p><p><b>　　保溫層質(zhì)量 m</b></p><p><b>　　=6851Kg</b></p><p><b>　　為封頭保溫層

28、質(zhì)量</b></p><p>　　2.2.4 平臺與扶梯質(zhì)量 </p><p>　　m04= =6520Kg</p><p>　　說明：平臺質(zhì)量q=150Kg/m；籠式扶梯質(zhì)量=40Kg/m；籠式扶梯高度H=39m，平臺數(shù)n=8</p><p>　　2.2.5 操作時物料質(zhì)量</p><p>　　說明

29、：物料密度，封頭容積。塔釜圓筒部分深度，塔板層數(shù)N=70，塔板上液層高度</p><p>　　2.2.6 附件質(zhì)量</p><p><b>　　按經(jīng)驗取附件質(zhì)量 </b></p><p>　　2.2.7 充水質(zhì)量</p><p><b>　　其中</b></p><p>　

30、　2.2.8 各種載荷質(zhì)量匯總</p><p><b>　　表2-1質(zhì)量匯總 </b></p><p>　　風載荷與風彎矩的計算</p><p><b>　　風載荷計算</b></p><p><b>　　2—3段計算風載荷</b></p><p>&

31、lt;b>　　，其中，，。</b></p><p><b>　　a </b></p><p><b>　　b </b></p><p><b>　　取，</b></p><p><b>　　a =2677</b></p>&

32、lt;p><b>　　b =2877</b></p><p><b>　　取， </b></p><p><b>　　風彎矩的計算</b></p><p><b>　　截面0—0 </b></p><p><b>　　截面1—1 <

33、;/b></p><p><b>　　截面2—2 </b></p><p><b>　　地震彎矩計算</b></p><p>　　取第一振型脈動增大系數(shù)，則衰減指數(shù)，，地震設(shè)防烈度9度，故取。</p><p><b>　　查得， </b></p><

34、p>　　，，等直徑等厚度的塔， 按下列方法計算地震彎矩。</p><p><b>　　截面0—0 </b></p><p><b>　　截面1—1</b></p><p><b>　　截面2—2 </b></p><p><b>　　。</b>&

35、lt;/p><p><b>　　偏心彎矩的計算</b></p><p>　　偏心質(zhì)量 偏心距</p><p><b>　　偏心彎矩 </b></p><p>　　各種載荷引起的軸向應(yīng)力</p><p>　　計算壓力引起的軸向應(yīng)力</p><p>&l

36、t;b>　　其中 </b></p><p>　　操作質(zhì)量引起的軸向壓應(yīng)力 </p><p><b>　　截面0—0 </b></p><p><b>　　截面1—1 </b></p><p><b>　　其中</b></p><p&g

37、t;<b>　　截面2—2 </b></p><p><b>　　其中</b></p><p>　　最大彎矩引起的軸向應(yīng)力</p><p><b>　　截面0—0 </b></p><p><b>　　截面1—1 </b></p>&l

38、t;p><b>　　截面2—2 </b></p><p>　　塔體和裙座危險截面的強度與穩(wěn)定校核</p><p>　　截面的最大組合軸向拉應(yīng)力校核</p><p><b>　　截面2-2</b></p><p>　　塔體的最大組合軸向拉應(yīng)力發(fā)生在正常操作時的2—2截面上，其中，，，,<

39、/p><p><b>　　滿足要求</b></p><p>　　塔體與裙座的穩(wěn)定性校核</p><p><b>　　截面2-2</b></p><p>　　塔體2—2截面上的最大做和軸向壓應(yīng)力</p><p><b>　　滿足要求</b></p>

40、<p>　　其中 查圖5-9得, K=1.2</p><p><b>　　截面1-1</b></p><p>　　塔體1—1截面上的最打組合軸向壓應(yīng)力</p><p><b>　　滿足要求</b></p><p><b>　　其中 </b></p>

41、<p>　　查圖5-8得（Q235-B，200） B=110MPa K=1.2</p><p><b>　　截面 0-0</b></p><p>　　塔體0—0截面上的最大組合軸向應(yīng)力</p><p><b>　　滿足要求</b></p><p>　　其中 K=1.2<

42、/p><p>　　各危險截面強度校核匯總</p><p>　　塔體水壓試驗和吊裝時代應(yīng)力校核</p><p>　　水壓試驗時各種載荷引起的應(yīng)力</p><p>　?。?）試驗壓力和液柱靜壓力引起的環(huán)向應(yīng)力</p><p><b>　　液柱靜壓力=</b></p><p>　　（

43、2）試驗壓力引起的軸向拉應(yīng)力</p><p>　?。?）最大質(zhì)量引起的軸向壓應(yīng)力</p><p>　　（4）彎矩引起的軸向應(yīng)力</p><p><b>　　水壓試驗時應(yīng)力校核</b></p><p>　?。?）筒體環(huán)向應(yīng)力校核</p><p><b>　　滿足要求</b>&l

44、t;/p><p>　?。?）最大組合軸向應(yīng)力校核</p><p>　　液壓試驗時 滿足要求</p><p>　?。?）最大組合軸向壓應(yīng)力校核</p><p><b>　　滿足要求。</b></p><p><b>　　基礎(chǔ)環(huán)設(shè)計</b></p><p>

45、;<b>　　基礎(chǔ)環(huán)尺寸</b></p><p><b>　　取mm</b></p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　基礎(chǔ)環(huán)的應(yīng)力校核</b></p><p><b>　　，其中</b></p>

46、;<p>　　取以上兩者中的較大值，選用100號混凝土，由表8-9查得其許用應(yīng)力 , 滿足要求。</p><p><b>　　基礎(chǔ)環(huán)的厚度</b></p><p><b>　??；。</b></p><p>　　，假設(shè)螺栓直徑為，由表8-11查得，當</p><p><b>

47、　　取其中較大值，故</b></p><p>　　按有筋板時計算基礎(chǔ)環(huán)厚度</p><p>　　+C==24.86mm</p><p><b>　　圓整后取</b></p><p><b>　　地腳螺栓計算</b></p><p>　　2.10.1地腳螺栓承受的最

48、大拉應(yīng)力</p><p><b>　　，其中</b></p><p>　?。?） （2） 取以上兩數(shù)中的較大值， </p><p><b>　　地腳螺栓的螺紋小徑</b></p><p>　　，選取地腳螺栓個數(shù) n=44，，+C2=+3=35.944mm，由表8-12查得螺栓的螺紋小徑，故選用的地

49、腳螺栓，滿足要求。</p><p>　　第3章 塔結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p><b>　　3.1 塔體</b></p><p>　　塔體包括塔殼筒體、封頭、人孔、手孔、葉面計、接管、法蘭等各受壓元件，其結(jié)構(gòu)形式和要求應(yīng)滿足GB150有關(guān)規(guī)定</p><p>　　3.2 板式塔及塔盤</p><p>

50、;　　因塔徑為1600mm大于800mm 故選用分塊式塔盤</p><p><b>　　3.3塔設(shè)備附件</b></p><p><b>　　3.3.1接管</b></p><p>　　塔設(shè)備的塔體上配有各種工藝接管和儀表接管，大多數(shù)接管與一般容器上接管結(jié)構(gòu)相同</p><p>　　3.3.2 除沫

51、裝置</p><p>　　除沫裝置屬氣液分離裝置，用以出去氣體夾帶的液滴和霧沫，保證傳質(zhì)效率。觸摸裝置可安裝在塔內(nèi)或塔上部，也可作為獨立的氣液分離設(shè)備。</p><p><b>　　3.3.3 吊柱</b></p><p>　　對于高度大于15m的室外無框架的整體塔，應(yīng)考慮安裝和檢修時起吊塔臺及其他附件方便，所以常在塔頂安裝可轉(zhuǎn)動的吊柱。<

52、;/p><p>　　3.3.4 裙式支座</p><p>　　裙座是塔設(shè)備廣泛采用的一種支座，裙座有圓筒形和圓錐型兩種。</p><p><b>　　3.3.5 保溫圈</b></p><p>　　塔外保溫材料的支撐圈叫保溫圈。</p><p><b>　　塔體保溫圈為I型。</b&g

53、t;</p><p><b>　　塔頂保溫圈為Ⅱ型。</b></p><p>　　塔底封頭保溫圈為Ⅲ型。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 刁玉瑋，王立業(yè)，喻健良?！痘ぴO(shè)備機械基礎(chǔ)（第六版）》大連，大連理工大學出版社 2006,12.</p>

54、<p>　　[2] 蔡紀寧，張秋翔，《化工機械基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書》。北京 化學工業(yè)出版社2010,8.</p><p>　　[3] 余國琮《化工容器及設(shè)備》北京，化學工業(yè)出版社 1998.</p><p>　　[4] 余國琮《化工機械手冊》天津，天津大學出版社1979.</p><p>　　[5] 閆康平 《工程材料》北京， 化學工業(yè)出版社 2001.&l

55、t;/p><p><b>　　設(shè)計結(jié)果評價及總結(jié)</b></p><p>　　通過此次課程設(shè)計，使我更加扎實的掌握了有關(guān)化工機械設(shè)備方面的知識，在設(shè)計過程中雖然遇到了一些問題，但經(jīng)過一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了原因所在，也暴露出了前期我在這方面的知識欠缺和經(jīng)驗不足。實踐出真知，通過親自動手制作，使我們掌握的知識不再是紙上談兵。</p><

56、;p>　　在課程設(shè)計過程中，我們不斷發(fā)現(xiàn)錯誤，不斷改正，不斷領(lǐng)悟，不斷獲取。最終，這次課程設(shè)計終于順利完成了，在設(shè)計中遇到了很多問題，最后在老師的指導(dǎo)下，終于游逆而解。在今后社會的發(fā)展和學習實踐過程中，一定要不懈努力，不能遇到問題就想到要退縮，一定要不厭其煩的發(fā)現(xiàn)問題所在，然后一一進行解決，只有這樣，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荊斬棘，而不是知難而退，那樣永遠不可能收獲成功，收獲喜悅，也永遠不可能得到社會及他人對你

57、的認可！</p><p>　　通過這次課程設(shè)計，我掌握了如何將化工工藝條件與化工設(shè)備設(shè)計有機的結(jié)合起來，使所學有關(guān)機械課程的基本理論和基本知識得以鞏固和強化，為今后設(shè)計化工化工設(shè)備及機械打下一定的基礎(chǔ)。實驗過程中，也對團隊精神的進行了考察，讓我們在合作起來更加默契，在成功后一起的喜悅心情，果然是團結(jié)就是力量。只有互相之間默契融洽的配合才能換來最終完美的結(jié)果。</p><p><b&g

58、t;　　致謝</b></p><p>　　我認為，在這學期的實驗中，在收獲知識得同時，還收獲了閱歷，收獲了成熟，在此過程中，我請教老師和同學，使我在專業(yè)知識好動手實踐方面都得到了很好的提升，在此，要對老師和同學表示衷心的感謝。</p><p><b>　　附錄A主要符號說明</b></p><p>　　基礎(chǔ)環(huán)面積：Ab

59、 平臺質(zhì)量：</p><p>　　裙座筒體的截面積： 籠式扶梯質(zhì)量：</p><p>　　基礎(chǔ)環(huán)伸長寬度：b 各類土場的特征周期：</p><p>　　厚度附加量：C 自振周期

60、： </p><p>　　塔內(nèi)直徑： 設(shè)計溫度：t</p><p>　　彈性模量：E 裙座筒體的截面系數(shù)：</p><p>　　塔體高度：H 常溫屈服點：</p><p>　　籠式扶梯高度：

61、 介質(zhì)密度 ：</p><p>　　塔盤介質(zhì)層高度 ： 塔外保溫層厚度：</p><p>　　風壓高度變化系數(shù) ： 圓筒計算厚度：</p><p>　　地震彎矩 ： 名義厚度：</p><p>　　風彎矩

62、 ： 有效厚度：</p><p>　　充液質(zhì)量 ： 保溫材料密度 ：</p><p>　　塔盤數(shù) ：N 基本振型參數(shù) ：</p><p>　　人孔個數(shù) ：n 地震影響系數(shù) ：<

63、/p><p>　　設(shè)計壓力 ：P 脈動增大系數(shù) ： </p><p>　　基本風壓值 ： 載荷組合系數(shù) ：k </p><p>　　地震影響系數(shù)： 自振周期地震影響系數(shù)：</p><p>　　風壓高度變化系