常壓塔畢業(yè)設(shè)計(jì)---甲醇水分離塔設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　甲醇水分離塔設(shè)計(jì)</b></p><p>　　摘要 篩板塔是傳質(zhì)過程常用的塔設(shè)備，它的主要優(yōu)點(diǎn)有：⑴ 結(jié)構(gòu)比浮閥塔更簡單，易于加工，造價(jià)約為泡罩塔的60％，為浮閥塔的80％左右。 ⑵ 處理能力大，比同塔徑的泡罩塔可增加10～15％。 ⑶ 塔板效率高，比泡罩塔高15％左右。⑷ 壓降較低，每板壓力比泡罩塔約低30％左右。雖然篩板塔有： ⑴ 塔板安裝的水平度要求較高

2、，否則氣液接觸不勻。 ⑵ 操作彈性較小(約2～3)。⑶ 小孔篩板容易堵塞等缺點(diǎn)。但它由于具有前述的一些優(yōu)點(diǎn)，因而在化工，石油，能源等行業(yè)的應(yīng)用中仍處于板式塔應(yīng)用的主導(dǎo)地位。本次論文以介質(zhì)的性質(zhì)、溫度和壓強(qiáng)，以及公稱直徑和當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境為設(shè)計(jì)條件，綜合考慮各方面的因素選定板式篩板塔，具體步驟主要包括殼體、封頭壁厚的設(shè)計(jì)與較核，基礎(chǔ)環(huán)板，裙座等零部件的設(shè)計(jì)，同時(shí)結(jié)合所選定的材料和工作環(huán)境制定相應(yīng)的焊接工藝和制作、組裝和加工工藝。</p&

3、gt;<p>　　關(guān)鍵詞 篩板塔；塔盤；降液管 </p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The sieve-plate column is commonly used in mass transfer tower equipment, its main advantages: ⑴ structural valve t

4、ower more than a simple, easy processing, and cost about 60% of bubble tower, tower float valve for about 80% . ⑵ processing capacity, than the diameter of the blister with tower 10 ~ 15% increase. ⑶ tray efficiency hig

5、her than that Blister tower about 15% higher. ⑷ lower pressure drop per plate bubble tower pressure than about 30%. Although the sieve-plate column are: ⑴ tray insta</p><p><b>　　目錄</b></p>

6、<p>　　甲醇水分離塔設(shè)計(jì)………………………………………………….I</p><p><b>　　摘要I</b></p><p><b>　　關(guān)鍵詞I</b></p><p>　　AbstractII</p><p>　　目錄………………………………………………………………..I

7、II</p><p>　　第一章 概述……………………………………………………..1</p><p>　　1.1板式精餾塔的簡介……………………………………………..1</p><p>　　1.2板式精餾技術(shù)及發(fā)展4</p><p>　　第二章塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………...5</p><p>

8、;　　2.1塔設(shè)計(jì)內(nèi)容5</p><p>　　2.1.1設(shè)計(jì)參數(shù)………………………………………………………5</p><p>　　2.1.2塔結(jié)構(gòu)簡圖……………………………………………………5</p><p>　　2.2主體材料強(qiáng)度指標(biāo)7</p><p>　　2.3筒體、封頭壁厚確定7</p><p>　　2.3

9、.1筒體厚度計(jì)算7</p><p>　　2.3.2封頭厚度計(jì)算7</p><p>　　2.4塔體上各項(xiàng)載荷計(jì)算8</p><p>　　2.4.1塔質(zhì)量8</p><p>　　2.4.2風(fēng)載荷和風(fēng)彎矩計(jì)算9</p><p>　　2.4.3地震力及地震彎矩計(jì)算11</p><p>　　2

10、.4.4最大彎矩13</p><p>　　2.5塔體的強(qiáng)度及軸向穩(wěn)定性驗(yàn)算14</p><p>　　2.5.1塔體2-2截面的各項(xiàng)軸向應(yīng)力計(jì)算14</p><p>　　2.5.2塔體2-2截面抗壓強(qiáng)度及軸向穩(wěn)定性驗(yàn)算14</p><p>　　2.6裙座的強(qiáng)度及穩(wěn)定性校核15</p><p>　　2.6.1裙座

11、底部0-0截面軸向應(yīng)力計(jì)算15</p><p>　　2.6.2裙座檢查孔1-1截面強(qiáng)度校核15</p><p>　　2.6.3裙座焊縫強(qiáng)度校核16</p><p>　　2.7壓試驗(yàn)時(shí)塔的強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算16</p><p>　　2.7.1水壓試驗(yàn)時(shí)塔體2-2截面的強(qiáng)度校核16</p><p>　　2.7.2水

12、壓試驗(yàn)時(shí)裙座底部0-0截面的強(qiáng)度和軸向穩(wěn)定性校核17</p><p>　　2.8基礎(chǔ)環(huán)板設(shè)計(jì)17</p><p>　　2.8.1基礎(chǔ)環(huán)板內(nèi)外徑的確定17</p><p>　　2.8.2混泥土強(qiáng)度校核17</p><p>　　2.8.3基礎(chǔ)環(huán)板厚度設(shè)計(jì)18</p><p>　　2.8.4地腳螺栓的設(shè)計(jì)19&l

13、t;/p><p>　　2.8.5筋板的設(shè)計(jì)與計(jì)算20</p><p>　　2.8.6蓋板的設(shè)計(jì)和計(jì)算21</p><p>　　2.9開孔及開孔補(bǔ)強(qiáng)22</p><p>　　2.9.1工藝水進(jìn)口N03開孔及開孔補(bǔ)強(qiáng)22</p><p>　　2.9.2貧甲醇進(jìn)口N07開孔及開孔補(bǔ)強(qiáng)24</p><

14、p>　　2.9.3工藝水出口N02開孔及開孔補(bǔ)強(qiáng)26</p><p>　　2.9.4人孔開孔及其開孔補(bǔ)強(qiáng)28</p><p>　　2.10接管和法蘭的選用31</p><p>　　第三章 甲醇水分離塔輔助裝置以及附件………………………32</p><p>　　3.1回流冷凝器32</p><p>　　3.

15、1.1整體式32</p><p>　　3.1.2自流式32</p><p>　　3.1.3強(qiáng)制循環(huán)式33</p><p>　　3.2管殼式換熱器的設(shè)計(jì)與選型33</p><p>　　3.2.1流體流動阻力（壓強(qiáng)降）的計(jì)算33</p><p>　　3.2.2管殼式換熱器的選型34</p><

16、;p><b>　　3.3再沸器35</b></p><p>　　3.4加熱蒸氣鼓泡管36</p><p>　　3.5離心泵的選擇37</p><p>　　第四章 塔設(shè)備的制造、安裝…………………………………….38</p><p>　　4.1制造要求38</p><p>　　4.2組

17、裝要求38</p><p>　　4.3焊接及其特點(diǎn)39</p><p><b>　　4.4熱處理40</b></p><p>　　4.5大型塔設(shè)備的安裝40</p><p>　　設(shè)計(jì)總結(jié)…………………………………………………………..42</p><p>　　致謝…………………………………

18、……………………………..44</p><p>　　參考文獻(xiàn)…………………………………………………………..45</p><p>　　附錄I 主要符號說明……………………………………………46</p><p><b>　　第一章 概述</b></p><p>　　1.1板式精餾塔的簡介</p><

19、;p>　　塔器在石油化工行業(yè)中具有廣泛的應(yīng)用。從原料的精制，中間產(chǎn)物的分離，到產(chǎn)品的提純和廢水、廢氣的處理都有賴于化工分離技術(shù)和化工塔器。由于分離過程是耗能過程，設(shè)備數(shù)量多，規(guī)模大，對工業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)起著重要的作用。</p><p>　　精餾塔是進(jìn)行精餾的一種塔式汽液接觸裝置，又稱為蒸餾塔。有板式塔與填料塔兩種主要類型。根據(jù)操作方式又可分為連續(xù)精餾塔與間歇精餾塔。蒸氣由塔底進(jìn)入，與下降液進(jìn)行逆流接觸，

20、兩相接觸中，下降液中的易揮發(fā)(低沸點(diǎn))組分不斷地向蒸氣中轉(zhuǎn)移，蒸氣中的難揮發(fā)(高沸點(diǎn))組分不斷地向下降液中轉(zhuǎn)移，蒸氣愈接近塔頂，其易揮發(fā)組分濃度愈高，而下降液愈接近塔底，其難揮發(fā)組分則愈富集，達(dá)到組分分離的目的。由塔頂上升的蒸氣進(jìn)入冷凝器，冷凝的液體的一部分作為回流液返回塔頂進(jìn)入精餾塔中，其余的部分則作為餾出液取出。塔底流出的液體，其中的一部分送入再沸器，熱蒸發(fā)后，蒸氣返回塔中，另一部分液體作為釜?dú)堃喝〕觥?lt;/p><

21、;p>　　氣－液傳質(zhì)設(shè)備主要分為板式塔和填料塔兩大類。精餾操作既可采用板式塔，也可采用填料塔，本設(shè)計(jì)是板式塔，所以將只介紹板式塔</p><p>　　板式塔是一類用于氣液或液液系統(tǒng)的分級接觸傳質(zhì)設(shè)備，由圓筒形塔體和按一定間距水平裝置在塔內(nèi)的若干塔板組成。廣泛應(yīng)用于精餾和吸收,有些類型（如篩板塔）也用于萃取，還可作為反應(yīng)器用于氣液相反應(yīng)過程。操作時(shí)（以氣液系統(tǒng)為例），液體在重力作用下,自上而下依次流過各層塔板

22、,至塔底排出；氣體在壓力差推動下，自下而上依次穿過各層塔板，至塔頂排出。每塊塔板上保持著一定深度的液層，氣體通過塔板分散到液層中去，進(jìn)行相際接觸傳質(zhì)。 </p><p>　　工業(yè)上最早出現(xiàn)的板式塔是篩板塔和泡罩塔。篩板塔出現(xiàn)于1830年，很長一段時(shí)間內(nèi)被認(rèn)為難以操作而未得到重視。泡罩塔結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但容易</p><p>　　操作，自1854年應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)以后，很快得到推廣，直到20世紀(jì)50

23、年代初，它始終處于主導(dǎo)地位。第二次世界大戰(zhàn)后，煉油和化學(xué)工業(yè)發(fā)展迅速，泡罩塔結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高的缺點(diǎn)日益突出，而結(jié)構(gòu)簡單的篩板塔重新受到重視。通過大量的實(shí)驗(yàn)研究和工業(yè)實(shí)踐，逐步掌握了篩板塔的操作規(guī)律和正確設(shè)計(jì)方法，還開發(fā)了大孔徑篩板，解決了篩孔容易堵塞的問題。因此，50年代起，篩板塔迅速發(fā)展成為工業(yè)上廣泛應(yīng)用的塔型。與此同時(shí)，還出現(xiàn)了浮閥塔，它操作容易，結(jié)構(gòu)也比較簡單，同樣得到了廣泛應(yīng)用。而泡罩塔的應(yīng)用則日益減少，除特殊場合外，已不再新建

24、。60年代以后,石油化工的生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大,大型塔的直徑已超過10m。為滿足設(shè)備大型化及有關(guān)分離操作所提出的各種要求，新型塔板不斷出現(xiàn)，已有數(shù)十種。 </p><p>　　塔板又稱塔盤，是板式塔中氣液兩相接觸傳質(zhì)的部位，決定塔的操作性能，通常主要由以下三部分組成： </p><p>　?、佟怏w通道　為保證氣液兩相充分接觸，塔板上均勻地開有一定數(shù)量的通道供氣體自下而上穿過板上的液層。氣體通

25、道的形式很多，它對塔板性能有決定性影響，也是區(qū)別塔板類型的主要標(biāo)志。篩板塔塔板的氣體通道最簡單，只是在塔板上均勻地開設(shè)許多小孔（通稱篩孔）,氣體穿過篩孔上升并分散到液層中（圖2）。泡罩塔塔板的氣體通道最復(fù)雜，它是在塔板上開有若干較大的圓孔，孔上接有升氣管，升氣管上覆蓋分散氣體的泡罩（圖3）。浮閥塔塔板則直接在圓孔上蓋以可浮動的閥片,根據(jù)氣體的流量,閥片自行調(diào)節(jié)開度（圖4）。 </p><p>　?、凇∫缌餮摺楸?/p>

26、證氣液兩相在塔板上形成足夠的相際傳質(zhì)表面,塔板上須保持一定深度的液層，為此,在塔板的出口端設(shè)置溢流堰。塔板上液層高度在很大程度上由堰高決定。對于大型塔板，為保證液流均布，還在塔板的進(jìn)口端設(shè)置進(jìn)口堰。 </p><p>　　③　降液管　液體自上層塔板流至下層塔板的通道，也是氣（汽）體與液體分離的部位。為此，降液管中必須有足夠的空間，讓液體有所需的停留時(shí)間。此外，還有一類無溢流塔板，塔板上不設(shè)降液管，僅是塊均勻開設(shè)篩

27、孔或縫隙的圓形篩板。操作時(shí)，板上液體隨機(jī)地經(jīng)某些篩孔流下，而氣體則穿過另一些篩孔上升。無溢流塔板雖然結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低廉，板面利用率高，但操作彈性太小，板效率較低，故應(yīng)用不廣。</p><p>　　操作特性： 各種塔板只有在一定的氣液流量范圍內(nèi)操作，才能保證氣液兩相有效接觸，從而得到較好的傳質(zhì)效果?？捎盟遑?fù)荷性能圖(圖5)來表示塔板正常操作時(shí)氣液流量的范圍，圖中的幾條邊線所表示的氣液流量限度為：①漏液線。氣體流量

28、低于此限時(shí)，液體經(jīng)開孔大量泄漏。②過量霧沫夾帶線。氣體流量高于此限時(shí)，霧沫夾帶量超過允許值，會使板效率顯著下降。③液流下限線。若液體流量過小，則溢流堰上的液層高度不足，會影響液流的均勻分布，致使板效率降低。④液流上限線。液體流量太大時(shí)，液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間過短,液相夾帶的氣泡來不及分離,會造成氣相返混，板效率降低。⑤液泛線。氣液流量超過此線時(shí)，引起降液管液泛，使塔的正常操作受到破壞。如果塔板的正常操作范圍大，對氣液負(fù)荷變化的適應(yīng)性好，

29、就稱這些塔板的操作彈性大。浮閥塔和泡罩塔的操作彈性較大，篩板塔稍差。這三種塔型在正常范圍內(nèi)操作的板效率大致相同。 </p><p>　　工業(yè)要求：⑴ 氣(汽)、液處理量大，即生產(chǎn)能力大時(shí)，仍不致發(fā)生大量的霧沫夾帶、攔液或液泛等破壞操作的現(xiàn)象。⑵ 操作穩(wěn)定，彈性大，即當(dāng)塔設(shè)備的氣(汽)、液負(fù)荷有較大范圍的變動時(shí)，仍能在較高的傳質(zhì)效率下進(jìn)行穩(wěn)定的操作并應(yīng)保證長期連續(xù)操作所必須具有的可靠性。 ⑶ 流體流動的阻力小，即流

30、體流經(jīng)塔設(shè)備的壓力降小，這將大大節(jié)省動力消耗，從而降低操作費(fèi)用。對于減壓精餾操作，過大的壓力降還將使整個(gè)系統(tǒng)無法維持必要的真空度，最終破壞物系的操作。⑷ 結(jié)構(gòu)簡單，材料耗用量小，制造和安裝容易。⑸ 耐腐蝕和不易堵塞，方便操作、調(diào)節(jié)和檢修。⑹ 塔內(nèi)的滯留量要小。 實(shí)際上，任何塔設(shè)備都難以滿足上述所有要求，況且上述要求中有些也是互相矛盾的。不同的塔型各有某些獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)物系性質(zhì)和具體要求，抓住主要矛盾，進(jìn)行選型。 <

31、;/p><p>　　氣－液傳質(zhì)設(shè)備主要分為板式塔和填料塔兩大類。精餾操作既可采用板式塔，也可采用填料塔，板式塔為逐級接觸型氣－液傳質(zhì)設(shè)備，其種類繁多，根據(jù)塔板上氣－液接觸元件的不同，可分為泡罩塔、浮閥塔、篩板塔、穿流多孔板塔、舌形塔、浮動舌形塔和浮動噴射塔等多種。板式塔在工業(yè)上最早使用的是泡罩塔(1813年)、篩板塔(1832年)，其后，特別是在本世紀(jì)五十年代以后，隨著石油、化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，相繼出現(xiàn)了大批新型

32、塔板，如S型板、浮閥塔板、多降液管篩板、舌形塔板、穿流式波紋塔板、浮動噴射塔板及角鋼塔板等。目前從國內(nèi)外實(shí)際使用情況看，主要的塔板類型為浮閥塔、篩板塔及泡罩塔，而前兩者使用尤為廣泛。 篩板塔是傳質(zhì)過程常用的塔設(shè)備，它的主要優(yōu)點(diǎn)有：    ⑴ 結(jié)構(gòu)比浮閥塔更簡單，易于加工，造價(jià)約為泡罩塔的60％，為浮閥塔的80％左右。    ⑵ 處理能力大，比同塔徑的泡罩塔可增加10～15％。

33、60;   ⑶ 塔板效率高，比泡罩塔高15％左右。    ⑷ 壓降較低，每板壓力比泡罩塔約低30％左右。    篩板塔的缺點(diǎn)是：    ⑴ 塔板安裝的水平度要求較高，否則氣液接觸不勻。    ⑵ 操作彈</p><p>　　1.2板式精餾技術(shù)及發(fā)展</p><p>　　在石油化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域,塔設(shè)

34、備幾乎應(yīng)用于所有的裝置中,如原油常減壓裝置,以及化肥和乙烯裂解裝置等。塔器在各種分離過程中對裝置的平穩(wěn)運(yùn)行、保證產(chǎn)品質(zhì)量等方面起著重要作用。塔設(shè)備的類型較多,按照兩相接觸的基本構(gòu)件可分為2類:板式塔和填料塔。統(tǒng)計(jì)表明,石油化工企業(yè)塔設(shè)備中板式塔占92 %。板式塔屬逐級逆流接觸操作的單元設(shè)備,塔內(nèi)件是以塔板作為兩相接觸的基本構(gòu)件。塔板可以分為有降液管和無降液管的2種。在有降液管的塔板上,兩相流動方向垂直,屬錯(cuò)流型接觸;在無降液管的塔板上,

35、兩相流動方向互相平行,屬逆流型接觸。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,各種形式的高效塔板不斷地被開發(fā)出來并應(yīng)用于石油化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域。</p><p><b>　　塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　2.1塔設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p><b>　　2.1.1設(shè)計(jì)參數(shù)</b></p>&l

36、t;p>　　2.1.2塔結(jié)構(gòu)簡圖</p><p>　　2.2主體材料強(qiáng)度指標(biāo) </p><p>　　該設(shè)備屬于鋼制塔式容器，最高設(shè)計(jì)壓力0.5MPa，屬于低壓容器，全容積為33.4m3，其最高工作溫度為170℃，筒體和封頭選用16MnR材料，裙座選用Q235—B。對于16MnR，其在170℃時(shí)強(qiáng)度指標(biāo)為 [σ]t=170MPa。對于Q235—B其在170℃時(shí)強(qiáng)度指標(biāo)為 [σ]t=

37、113MPa。</p><p>　　2.3筒體、封頭壁厚確定</p><p>　　2.3.1筒體厚度計(jì)算</p><p><b>　　按強(qiáng)度條件 =</b></p><p>　　按剛度要求 筒體所需最小厚度 </p><p>　　故按剛度要求，筒體厚度只需。</p><p&

38、gt;　　因?yàn)榇怂叨容^大，受到的風(fēng)載荷也較大，而塔內(nèi)徑不太大，故應(yīng)適當(dāng)增加壁厚，現(xiàn)選取塔體名義厚度</p><p>　　2.3.2封頭厚度計(jì)算</p><p>　　本封頭采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，則</p><p>　　為了便于焊接，取封頭厚度與筒體厚度相同，故封頭名義厚度，有效厚度。</p><p>　　2.4塔體上各項(xiàng)載荷計(jì)算</p&g

39、t;<p><b>　　2.4.1塔質(zhì)量</b></p><p><b>　　①、殼體及裙座質(zhì)量</b></p><p>　　②、人孔、法蘭、接孔等附件質(zhì)量</p><p><b>　　③、內(nèi)構(gòu)件質(zhì)量</b></p><p><b>　?、?、保溫層質(zhì)量&

40、lt;/b></p><p>　?、?、扶梯、平臺質(zhì)量選用籠式扶梯，扶梯單位質(zhì)量為40kg/m。操作平臺每6米設(shè)置一層，共5層，每層質(zhì)量500kg。</p><p>　　⑥、操作是塔內(nèi)物料質(zhì)量</p><p><b>　?、摺_水質(zhì)量</b></p><p><b>　?、唷⑺鞯牟僮髻|(zhì)量</b>

41、;</p><p><b>　?、?、塔器最大質(zhì)量</b></p><p><b>　?、?、塔器最小質(zhì)量</b></p><p>　　2.4.2風(fēng)載荷和風(fēng)彎矩計(jì)算</p><p>　　已知當(dāng)?shù)仫L(fēng)壓，將此塔沿高度分成三段。</p><p><b>　　風(fēng)載荷，</

42、b></p><p><b>　　式中 ；</b></p><p><b>　?。?lt;/b></p><p><b>　　對于0~10m段：</b></p><p><b>　　10~20m段:</b></p><p><

43、;b>　　20~30m段：</b></p><p>　　塔體有效直徑：扶梯附加寬度取</p><p>　　為了簡化計(jì)算且偏安全計(jì)，各段均取。=1324+2×100+400+600=2524mm.</p><p><b>　　塔體各段風(fēng)力：</b></p><p>　　0~10m段：0.7

44、15;1.7×400×1.00×10×2.524=12014N，</p><p>　　10~20m段：0.7×1.7×400×1.25×10×2.524=15018N，</p><p>　　20~30m段：0.7×1.7×400×1.42×10×2.5

45、24=17060N。</p><p>　　塔體底部離地面5米處（2-2截面）彎矩:</p><p><b>　　= </b></p><p>　　式中 --塔底2-2截面到標(biāo)高10m處的距離，=10-5=5m=5000mm</p><p>　　--對應(yīng)于段的風(fēng)力。</p><p>　　裙座檢查

46、孔（離地面800mm）處（1-1截面）彎矩：</p><p>　　裙座底部（0-0截面）彎矩：</p><p><b>　　式中 </b></p><p>　　2.4.3地震力及地震彎矩計(jì)算</p><p>　　表1 場地土的特性周期：</p><p>　　表2 地震影響系數(shù)的最大值：<

47、;/p><p>　　注：括號中數(shù)值分別用于GB50011-2001中規(guī)定的設(shè)計(jì)基本加速度為0.15g和0.3g的地區(qū)</p><p>　　所以，=0.08，=0.35， </p><p>　　塔基本振型的固有周期</p><p>　　塔第二振型的固有周期</p><p>　　塔第三振型的固有周期</p>&

48、lt;p>　　式中 E—塔體材料在設(shè)計(jì)溫度下的彈性模量，查表知E=；</p><p>　　m—塔單位高度上的質(zhì)量，m=806.5kg/m；</p><p><b>　　H—塔高，m；</b></p><p>　　I—塔截面的形心軸慣性矩，=0.011</p><p><b>　　s</b>

49、;</p><p><b>　　s</b></p><p><b>　　所以， </b></p><p>　　式中 --衰減指數(shù)，</p><p><b>　　--阻尼調(diào)整系數(shù)，</b></p><p><b>　　地震力計(jì)算：</b&g

50、t;</p><p>　　式中 --對應(yīng)于塔器基本固有周期的地震影響系數(shù)值；</p><p>　　--第k段塔節(jié)的集中質(zhì)量離地面的距離，m；</p><p>　　--第k段塔節(jié)的集中質(zhì)量，kg.</p><p><b>　　地震彎矩計(jì)算：</b></p><p>　　塔基本振型的地震彎矩為：&

51、lt;/p><p><b>　　∴ </b></p><p><b>　　2.4.4最大彎矩</b></p><p><b>　　取其中較大值</b></p><p><b>　　故</b></p><p><b>　　取其

52、中較大值</b></p><p><b>　　故</b></p><p><b>　　取其中較大值</b></p><p><b>　　故</b></p><p>　　2.5塔體的強(qiáng)度及軸向穩(wěn)定性驗(yàn)算</p><p>　　2.5.1塔體2-2

53、截面的各項(xiàng)軸向應(yīng)力計(jì)算</p><p>　　2.5.2塔體2-2截面抗壓強(qiáng)度及軸向穩(wěn)定性驗(yàn)算</p><p><b>　　式中 </b></p><p><b>　??；</b></p><p>　　組合系數(shù)k=1.2.</p><p><b>　　∵</

54、b></p><p>　　∴塔體截面2-2滿足抗壓強(qiáng)度及軸向穩(wěn)定條件。</p><p>　?、撬w2-2截面抗拉強(qiáng)度校核：</p><p>　　故滿足抗拉強(qiáng)度條件。</p><p>　　上述各項(xiàng)校核表明，塔體厚度可以滿足整個(gè)塔體的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性要求。</p><p>　　2.6裙座的強(qiáng)度及穩(wěn)定性校核</

55、p><p>　　裙座內(nèi)徑名義厚度厚度附加量，則裙座有效厚度</p><p>　　2.6.1裙座底部0-0截面軸向應(yīng)力計(jì)算：</p><p>　　操作時(shí)全塔質(zhì)量引起的壓應(yīng)力：</p><p>　　風(fēng)載荷引起的彎曲應(yīng)力：</p><p><b>　　.</b></p><p>　　

56、抗壓強(qiáng)度及軸向穩(wěn)定性驗(yàn)算：</p><p><b>　　式中 </b></p><p><b>　　組合系數(shù)</b></p><p><b>　　∵ </b></p><p>　　∴ 裙座底部0-0截面滿足抗壓強(qiáng)度及向穩(wěn)定條件。</p><p>　

57、　2.6.2裙座檢查孔1-1截面強(qiáng)度校核</p><p>　　裙座檢查孔1-1截面的軸向應(yīng)力計(jì)算.</p><p>　　壓強(qiáng)度及軸向穩(wěn)定性驗(yàn)算</p><p><b>　　式中 </b></p><p><b>　　組合系數(shù)</b></p><p><b>　

58、　∴ </b></p><p>　　因此裙座檢查孔處1-1截面滿足抗壓強(qiáng)度及軸向穩(wěn)定性條件。</p><p>　　2.6.3裙座焊縫強(qiáng)度校核</p><p>　　此塔裙座與塔體采用對接焊，焊縫承受的組合拉應(yīng)力為：</p><p>　　∴ 滿足裙座焊縫要求</p><p>　　2.7壓試驗(yàn)時(shí)塔的強(qiáng)度

59、和穩(wěn)定性驗(yàn)算</p><p>　　2.7.1水壓試驗(yàn)時(shí)塔體2-2截面的強(qiáng)度校核</p><p><b>　　按式校核</b></p><p>　　式中 --直立進(jìn)行水壓試驗(yàn)時(shí)的水壓試驗(yàn)壓力，</p><p>　　--液體靜壓力，由于塔高為30m，扣除裙座高度5m，直立進(jìn)行水壓試驗(yàn)時(shí)，塔內(nèi)實(shí)際液體高度為25m，故取。

60、</p><p>　　∵ 故滿足水壓試驗(yàn)強(qiáng)度要求。</p><p>　　2.7.2水壓試驗(yàn)時(shí)裙座底部0-0截面的強(qiáng)度和軸向穩(wěn)定性校核</p><p>　　，故水壓試驗(yàn)時(shí)裙座底部0-0截面滿足穩(wěn)定性要求。</p><p><b>　　2.8基礎(chǔ)環(huán)板設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.8

61、.1基礎(chǔ)環(huán)板內(nèi)外徑的確定</p><p><b>　　外徑 </b></p><p><b>　　內(nèi)徑 </b></p><p>　　2.8.2混泥土強(qiáng)度校核</p><p><b>　　正常操作時(shí)：</b></p><p><b>　

62、　水壓試驗(yàn)時(shí)：</b></p><p>　　以上應(yīng)力均小于各種標(biāo)號混泥土的壓應(yīng)力許用值4MPa，滿足強(qiáng)度要求。</p><p>　　2.8.3基礎(chǔ)環(huán)板厚度設(shè)計(jì)</p><p>　　由于該塔較高，塔底裙座采用加筋結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)環(huán)板采用12均布的地腳螺栓固定，取筋板厚度為，則基礎(chǔ)環(huán)上筋板間的距離為：</p><p>　　取兩筋板內(nèi)側(cè)距離為

63、：</p><p>　　則相鄰兩筋板間最大外側(cè)距離為：</p><p><b>　　基礎(chǔ)環(huán)的外伸寬度：</b></p><p>　　兩筋板間基礎(chǔ)環(huán)部分的長寬比:</p><p><b>　　基礎(chǔ)環(huán)面積 </b></p><p><b>　　基礎(chǔ)環(huán)截面系數(shù) </

64、b></p><p><b>　　查表 ， </b></p><p>　　基礎(chǔ)環(huán)板采用Q235鋼，（根據(jù)JB/T4710-92中對于基礎(chǔ)環(huán)的許用應(yīng)力查得的數(shù)據(jù)）</p><p><b>　　則其厚度為：</b></p><p>　　考慮腐蝕裕量，取再圓整至鋼板系列尺寸，故取基礎(chǔ)環(huán)板厚度。&

65、lt;/p><p>　　2.8.4地腳螺栓的設(shè)計(jì)</p><p>　　塔設(shè)備作用在迎風(fēng)面?zhèn)然A(chǔ)上的最小應(yīng)力根據(jù)</p><p><b>　　故取</b></p><p>　　由于設(shè)備有可能傾倒，必須采用地腳螺栓予以固定。選用地腳螺栓的材料為16MnR,該材料的許用應(yīng)力為147MPa，取腐蝕裕量為3mm，則地腳螺栓的根徑<

66、;/p><p>　　--基礎(chǔ)環(huán)面積，

67、 </p><p>　　地腳螺栓公稱直徑： </p><p>　　根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，選用M56的地腳螺栓12個(gè)。</p><p>　　2.8.5筋板的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　筋板的結(jié)構(gòu)簡圖如圖所示</p><p>　　對應(yīng)與一個(gè)地腳螺栓的筋

68、板的個(gè)數(shù)為：=2</p><p><b>　　筋板的厚度</b></p><p><b>　　筋板的寬度</b></p><p><b>　　筋板的長度</b></p><p>　　一個(gè)地腳螺栓所承受的最大拉力為：</p><p><b>　　

69、筋板的細(xì)長比為：</b></p><p><b>　　（為臨界細(xì)長比）</b></p><p><b>　　因?yàn)?</b></p><p>　　所以，筋板的臨界許用壓應(yīng)力：</p><p><b>　　筋板的壓應(yīng)力</b></p><p>　

70、　故所選用的筋板合格。</p><p>　　2.8.6蓋板的設(shè)計(jì)和計(jì)算</p><p>　　根據(jù)所給出的設(shè)計(jì)條件和設(shè)計(jì)參數(shù)，選擇整塊環(huán)形蓋板并且加上墊板。</p><p><b>　　蓋板的寬度</b></p><p><b>　　蓋板的間距</b></p><p><

71、b>　　墊板的寬度</b></p><p>　　蓋板上的地腳螺栓孔的直徑</p><p>　　墊板上的地腳螺栓孔的直徑</p><p><b>　　蓋板的厚度</b></p><p><b>　　墊板的厚度</b></p><p>　　環(huán)形蓋板的最大應(yīng)力的計(jì)

72、算如下：</p><p><b>　　因?yàn)?</b></p><p>　　所以 選用的蓋板和墊板合格。</p><p>　　2.9開孔及開孔補(bǔ)強(qiáng)</p><p>　　根據(jù)GB 150，當(dāng)在設(shè)計(jì)壓力小于或等于2.5MPa的殼體上開孔，兩相鄰開孔中心的間距（對曲面間距以弧長計(jì)算）大于兩開孔直徑之和的兩倍，且接管公稱外徑小于或

73、等于89mm時(shí)，只要接管最小厚度滿足表3要求，就可不另行補(bǔ)強(qiáng)。</p><p>　　表3不另行補(bǔ)強(qiáng)的接管最小厚度 mm</p><p>　　2.9.1工藝水進(jìn)口N03開孔及開孔補(bǔ)強(qiáng)</p><p>　　⑴補(bǔ)強(qiáng)及補(bǔ)強(qiáng)方法判別</p><p>　　補(bǔ)強(qiáng)判別 因本開孔外徑，故

74、需另行補(bǔ)強(qiáng)。</p><p><b>　　補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算方法判別</b></p><p><b>　　開孔直徑 </b></p><p>　　本殼體開孔直徑d=392mm<滿足等面積法開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算的適用條件，故用等面積法進(jìn)行開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。 </p><p><b&

75、gt;　?、崎_孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積</b></p><p><b>　　殼體計(jì)算厚度</b></p><p>　　考慮風(fēng)載荷對塔體的影響，取</p><p><b>　　強(qiáng)度削弱系數(shù) </b></p><p><b>　　接管有效厚度 </b></p>

76、<p>　　開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積為：</p><p><b>　?、怯行аa(bǔ)強(qiáng)范圍</b></p><p><b>　　有效寬度B：</b></p><p><b>　　取大值</b></p><p><b>　　故。</b></p>&

77、lt;p><b>　　②有效高度:</b></p><p><b>　　外側(cè)有效高度：</b></p><p><b>　　取小值</b></p><p><b>　　故</b></p><p><b>　　內(nèi)側(cè)有效高度：</b>

78、;</p><p><b>　　取小值</b></p><p><b>　　故</b></p><p><b>　?、扔行аa(bǔ)強(qiáng)面積：</b></p><p><b>　　筒體多余金屬面積：</b></p><p><b>

79、　　接管多余金屬面積：</b></p><p><b>　　接管計(jì)算厚度 </b></p><p>　　接管區(qū)焊縫面積（焊腳為10mm）：</p><p><b>　　有效補(bǔ)強(qiáng)面積：</b></p><p><b>　　∵故需另行補(bǔ)強(qiáng)。</b></p>

80、<p>　?、伤枇硇醒a(bǔ)強(qiáng)面積：</p><p><b>　　擬采用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)。</b></p><p><b>　?、恃a(bǔ)強(qiáng)圈設(shè)計(jì)</b></p><p>　　根據(jù)接管公稱直徑選補(bǔ)強(qiáng)圈，參照補(bǔ)強(qiáng)圈標(biāo)準(zhǔn)取補(bǔ)強(qiáng)圈外徑內(nèi)徑因補(bǔ)強(qiáng)圈在有效范圍內(nèi)。</p><p><b>　　補(bǔ)強(qiáng)圈厚度

81、為：</b></p><p>　　考慮鋼板負(fù)偏差量并經(jīng)圓整，取補(bǔ)強(qiáng)圈名義厚度。</p><p>　　2.9.2貧甲醇進(jìn)口N07開孔及開孔補(bǔ)強(qiáng)</p><p>　?、叛a(bǔ)強(qiáng)及補(bǔ)強(qiáng)方法判別</p><p>　　補(bǔ)強(qiáng)判別：因本開孔外徑，故需另行考慮補(bǔ)強(qiáng)。</p><p><b>　　補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算方法判別<

82、;/b></p><p><b>　　開孔直徑 </b></p><p>　　本凸形封頭開孔直徑滿足等面積法開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算的適用條件，故用等面積法進(jìn)行開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。</p><p><b>　?、崎_孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積</b></p><p><b>　　封頭計(jì)算厚度 </b&g

83、t;</p><p><b>　　開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積</b></p><p><b>　?、怯行аa(bǔ)強(qiáng)范圍</b></p><p><b>　　有效寬度：B</b></p><p><b>　　取大值</b></p><p><b

84、>　　故</b></p><p><b>　　有效高度：</b></p><p><b>　　外側(cè)有效高度：</b></p><p><b>　　取小值</b></p><p><b>　　故</b></p><p&g

85、t;<b>　　內(nèi)側(cè)有效高度：</b></p><p><b>　　取小值</b></p><p><b>　　故</b></p><p><b>　?、扔行аa(bǔ)強(qiáng)面積</b></p><p><b>　　筒體多余金屬面積：</b>&l

86、t;/p><p><b>　　接管多余金屬面積：</b></p><p><b>　　接管計(jì)算厚度：</b></p><p>　　接管區(qū)焊縫面積（焊腳取10mm）：</p><p><b>　　有效補(bǔ)強(qiáng)面積：</b></p><p><b>　　∵

87、 </b></p><p><b>　　故需另行補(bǔ)強(qiáng)</b></p><p>　?、伤枇硇醒a(bǔ)強(qiáng)面積：</p><p><b>　　擬采用補(bǔ)強(qiáng)圈設(shè)計(jì)。</b></p><p><b>　?、恃a(bǔ)強(qiáng)圈設(shè)計(jì)</b></p><p>　　根據(jù)接管公

88、稱直徑ＤＮ２５０選補(bǔ)強(qiáng)圈，參照補(bǔ)強(qiáng)圈標(biāo)準(zhǔn)，取補(bǔ)強(qiáng)圈外徑，內(nèi)徑。因，補(bǔ)強(qiáng)圈在有效范圍內(nèi)。</p><p><b>　　補(bǔ)強(qiáng)圈厚度為：</b></p><p>　　經(jīng)圓整取補(bǔ)強(qiáng)圈名義厚度，</p><p>　　2.9.3工藝水出口N02開孔及開孔補(bǔ)強(qiáng)</p><p>　?、叛a(bǔ)強(qiáng)及補(bǔ)強(qiáng)方法判別</p><p

89、>　　補(bǔ)強(qiáng)判別：因本開孔外徑，故需另行考慮補(bǔ)強(qiáng)。</p><p><b>　　補(bǔ)強(qiáng)方法判別：</b></p><p><b>　　開孔直徑：</b></p><p>　　本凸形封頭開孔直徑。滿足等面積法開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算的適用條件，故可用等面積法進(jìn)行開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。</p><p><b>

90、　?、崎_孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積</b></p><p><b>　　封頭計(jì)算厚度：</b></p><p><b>　　強(qiáng)度削弱系數(shù)：</b></p><p><b>　?、怯行аa(bǔ)強(qiáng)范圍</b></p><p><b>　　有效寬度：</b></

91、p><p><b>　　取大值</b></p><p><b>　　故</b></p><p><b>　　有效高度：</b></p><p><b>　　外側(cè)有效高度：</b></p><p><b>　　取小值</b

92、></p><p><b>　　故</b></p><p><b>　　內(nèi)側(cè)有效高度：</b></p><p><b>　　取小值</b></p><p><b>　　故</b></p><p><b>　?、扔行аa(bǔ)

93、強(qiáng)面積</b></p><p><b>　　筒體多余金屬面積：</b></p><p>　?、冢庸芏嘤嘟饘倜娣e：</p><p><b>　　接管計(jì)算厚度：</b></p><p>　　接管區(qū)焊縫面積（焊腳為10）：</p><p><b>　　.有效

94、補(bǔ)強(qiáng)面積：</b></p><p><b>　　∵ </b></p><p><b>　　故需另行補(bǔ)強(qiáng)。</b></p><p>　?、伤枇硇醒a(bǔ)強(qiáng)面積：</p><p><b>　　擬采用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)。</b></p><p><b&g

95、t;　?、恃a(bǔ)強(qiáng)圈設(shè)計(jì)</b></p><p>　　根據(jù)接管公稱直徑選補(bǔ)強(qiáng)圈，參照補(bǔ)強(qiáng)圈標(biāo)準(zhǔn)取補(bǔ)強(qiáng)圈外徑，內(nèi)徑。因，補(bǔ)強(qiáng)圈在有效范圍內(nèi)。</p><p><b>　　補(bǔ)強(qiáng)圈厚度為：</b></p><p>　　經(jīng)圓整，取補(bǔ)強(qiáng)圈名義厚度為：</p><p>　　2.9.4人孔開孔及其開孔補(bǔ)強(qiáng)</p>

96、<p>　?、叛a(bǔ)強(qiáng)及補(bǔ)強(qiáng)方法判別</p><p>　　補(bǔ)強(qiáng)判別：因本開孔外徑，故需另行考慮補(bǔ)強(qiáng)。</p><p><b>　　補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算方法判別</b></p><p><b>　　開孔直徑：</b></p><p>　　本筒體開孔直徑滿足等面積法開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算的適用條件，故用等面積法進(jìn)行開

97、孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。</p><p>　　⑵開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積：</p><p><b>　?、伲搀w計(jì)算厚度：</b></p><p><b>　?、冢畯?qiáng)度削弱系數(shù)：</b></p><p><b>　　③．接管有效厚度：</b></p><p><b&g

98、t;　　開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積：</b></p><p><b>　?、怯行аa(bǔ)強(qiáng)范圍</b></p><p><b>　　有效寬度：B</b></p><p><b>　　取大值</b></p><p><b>　　故</b></p>

99、<p><b>　　有效高度：</b></p><p><b>　　外側(cè)有效高度：</b></p><p><b>　　取小值</b></p><p><b>　　故</b></p><p><b>　　內(nèi)側(cè)有效高度：</b>

100、;</p><p><b>　　取小值</b></p><p><b>　　故。</b></p><p><b>　?、扔行аa(bǔ)強(qiáng)面積</b></p><p><b>　　筒體多余金屬面積：</b></p><p><b>

101、　　接管多余金屬面積：</b></p><p><b>　　接管計(jì)算厚度：</b></p><p>　　接管區(qū)焊縫面積（焊腳位10mm）：</p><p><b>　　有效補(bǔ)強(qiáng)面積：</b></p><p><b>　　故需另行補(bǔ)強(qiáng)。</b></p>

102、<p>　?、伤枇硇醒a(bǔ)強(qiáng)面積：</p><p><b>　　擬采用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)。</b></p><p><b>　?、恃a(bǔ)強(qiáng)圈設(shè)計(jì)：</b></p><p>　　根據(jù)接管公稱直徑選補(bǔ)強(qiáng)圈，參照補(bǔ)強(qiáng)圈標(biāo)準(zhǔn)取補(bǔ)強(qiáng)圈外徑。因。補(bǔ)強(qiáng)圈在有效范圍內(nèi)。</p><p><b>　　補(bǔ)強(qiáng)圈厚度

103、為：</b></p><p><b>　　圓整取。 </b></p><p>　　2.10接管和法蘭的選用</p><p><b>　　見管口表。</b></p><p>　　第三章 甲醇水分離塔輔助裝置以及附件</p><p>　　精餾裝置的主要附屬設(shè)備包括蒸氣

104、冷凝器、產(chǎn)品冷凝器、塔底再沸器、原料預(yù)熱器、直接蒸汽鼓管、物料輸送管及泵等。前四種設(shè)備本質(zhì)上屬換熱器，并多采用列管式換熱器，管線和泵屬輸送裝置。下面簡要介紹。</p><p><b>　　3.1回流冷凝器</b></p><p>　　按冷凝器與塔的位置，可分為：整體式、自流式和強(qiáng)制循環(huán)式。</p><p><b>　　3.1.1整體式

105、</b></p><p>　　如圖6-1(a)和(b)所示。將冷凝器與精餾塔作成一體。這種布局的優(yōu)點(diǎn)是上升蒸汽壓降較小，蒸汽分布均勻，缺點(diǎn)是塔頂結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不便維修，當(dāng)需用閥門、流量計(jì)來調(diào)節(jié)時(shí)，需較大位差，須增大塔頂板與冷凝器間距離，導(dǎo)致塔體過高。</p><p>　　該型式常用于減壓精餾或傳熱面較小場合。</p><p>　　圖6-1 冷凝器的型式&l

106、t;/p><p><b>　　3.1.2自流式</b></p><p>　　如圖6-1（c）所示。將冷凝器裝在塔頂附近的臺架上，靠改變臺架的高度來獲得回流和采出所需的位差。</p><p>　　3.1.3強(qiáng)制循環(huán)式</p><p>　　如圖6-1（D）、（e）所示。當(dāng)冷凝器換熱面過大時(shí)，裝在塔頂附近對造價(jià)和維修都是不利的，故

107、將冷凝器裝在離塔頂較遠(yuǎn)的低處，用泵向塔提供回流液。</p><p>　　需指出的是，在一般情況下，冷凝器采用臥式，因?yàn)榕P式的冷凝液膜較薄，故對流傳熱系數(shù)較大，且臥式便于安裝和維修。</p><p>　　3.2管殼式換熱器的設(shè)計(jì)與選型</p><p>　　管殼式換熱器的設(shè)計(jì)與選型的核心是計(jì)算換熱器的傳熱面積，進(jìn)而確定換熱器的其它尺寸或選擇換熱器的型號。</p&g

108、t;<p>　　3.2.1流體流動阻力（壓強(qiáng)降）的計(jì)算</p><p>　　（1）管程流動阻力 </p><p>　　管程阻力可按一般摩擦阻力公式求得。對于多程換熱器，其阻力ΣΔpi等于各程直管阻力、回彎阻力及進(jìn)、出口阻力之和。一般情況下進(jìn)、出口阻力可忽略不計(jì)，故管程總阻力的計(jì)算式為</p><p>　　式中ΔP1、ΔP2——分別為直管及回彎管中因摩擦

109、阻力引起的壓強(qiáng)降，Pa；</p><p>　　Ft—結(jié)垢校正因數(shù)，對Φ25mm×2.5mm的管子取1.4；對Φ19mm×2mm的管子取1.5；</p><p><b>　　NP—管程數(shù)；</b></p><p>　　Ns—串聯(lián)的殼程數(shù)。</p><p>　　上式中直管壓強(qiáng)降ΔP1可按第一章中介紹的公式

110、計(jì)算；回彎管的壓強(qiáng)降ΔP2由下面的經(jīng)驗(yàn)公式估算，即</p><p><b>　?。?）殼程流動阻力</b></p><p>　　殼程流動阻力的計(jì)算公式很多，在此介紹埃索法計(jì)算殼程壓強(qiáng)降ΔP0的公式，即</p><p><b>　　(6-3)</b></p><p>　　式中 ΔP1’—流體橫過管束

111、的壓強(qiáng)降，Pa；</p><p>　　ΔP2’—流體通過折流板缺口的壓強(qiáng)降，Pa；</p><p>　　FS—?dú)こ虊簭?qiáng)降的結(jié)垢校正因數(shù)；液體可取1.15，氣體可取1.0。</p><p>　　式中 F—管子排列方法對壓強(qiáng)降的校正因數(shù)，對正三角形排列F=0.5，對轉(zhuǎn)角三角形為0.4，正方形為0.3；</p><p>　　f0——?dú)こ塘黧w的摩擦

112、系數(shù)；</p><p>　　Nc—橫過管束中心線的管子數(shù)；Nc值可由下式估算：</p><p>　　管子按正三角形排列： </p><p>　　管子按正方形排列： </p><p>　　式中 n—換熱器總管數(shù)。<

113、;/p><p><b>　　NB—折流擋板數(shù)；</b></p><p>　　h—折流擋板間距； </p><p>　　u0——按殼程流通截面積A0計(jì)算的流速，m/s，而A0=h(D-ncd0)。</p><p>　　3.2.2管殼式換熱器的選型</p><p>　　(1)計(jì)算并初選設(shè)備規(guī)格</p

114、><p>　　a．確定流體在換熱器中的流動途徑</p><p>　　b．根據(jù)傳熱任務(wù)計(jì)算熱負(fù)荷Q。</p><p>　　c．確定流體在換熱器兩端的溫度，選擇列管換熱器的形式；計(jì)算定性溫度，并確定在定性溫度下的流體物性。</p><p>　　d．計(jì)算平均溫度差，并根據(jù)溫度差校正系數(shù)不應(yīng)小于0.8的原則，決定殼程數(shù)。</p><p

115、>　　e．依據(jù)總傳熱系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)值范圍，或按生產(chǎn)實(shí)際情況，選擇總傳熱系數(shù)K值。</p><p>　　f．由總傳熱速率方程Q = KSΔtm，初步計(jì)算出傳熱面積S，并確定換熱器的基本尺寸（如D、L、n及管子在管板上的排列等），或按系列標(biāo)準(zhǔn)選擇設(shè)備規(guī)格。</p><p>　?。?）計(jì)算管程、殼程壓強(qiáng)降</p><p>　　根據(jù)初定的設(shè)備規(guī)格，計(jì)算管程、殼程流體的流速

116、和壓強(qiáng)降。檢查計(jì)算結(jié)果是否合理或滿足工藝要求。若壓降不符合要求，要調(diào)整流速，在確定管程數(shù)或折流板間距，或選擇另一規(guī)格的換熱器，重新計(jì)算壓強(qiáng)降直至滿足要求為止。</p><p>　　（3）核算總傳熱系數(shù)</p><p>　　計(jì)算管程、殼程對流傳熱系數(shù)，確定污垢熱阻Rsi和Rso，在計(jì)算總傳熱系數(shù)K’，比較K的初設(shè)值和計(jì)算值，若K’ /K=1.15～1.25，則初選的換熱器合適。否則需另設(shè)K值

117、，重復(fù)以上計(jì)算步驟。</p><p><b>　　3.3再沸器</b></p><p>　　精餾塔底的再沸器可分為：釜式再沸器、熱虹吸式再沸器及強(qiáng)制循環(huán)再沸器。</p><p><b>　　（1）釜式式再沸器</b></p><p>　　如圖6-2（a）和（b）所示。（a）是臥式再沸器，殼方為釜液沸

118、騰，管內(nèi)可以加熱蒸汽。塔底液體進(jìn)入底液池中，再進(jìn)入再沸器的管際空間被加熱而部分汽化。蒸汽引到塔底最下一塊塔板的下面，部分液體則通過再沸器內(nèi)的垂直擋板，作為塔底產(chǎn)物被引出。液體的采出口與垂直塔板之間的空間至少停留8～10分鐘，以分離液體中的氣泡。為減少霧沫夾帶，再沸器上方應(yīng)有一分離空間，對于小設(shè)備，管束上方至少有300mm高的分離空間，對于大設(shè)備，取再沸器殼徑為管束直徑的1.3～1.6倍。</p><p>　?。╞

119、）是夾套式再沸器，液面上方必須留有蒸發(fā)空間，一般液面維持在容積的70%左右。夾套式再沸器，常用于傳熱面較小或間歇精餾中。</p><p>　　（2）熱虹吸式再沸器</p><p>　　如圖6-2（c）、（D）、（e）所示。它是依靠釜內(nèi)部分汽化所產(chǎn)生的汽、液混合物其密度小于塔底液體密度，由密度差產(chǎn)生靜壓差使液體自動從塔底流入再沸器，因此該種再沸器又稱自然循環(huán)再沸器。這種型式再沸器汽化率不大于

120、40%，否則傳熱不良。</p><p>　?。?）強(qiáng)制循環(huán)再沸器</p><p>　　如圖6-2中（f）所示。對于高粘度液體和熱敏性氣體，宜用泵強(qiáng)制循環(huán)式再沸器，因流速大、停留時(shí)間短，便于控制和調(diào)節(jié)液體循環(huán)量。</p><p>　　原料預(yù)熱器和產(chǎn)品冷卻器的型式不象塔頂冷凝器和塔底再沸器的制約條件那樣多，可按傳熱原理計(jì)算。 </p>

121、<p>　　圖6-2 再沸器的型</p><p>　　3.4加熱蒸氣鼓泡管</p><p>　　加熱蒸氣鼓泡管（又叫蒸氣噴出器）若精餾塔采用直接蒸氣加熱時(shí)，在塔釜中要裝開孔的蒸氣鼓泡管。使加熱蒸氣能均勻分布與釜液中。其結(jié)構(gòu)為一環(huán)式蒸氣管，管子上適當(dāng)?shù)拈_一些小孔。當(dāng)小孔直徑小時(shí)，汽泡分布的更均勻。但太小不僅增加阻力損失，而且容易堵塞。其孔直徑一般為5～10mm，孔距為孔徑的5～1

122、0倍。小孔總面積為鼓泡管橫截面積的1.2～1.5倍，管內(nèi)蒸氣速度為20～25m/s。加熱蒸氣管距釜中液面的高度至少在0.6m以上，以保證蒸氣與溶液有足夠的接觸時(shí)間。</p><p><b>　　3.5離心泵的選擇</b></p><p>　　離心泵的選擇，一般可按下列的方法與步驟進(jìn)行：</p><p>　?。?）確定輸送系統(tǒng)的流量與壓頭 液

123、體的輸送量一般為生產(chǎn)任務(wù)所規(guī)定，如果流量在一定范圍內(nèi)波動，選泵時(shí)應(yīng)按最大流量考慮。根據(jù)輸送系統(tǒng)管路的安排，用柏努利方程計(jì)算在最大流量下管路所需的壓頭。</p><p>　?。?）選擇泵的類型與型號 首先應(yīng)根據(jù)輸送液體的性質(zhì)和操作條件確定泵的類型，然后按已確定的流量Qe和壓頭He從泵的樣本或產(chǎn)品目錄中選出合適的型號。顯然，選出的泵所提供的流量和壓頭不見得與管路要求的流量Qe和壓頭He完全相符，且考慮到操作條件的變

124、化和備有一定的裕量，所選泵的流量和壓頭可稍大一點(diǎn)，但在該條件下對應(yīng)泵的效率應(yīng)比較高，即點(diǎn)（Qe、He）坐標(biāo)位置應(yīng)靠在泵的高效率范圍所對應(yīng)的H-Q曲線下方。另外，泵的型號選出后，應(yīng)列出該泵的各種性能參數(shù)。</p><p>　?。?）核算泵的軸功率 若輸送液體的密度大于水的密度時(shí)，可按核算泵的軸功率。</p><p>　　第四章 塔設(shè)備的制造、安裝</p><p>　

125、　石油化工生產(chǎn)所選用的塔設(shè)備大都是用鋼板制成的。塔體又由若干筒節(jié)和封頭組成。大型的高塔設(shè)備，由于體積大、重量重，加上運(yùn)輸?shù)南拗疲虼硕鄶?shù)在裝置的工作現(xiàn)場進(jìn)行組裝和檢驗(yàn)。化工設(shè)備的制造，有成批生產(chǎn)的，也有單件生產(chǎn)的，但是制造的基本工序和技術(shù)規(guī)范都可以采用同一規(guī)范，還要求有一定的互換性。制訂化工設(shè)備制造技術(shù)規(guī)范是一項(xiàng)比較復(fù)雜的工作，它不僅考慮到板材的尺寸公差，而且還要考慮制造過程中一切可能產(chǎn)生的誤差等。</p><p&g

126、t;<b>　　4.1制造要求</b></p><p>　　塔設(shè)備的制造、檢驗(yàn)，除了按照我國的有關(guān)技術(shù)條件、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的規(guī)定外，還可以參考國外相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，以及工程圖紙。</p><p>　　對于制造工藝要求的嚴(yán)格與否，必須根據(jù)設(shè)備的壓力的高低、容積大小、物料性質(zhì)、溫度高低等因素作綜合考慮。通常，制造的難易程度主要取決于材料的加工性能、壁厚，以及結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等因

127、素。</p><p>　　1.材料檢驗(yàn)：制造塔設(shè)備的材料，除了應(yīng)符合有關(guān)材料標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定外，還要符合圖紙上的要求。</p><p>　　2.冷熱成型：鋼板的彎曲加工，實(shí)際上是鋼板在外力作用下，逐漸發(fā)生塑性變形的過程。變形程度的大小，決定于彎曲半徑和鋼板的厚度。鋼板彎卷的變形程度，一般不應(yīng)超過材料的臨界變形程度（約5%—10%）。否則在受熱時(shí)候，將引起金屬材料的晶粒粗大和脆性增加，降低了材料的

128、機(jī)械性能。</p><p>　　3.制造要符合相應(yīng)的公差的要求。</p><p><b>　　4.2組裝要求</b></p><p>　　高塔設(shè)備大都采用分段制造后叫貨，到現(xiàn)場進(jìn)行組裝。為了保證各個(gè)筒節(jié)的組對質(zhì)量，對于分段處的外圓周長公差度應(yīng)加以控制。筒節(jié)制造中，在幾何尺寸上影響質(zhì)量的主要是焊縫的對口錯(cuò)邊量、不圓度、棱角等等。考慮到使用高強(qiáng)度鋼

129、時(shí)，隨著屈強(qiáng)比的增加，塑性變形范圍縮小，調(diào)節(jié)局部峰值應(yīng)力的幅度也要相應(yīng)的縮小，因此，在可能的情況下，應(yīng)當(dāng)適量的提高對口錯(cuò)邊量的要求。</p><p>　　對于分段的高塔，大都采用下面的兩中制造工藝：</p><p>　　1.與分段處相臨鄰的支持圈、受液盤、降液板的支持板都只點(diǎn)焊，以有利于現(xiàn)場組裝時(shí)候焊接環(huán)行焊縫。</p><p>　　2.分段制造、分段檢查、分段交貨

130、的塔5體，任意截面6m長度內(nèi)的筒體彎曲度不得大于6mm，當(dāng)分段長度大于或者等于6mm時(shí)，除了滿足上面的條件之外，總長度上的彎曲程度不得大于18mm。塔分段的端面應(yīng)開好坡口，其端面與塔體軸線應(yīng)垂直，偏差不應(yīng)大于0.1%D，并且不超過2mm。</p><p>　　對于分段制造的塔器，可以按照各段底部筒節(jié)的檢查線和各自的四條中心線為基準(zhǔn)進(jìn)行歸線和裝配。</p><p>　　所有的塔內(nèi)件從制造到裝

131、配，一般均在制造廠內(nèi)完成，經(jīng)過檢驗(yàn)后運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，連同塔體一起吊裝</p><p>　　塔設(shè)備的裝配是指將許多組成該設(shè)備的零件裝配成組件、部件，最后裝配成為成品的所有工序的總和。</p><p>　　研究設(shè)備的裝配，主要的研究是設(shè)備的焊接組對用的工具、組隊(duì)方法等。當(dāng)然，在裝配過程中往往伴隨著焊接的問題。</p><p>　　組隊(duì)是應(yīng)該使各個(gè)焊接的焊接順序合理，以減