ff浮閥式精餾塔畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　第1章 工藝綜述1</p><p>　　1.1 催化裂化工藝流程1</p><p>　　1.2壓縮機(jī)潤滑油工藝流程1</p><p>　　1.3工藝流程圖2</p><p>　　第2章 工藝設(shè)計(jì)計(jì)算3</p>

2、<p>　　2.1塔板的工藝設(shè)計(jì)3</p><p>　　2.1.1精餾塔設(shè)計(jì)題目3</p><p>　　2.1.2全塔物料衡算3</p><p>　　2.1.3物性參數(shù)計(jì)算4</p><p>　　2.1.4 塔板數(shù)的確定10</p><p>　　2.1.5 塔徑的初步設(shè)計(jì)11</p>

3、<p>　　2.1.6 溢流裝置13</p><p>　　2.1.7 塔板分布、浮閥數(shù)目與排列14</p><p>　　2.2 塔板的流體力學(xué)計(jì)算16</p><p>　　2.2.1氣相通過浮閥塔板的壓降16</p><p>　　2.2.2 淹塔17</p><p>　　2.2.3 霧沫夾帶18

4、</p><p>　　2.2.4 塔板負(fù)荷性能圖18</p><p>　　第3章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)21</p><p>　　3.1 塔總體高度計(jì)算21</p><p>　　3.1.1 塔頂封頭21</p><p>　　3.1.2 塔頂空間21</p><p>　　3.1.3 塔底空間21&l

5、t;/p><p>　　3.1.4 進(jìn)料板處板間距22</p><p>　　3.1.5 裙座22</p><p>　　3.2 塔的接管22</p><p>　　3.2.1 進(jìn)料管22</p><p>　　3.2.2 回流管22</p><p>　　3.2.3 塔底出料管23</p&g

6、t;<p>　　3.2.4 塔頂蒸氣出料管23</p><p>　　3.2.5 塔底蒸氣進(jìn)氣管23</p><p>　　第4章 強(qiáng)度校核24</p><p>　　4.1 塔的強(qiáng)度校核24</p><p>　　4.1.1 塔體和封頭的壁厚計(jì)算24</p><p>　　4.1.2 確定危險(xiǎn)截面位置

7、25</p><p>　　4.1.3 質(zhì)量計(jì)算25</p><p>　　4.2 塔的自振周期計(jì)算28</p><p>　　4.3 風(fēng)載荷計(jì)算28</p><p>　　4.3.1 水平風(fēng)壓28</p><p>　　4.3.2 各危險(xiǎn)截面風(fēng)彎矩計(jì)算29</p><p>　　4.4 地震載荷

8、計(jì)算29</p><p>　　4.5 各危險(xiǎn)截面地震彎矩計(jì)算30</p><p>　　4.6 裙座應(yīng)力驗(yàn)算31</p><p>　　4.6.1裙座厚度確定31</p><p>　　4.6.2操作時(shí)裙座中應(yīng)力驗(yàn)算31</p><p>　　4.6.3 水壓試驗(yàn)裙座應(yīng)力驗(yàn)算33</p><p&

9、gt;　　4.7 圓筒軸向應(yīng)力校核34</p><p>　　4.7.1 圓筒軸向應(yīng)力計(jì)算34</p><p>　　4.7.2 圓筒穩(wěn)定性校核34</p><p>　　4.7.3 圓筒拉應(yīng)力校核35</p><p>　　4.8 容器液壓試驗(yàn)時(shí)壓力校核35</p><p>　　4.8.1 殼體應(yīng)力校核35<

10、;/p><p>　　4.8.2 應(yīng)力校核36</p><p>　　4.9 基礎(chǔ)環(huán)設(shè)計(jì)36</p><p>　　4.9.1 基礎(chǔ)環(huán)內(nèi)外徑計(jì)算36</p><p>　　4.9.2 基礎(chǔ)環(huán)厚度計(jì)算36</p><p>　　4.10 地腳螺栓的設(shè)計(jì)37</p><p>　　4.11 裙座與殼體的對(duì)

11、接焊縫驗(yàn)算38</p><p>　　第5章 全塔工藝設(shè)計(jì)結(jié)果39</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)41</b></p><p><b>　　第1章 工藝綜述</b></p><p>　　1.1 催化裂化工藝流程</p><p>　　原料油由罐區(qū)或其他裝置(常減壓、潤

12、滑油裝置)送來，進(jìn)入原料油罐，由原料泵抽出，換熱至200—300℃左右，分餾塔來的回?zé)捰秃陀蜐{一起進(jìn)入提升管的下部，與由再生器再生斜管來的650～700℃再生催化劑接觸反應(yīng)，然后經(jīng)提升管上部進(jìn)入分餾塔(下部)；反應(yīng)完的待生催化劑進(jìn)入沉降器下部汽提段。被汽提蒸汽除去油氣的待生劑通過待生斜管進(jìn)入再生器下部燒焦罐。由主風(fēng)機(jī)來的空氣送人燒焦罐燒焦，并同待生劑一道進(jìn)入再生器繼續(xù)燒焦，燒焦再生后的再生催化劑由再生斜管進(jìn)人提升管下部循環(huán)使用。 <

13、;/p><p>　　煙氣經(jīng)一、二、三級(jí)旋分器分離出催化劑后，其溫度在650～700℃，壓力 (表)，進(jìn)人煙氣輪機(jī)作功帶動(dòng)主風(fēng)機(jī)，其后溫度為500—550℃，壓力為 (表)左右，再進(jìn)入廢熱鍋爐發(fā)生蒸汽，發(fā)汽后的煙氣(溫度大約為200℃左右)通過煙囪排到大氣。</p><p>　　反應(yīng)油氣進(jìn)入分餾塔后，首先脫過熱，塔底油漿(油漿中含有左右催化劑)分兩路，一路至反應(yīng)器提升管，另一路經(jīng)換熱器冷卻后出裝

14、置。脫過熱后油氣上升，在分餾塔內(nèi)自上而下分離出富氣、粗汽油、輕柴油、回?zé)捰汀；責(zé)捰腿ヌ嵘茉俜磻?yīng)，輕柴油經(jīng)換熱器冷卻后出裝置，富氣經(jīng)氣壓機(jī)壓縮后與粗汽油共進(jìn)吸收塔，吸收塔頂?shù)呢殮膺M(jìn)入再吸收塔由輕柴油吸收其中的，再吸收塔頂干氣進(jìn)入干氣脫硫塔脫硫后作為產(chǎn)品出裝置，吸收塔底富吸收油進(jìn)入脫吸塔以脫除其中的。塔底脫乙烷汽油進(jìn)入穩(wěn)定塔，穩(wěn)定塔底油經(jīng)堿洗后進(jìn)入脫硫醇單元脫硫醇后出裝置，穩(wěn)定塔頂液化氣進(jìn)入脫硫塔脫除，再進(jìn)入脫硫醇單元脫硫醇后出裝置。(見

15、表1-1)</p><p>　　1.2壓縮機(jī)潤滑油工藝流程</p><p>　　潤滑油箱，開車前，首先電加熱器對(duì)油箱中的油進(jìn)行加熱，當(dāng)油溫達(dá)到20℃時(shí)，即可啟動(dòng)油泵。同時(shí)，氮?dú)膺M(jìn)去油箱液體上部，提供壓力。</p><p>　　油泵，首先啟動(dòng)輔助油泵，使系統(tǒng)建立起所需油壓，穩(wěn)定后汽輪機(jī)運(yùn)作，帶動(dòng)壓縮機(jī)工作。壓縮機(jī)啟動(dòng)后，主油泵工作，正常后切斷輔助油泵。在油箱的主油泵吸

16、入口處裝有止回閥，避免主油泵在啟動(dòng)時(shí)吸空。在油泵出口處，通過調(diào)節(jié)閥將部分潤滑油返回潤滑油箱，調(diào)節(jié)泵出口的壓力。</p><p>　　冷卻器，來自管RW5001的循環(huán)水進(jìn)入冷卻器到管RW5002進(jìn)行循環(huán)，降溫。冷卻器降溫后出來的潤滑油通過調(diào)節(jié)閥將部分潤滑油返回潤滑油箱，調(diào)節(jié)潤滑油的壓力。</p><p>　　油過濾器，兩臺(tái)濾油器，一臺(tái)工作，一臺(tái)備用，兩臺(tái)濾油器的進(jìn)出口用一臺(tái)連續(xù)流轉(zhuǎn)換閥連接在

17、一起，且在兩臺(tái)濾油器之間設(shè)置了一條旁通管線，在旁通管線中設(shè)有截止閥及節(jié)流孔板，在濾油器頂部出來的過濾的潤滑油通過調(diào)節(jié)閥將部分潤滑油返回油箱，對(duì)潤滑油壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。</p><p>　　儲(chǔ)能器，過濾后的壓力適當(dāng)?shù)臐櫥蛯?duì)汽輪機(jī)和壓縮機(jī)進(jìn)行潤滑。為防止油泵突然停止或其他因素導(dǎo)致的液體急速變化產(chǎn)生的壓力，儲(chǔ)能器可以穩(wěn)定油的壓力。在特殊情況下，高位油箱，發(fā)生潤滑油泵停運(yùn)或停電造成潤滑油泵停運(yùn)，高位油箱的潤滑油及時(shí)的進(jìn)行補(bǔ)

18、充，在機(jī)組惰走過程中為軸承供油，防止干磨，防止機(jī)組在高速運(yùn)轉(zhuǎn)中燒壞軸瓦。</p><p><b>　　1.3工藝流程圖</b></p><p><b>　　見附圖1。</b></p><p>　　表1-1 催化裂化工藝流程圖</p><p>　　第2章 工藝設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p

19、>　　2.1塔板的工藝設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1.1精餾塔設(shè)計(jì)題目</p><p>　　在常壓操作的連續(xù)精餾塔中分離含甲醇0.4和水0.6（均為摩爾分率）的溶液，要求餾出液組成為0.78，釜?dú)堃航M成為0.025（均為摩爾分率），請(qǐng)自由選擇每天處理混合物的質(zhì)量（kg）并對(duì)此分餾塔進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p>　　回流比取為2.0，進(jìn)料方式為泡點(diǎn)進(jìn)料。<

20、/p><p>　　表2-1 常壓下甲醇-水溶液的平衡數(shù)據(jù)</p><p>　　2.1.2全塔物料衡算</p><p><b>　　每天處理10噸</b></p><p>　　原料液甲醇的摩爾分率：</p><p>　　塔頂產(chǎn)品甲醇的摩爾分率：</p><p>　　塔底產(chǎn)品甲醇的

21、摩爾分率：</p><p><b>　　進(jìn)料量：</b></p><p><b>　　全塔物料衡算：</b></p><p><b>　　(2-1)</b></p><p><b>　　(2-2)</b></p><p>　　2.1

22、.3物性參數(shù)計(jì)算</p><p>　　2.1.3.1溫度的計(jì)算</p><p><b>　　進(jìn)料溫度：℃</b></p><p><b>　　塔頂溫度：，℃</b></p><p><b>　　塔底溫度：，℃</b></p><p><b>　

23、　精餾段平均溫度：℃</b></p><p><b>　　提餾段平均溫度：℃</b></p><p>　　2.1.3.2密度的計(jì)算</p><p><b>　　利用式</b></p><p>　?。橘|(zhì)量分?jǐn)?shù)） (2-3)</p><p&

24、gt;　?。ㄆ骄鄬?duì)分子量） (2-4)</p><p>　　計(jì)算混合液體密度和混合氣體密度</p><p><b>　　塔頂溫度：℃</b></p><p><b>　　氣相組成：，</b></p><p><b>　　塔底溫度：℃</b></p&

25、gt;<p><b>　　氣相組成：，</b></p><p><b>　　進(jìn)料溫度：℃</b></p><p><b>　　氣相組成：</b></p><p>　　精餾段平均液相組成：</p><p>　　精餾段平均氣相組成：</p><p&

26、gt;　　精餾段液相平均分子量：</p><p>　　精餾段氣相平均分子量：</p><p>　　提餾段平均液相組成：</p><p>　　提餾段平均液相組成：</p><p>　　提餾段液相平均分子量：</p><p>　　提餾段氣相平均分子量：</p><p>　　表2-2 不同溫度下甲醇和

27、水的密度</p><p>　　根據(jù)表中數(shù)據(jù)確定進(jìn)料溫度、塔頂溫度、塔底溫度下甲醇和水的密度。</p><p>　　℃，進(jìn)料中甲醇的密度：，</p><p><b>　　進(jìn)料中水的密度：，</b></p><p>　　進(jìn)料中甲醇的質(zhì)量分率：</p><p><b>　　，</b>

28、;</p><p>　　，餾出液中甲醇的密度：，</p><p><b>　　餾出液中水的密度：</b></p><p>　　餾出液中甲醇的質(zhì)量分率：</p><p><b>　　，</b></p><p>　　，殘液中甲醇的密度：，</p><p>

29、<b>　　殘液中水的密度：</b></p><p>　　殘液中甲醇的質(zhì)量分率：</p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　所以</b></p><p>　　2.1.3.3 混合液體表面張力計(jì)算</p><p>　　表2-3 不

30、同溫度下甲醇和水的表面張力</p><p>　　根據(jù)表中數(shù)據(jù)確定進(jìn)料、塔頂、塔底的甲醇和水的表面張力（單位）</p><p>　　進(jìn)料溫度：℃ </p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　塔頂溫度：℃ &

31、lt;/p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　塔底溫度：℃ </p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　，</b></p><

32、p>　　精餾段平均表面張力：</p><p>　　提餾段平均表面張力：</p><p>　　2.1.3.4 混合物的粘度計(jì)算</p><p>　　表2-4 不同溫度下甲醇和水的粘度</p><p>　　根據(jù)表中數(shù)據(jù)確定進(jìn)料、塔頂、塔底 確定粘度 （單位）</p><p><b>　　進(jìn)料溫度：℃ &l

33、t;/b></p><p><b>　　， </b></p><p><b>　　， </b></p><p><b>　　塔頂溫度：℃ </b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　

34、，</b></p><p><b>　　塔底溫度：℃ </b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　精餾段平均粘度：</b></p><p><

35、;b>　　提餾段平均粘度：</b></p><p>　　2.1.3.5 相對(duì)揮發(fā)度計(jì)算</p><p><b>　　，，</b></p><p><b>　　，，</b></p><p><b>　　, ，</b></p><p>&l

36、t;b>　　精餾段平均揮發(fā)度：</b></p><p><b>　　提餾段平均揮發(fā)度：</b></p><p>　　2.1.4 塔板數(shù)的確定</p><p>　　2.1.4.1 理論塔板數(shù)確定</p><p>　　操作回流比，泡點(diǎn)進(jìn)料。</p><p><b>　　精餾

37、段操作線方程：</b></p><p><b>　　提餾段操作線方程：</b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　根據(jù)圖2-1，可知全塔理論板數(shù)塊，加料板為第2塊理論板。</p><p><b>　　精餾段理論板數(shù)：塊</b></p&

38、gt;<p><b>　　提餾段理論板數(shù)：塊</b></p><p>　　圖2-1 理論塔板層數(shù)</p><p>　　2.1.4.2 實(shí)際塔板數(shù)確定</p><p><b>　　精餾段：，</b></p><p><b>　　塊</b></p>&l

39、t;p><b>　　提餾段：，</b></p><p><b>　　塊</b></p><p>　　全塔效率為，實(shí)際加料板位置在第四塊板。</p><p>　　2.1.5 塔徑的初步設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1.5.1 氣液相體積流量的計(jì)算</p><p><

40、b>　　精餾段：</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　液相質(zhì)量流量：</b></p><p><b>　　氣相質(zhì)量流量：</b></p><

41、;p><b>　　液相體積流量：</b></p><p><b>　　氣相體積流量：</b></p><p><b>　　提餾段：</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　，</b></

42、p><p><b>　　液相質(zhì)量流量：</b></p><p><b>　　氣相質(zhì)量流量：</b></p><p><b>　　液相體積流量：</b></p><p><b>　　氣相體積流量：</b></p><p>　　2.1.5.

43、2 塔徑的計(jì)算與選擇</p><p><b>　　(2-5)</b></p><p><b>　　精餾段：</b></p><p>　　橫坐標(biāo)數(shù)值：（史密斯關(guān)聯(lián)圖）[1]</p><p><b>　　取板間距：，，</b></p><p><b&g

44、t;　　查圖可知：</b></p><p><b>　　塔徑：</b></p><p><b>　　塔徑圓整：</b></p><p><b>　　塔橫截面積：</b></p><p><b>　　空塔氣速：</b></p>&l

45、t;p><b>　　提餾段：</b></p><p><b>　　橫坐標(biāo)數(shù)值：</b></p><p><b>　　取板間距：，，</b></p><p><b>　　查圖可知：</b></p><p><b>　　塔徑：</b>

46、;</p><p><b>　　塔徑圓整：</b></p><p><b>　　塔橫截面積：</b></p><p><b>　　空塔氣速：</b></p><p>　　2.1.6 溢流裝置</p><p>　　2.1.6.1 堰長</p>

47、<p><b>　　單溢流</b></p><p><b>　　堰上高度：</b></p><p><b>　　(2-6)</b></p><p><b>　　溢流收縮系數(shù)：</b></p><p><b>　　精餾段 ：</b

48、></p><p><b>　　溢流堰高：</b></p><p><b>　　提餾段：</b></p><p><b>　　溢流堰高：</b></p><p>　　2.1.6.2 降液管的寬度和橫截面</p><p><b>　　查圖得

49、：，</b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　2.1.6.3 驗(yàn)算降液管內(nèi)停留的時(shí)間</p><p>　　精餾段：，降液管可用。</p><p>　　提餾段：，降液管可用。</p><p>　　2.1.6.4 降液管底隙高度</p><p

50、><b>　　精餾段：</b></p><p><b>　　取降液管底隙流速：</b></p><p>　　提餾段取降液管底隙流速：</p><p>　　2.1.7 塔板分布、浮閥數(shù)目與排列</p><p>　　2.1.7.1 塔板分布</p><p>　　塔徑，采用整

51、塊式塔板。</p><p>　　2.1.7.2 浮閥數(shù)目與排列</p><p><b>　　精餾段 </b></p><p><b>　　取閥功能因子：</b></p><p><b>　　孔速：</b></p><p>　　每層塔板上浮閥數(shù)目：<

52、;/p><p><b>　　取邊緣區(qū)寬度：</b></p><p><b>　　破沫區(qū)寬度：</b></p><p><b>　　塔板上的鼓泡區(qū)面積</b></p><p><b>　　(2-7)</b></p><p><b&g

53、t;　　其中：</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　則：</b></p><p>　　浮閥排列采用等邊三角形叉排，，作圖排得閥數(shù)個(gè)。</p><p><b>　　在之內(nèi)。</b></p><p><

54、;b>　　提餾段：</b></p><p><b>　　取閥功能因子：</b></p><p><b>　　孔速：</b></p><p>　　每層塔板上浮閥數(shù)目：個(gè)</p><p>　　浮閥排列采用等邊三角形叉排，，作圖排得閥數(shù)個(gè)。</p><p><

55、;b>　　，</b></p><p><b>　　在之內(nèi)。</b></p><p>　　精餾段及提餾段浮閥數(shù)排布見圖2-2。</p><p>　　圖2-2 塔板浮閥數(shù)排布</p><p>　　2.2 塔板的流體力學(xué)計(jì)算</p><p>　　2.2.1氣相通過浮閥塔板的壓降<

56、/p><p><b>　　依據(jù)</b></p><p><b>　　(2-8)</b></p><p><b>　　(2-9)</b></p><p><b>　　精餾段：</b></p><p><b>　　干板阻力：<

57、;/b></p><p><b>　　， </b></p><p>　　板上充氣液層阻力：，</p><p>　　液體表面張力所造成的阻力很小，忽略不計(jì)。 </p><p>　　與氣體流經(jīng)塔板的壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨龋?lt;/p><p><b>　　提餾段：</b></

58、p><p><b>　　干板阻力：</b></p><p><b>　　， </b></p><p>　　板上充氣液層阻力：，，</p><p>　　液體表面張力所造成的阻力很小，忽略不計(jì)。 </p><p>　　與氣體流經(jīng)塔板的壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨葹椋?lt;/p>&l

59、t;p><b>　　2.2.2 淹塔</b></p><p>　　為了防止淹塔現(xiàn)象的發(fā)生，要求控制降液管中的清液層高度：</p><p><b>　　(2-10)</b></p><p><b>　　(2-11)</b></p><p><b>　　精餾段：&l

60、t;/b></p><p>　　單層氣體通過塔板的壓降相當(dāng)?shù)囊褐?lt;/p><p>　　液體通過塔板的壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨龋?lt;/p><p><b>　　板上液層高度：,</b></p><p><b>　　?。海?，</b></p><p>　　符合防止淹塔的要求。<

61、;/p><p><b>　　提餾段</b></p><p>　　單層氣體通過塔板的壓降相當(dāng)?shù)囊褐?lt;/p><p>　　液體通過塔板的壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨龋?lt;/p><p><b>　　板上液層高度：，</b></p><p><b>　　?。海?，</b>&l

62、t;/p><p>　　所以符合淹塔的要求。</p><p>　　2.2.3 霧沫夾帶</p><p><b>　　精餾段：</b></p><p>　　泛點(diǎn)率= （2-12）</p><p>　　板上液體流經(jīng)的長度：</p><p><b>　　板上液流面

63、積：</b></p><p><b>　　取物性系數(shù)：</b></p><p><b>　　泛點(diǎn)負(fù)荷系數(shù)：</b></p><p><b>　　泛點(diǎn)率=</b></p><p>　　直徑小于，泛點(diǎn)率小于，霧沫夾帶滿足要求。</p><p>&

64、lt;b>　　提餾段</b></p><p><b>　　取物性系數(shù)：</b></p><p><b>　　泛點(diǎn)負(fù)荷系數(shù)：</b></p><p><b>　　泛點(diǎn)率=</b></p><p>　　直徑小于，泛點(diǎn)率小于，霧沫夾帶滿足要求。</p>

65、<p>　　2.2.4 塔板負(fù)荷性能圖</p><p>　　2.2.4.1 霧沫夾帶線</p><p>　　精餾段： 按泛點(diǎn)率</p><p><b>　　泛點(diǎn)率，</b></p><p><b>　　提餾段：</b></p><p><b>　　泛點(diǎn)

66、率，</b></p><p>　　2.2.4.2 泛液線</p><p><b>　　（2-13）</b></p><p>　　由此確定泛液線，忽略式中</p><p><b>　?。?-14）</b></p><p><b>　　（2-15）</

67、b></p><p><b>　　精餾段：</b></p><p><b>　　提餾段：</b></p><p>　　2.2.4.3 液相負(fù)荷上限線</p><p>　　液體的最大流量應(yīng)保證降液管內(nèi)停留時(shí)間不低于5s</p><p><b>　　（2-16）&

68、lt;/b></p><p>　　2.2.4.4 漏液線</p><p>　　對(duì)于型重閥，依作為規(guī)定氣體最小負(fù)荷的標(biāo)準(zhǔn)</p><p><b>　?。?-17）</b></p><p><b>　　精餾段：</b></p><p><b>　　提餾段：<

69、/b></p><p>　　2.2.4.5 液相負(fù)荷下限線</p><p>　　取堰上液層高度作為液相負(fù)荷下限線條件作出液相負(fù)荷下限線，該線為與汽相無關(guān)的直線。</p><p><b>　　，計(jì)算得</b></p><p>　　圖2-3 精餾段塔板負(fù)荷性能圖 圖2-4 提餾段塔板負(fù)荷性能圖<

70、/p><p><b>　　第3章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1 塔總體高度計(jì)算</p><p>　　塔總體高度利用下式計(jì)算[4]</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p><b>　　式中：——塔板數(shù)；</b></

71、p><p><b>　　——進(jìn)料板個(gè)數(shù)；</b></p><p><b>　　——人孔個(gè)數(shù)；</b></p><p>　　——進(jìn)料板處板間距；</p><p><b>　　——人孔處板間距；</b></p><p><b>　　——塔頂空間；<

72、;/b></p><p><b>　　——塔底空間；</b></p><p><b>　　——封頭高度；</b></p><p><b>　　——裙座高度。</b></p><p>　　3.1.1 塔頂封頭</p><p>　　采用橢圓封頭，公稱直

73、徑，曲面高度，直邊高度，內(nèi)表面積，容積</p><p><b>　　封頭高度</b></p><p>　　3.1.2 塔頂空間</p><p><b>　　塔頂間距：</b></p><p>　　要安裝除沫器后，塔頂空間</p><p>　　3.1.3 塔底空間</p&

74、gt;<p>　　釜液停留，塔底液面至最下一層塔板之間距離為</p><p>　　3.1.4 進(jìn)料板處板間距</p><p>　　進(jìn)口處安裝防沖設(shè)施，取進(jìn)料板處板間距</p><p><b>　　3.1.5 裙座</b></p><p>　　考慮再沸器，取裙座高</p><p>&l

75、t;b>　　總高度：</b></p><p><b>　　3.2 塔的接管</b></p><p><b>　　,,</b></p><p><b>　　3.2.1 進(jìn)料管</b></p><p><b>　　采用直管進(jìn)料管</b><

76、;/p><p><b>　　，</b></p><p><b>　?。?-2）</b></p><p><b>　　3.2.2 回流管</b></p><p><b>　　采用直管進(jìn)料管</b></p><p><b>　　，

77、</b></p><p>　　3.2.3 塔底出料管</p><p><b>　　采用直管進(jìn)料管</b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　3.2.4 塔頂蒸氣出料管</p><p><b>　　采用直管進(jìn)料管</b>

78、;</p><p><b>　　，</b></p><p>　　3.2.5 塔底蒸氣進(jìn)氣管</p><p><b>　　采用直管進(jìn)料管</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　第4章 強(qiáng)度校核</b&g

79、t;</p><p>　　4.1 塔的強(qiáng)度校核</p><p>　　本設(shè)計(jì)以強(qiáng)度設(shè)計(jì)為主，設(shè)計(jì)壓力，介質(zhì)無腐蝕性，選用碳鋼板，設(shè)計(jì)溫度，選取材料。</p><p>　　4.1.1 塔體和封頭的壁厚計(jì)算</p><p>　　4.1.1.1 筒體壁厚</p><p>　　按式（3-1）計(jì)算[2]</p>&l

80、t;p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中：——計(jì)算壓力，</p><p><b>　　——焊縫系數(shù)，</b></p><p>　　——設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力，</p><p><b>　　——設(shè)備內(nèi)直徑，</b></p><p&g

81、t;<b>　　——壁厚附加量，</b></p><p><b>　　——鋼板負(fù)偏差，</b></p><p><b>　　——介質(zhì)腐蝕欲度，</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)厚度：</b></p><p>　　由碳素鋼，低合金鋼制容器，考慮塔具有

82、振動(dòng)、運(yùn)輸、剛度等問題，</p><p>　　4.1.1.2 封頭厚度</p><p>　　按式（5-1）計(jì)算：</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　式中：——橢圓形封頭[7]，形狀系數(shù)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭，</p><p><b>　　——焊縫系數(shù)，</

83、b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)厚度：</b></p><p>　　為了保證封頭與筒體能很好的滿足焊接要求，取封頭壁厚。</p><p>　　4.1.1.3 裙座壁厚</p><p>　　由于裙座厚度[6]不得小于，因此取裙座厚度為。</p><p>　　4.1.2 確定危險(xiǎn)截面位置&

84、lt;/p><p>　　圖4-1 危險(xiǎn)截面圖</p><p>　　圖中0-0，I-I，II-II為危險(xiǎn)截面。</p><p>　　4.1.3 質(zhì)量計(jì)算</p><p>　　4.1.3.1 容器殼體和裙座質(zhì)量</p><p>　　由，查表得高筒節(jié)鋼板質(zhì)量為，封頭質(zhì)量</p><p><b>

85、　　筒體總質(zhì)量</b></p><p><b>　　封頭質(zhì)量</b></p><p>　　裙座質(zhì)量，鋼板質(zhì)量為</p><p>　　4.1.3.2 容器內(nèi)構(gòu)件質(zhì)量</p><p><b>　　查表得浮閥塔盤</b></p><p>　　4.1.3.3 保溫材料質(zhì)量

86、</p><p>　　塔體采用外保溫層設(shè)計(jì)，材料選用保溫棉，密度，厚度為，覆蓋整個(gè)塔體保溫層高度，設(shè)為封頭保溫層質(zhì)量，封頭展開面積</p><p><b>　　保溫層總質(zhì)量</b></p><p>　　4.1.3.4 平臺(tái)扶梯質(zhì)量</p><p>　　采用籠式扶梯與塔板管線布置成，單位質(zhì)量，扶梯總高度，扶梯寬度，在手孔處

87、設(shè)置操作平臺(tái)，平臺(tái)選用半圓形，查得平臺(tái)質(zhì)量</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　4.1.3.5 操作時(shí)塔內(nèi)物料的質(zhì)量</p><p><b>　　塔盤上存留液體質(zhì)量</b></p><p><b>　　（4-4）</b></p>&

88、lt;p>　　式中：——精餾段塔板上液層高度，</p><p>　　——提餾段塔板上液層高度，</p><p><b>　　——精餾段塔板數(shù)，</b></p><p><b>　　——提餾段塔板數(shù)，</b></p><p>　　——精餾段液相平均密度，</p><p>

89、　　——提餾段液相平均密度，</p><p><b>　　塔釜物料質(zhì)量</b></p><p><b>　　下封頭城液體體積：</b></p><p><b>　　筒體承液體：</b></p><p><b>　　所以</b></p><

90、;p>　　4.1.3.6 附件質(zhì)量</p><p>　　塔體附件包括人孔，接管，法蘭等，按經(jīng)驗(yàn)取附件質(zhì)量為塔體質(zhì)量</p><p><b>　　則</b></p><p>　　4.1.3.7 容器內(nèi)充水質(zhì)量</p><p><b>　　封頭體積：</b></p><p>

91、;<b>　　筒體體積：</b></p><p><b>　　充水后總質(zhì)量：</b></p><p>　　4.1.3.8 容器偏心質(zhì)量</p><p>　　4.1.3.9 各階段質(zhì)量</p><p><b>　　操作質(zhì)量：</b></p><p><

92、;b>　?。?-5）</b></p><p><b>　　最大質(zhì)量：</b></p><p><b>　　最小質(zhì)量：</b></p><p>　　4.2 塔的自振周期計(jì)算</p><p>　　對(duì)于等直徑，等厚度按式（8-5）計(jì)算[3]</p><p><

93、;b>　?。?-6）</b></p><p>　　式中：——設(shè)計(jì)溫度下的彈性模量，</p><p><b>　　4.3 風(fēng)載荷計(jì)算</b></p><p>　　已知設(shè)備地區(qū)的基本風(fēng)壓值，塔高為</p><p>　　4.3.1 水平風(fēng)壓</p><p>　　按式（8-17）計(jì)算&l

94、t;/p><p><b>　?。?-7）</b></p><p>　　式中：——體型系數(shù)，</p><p><b>　　——風(fēng)振系數(shù)</b></p><p><b>　　（4-8）</b></p><p><b>　　當(dāng)塔高時(shí)，</b>

95、</p><p><b>　　——脈動(dòng)增大系數(shù)</b></p><p>　　——第段脈動(dòng)影響系數(shù)</p><p>　　——第段陣型影響系數(shù)</p><p><b>　　——基本風(fēng)壓，</b></p><p>　　——風(fēng)壓高度變化系數(shù)，</p><p>

96、<b>　　——計(jì)算段長度，</b></p><p>　　——容器各段有效直徑，</p><p><b>　?。?-9）</b></p><p>　　——籠式扶梯當(dāng)量寬度，</p><p>　　——操作平臺(tái)當(dāng)量寬度，</p><p>　　——塔殼保溫層厚度，</p>

97、;<p>　　——管線保溫層厚度，</p><p>　　——塔頂管線外直徑，</p><p>　　——容器各段外直徑，</p><p><b>　　水平風(fēng)力</b></p><p>　　4.3.2 各危險(xiǎn)截面風(fēng)彎矩計(jì)算</p><p><b>　　截面：</b>

98、</p><p><b>　　截面：</b></p><p><b>　　截面：</b></p><p>　　4.4 地震載荷計(jì)算</p><p>　　對(duì)于等直徑，等壁厚塔</p><p><b>　?。?-10）</b></p><

99、p>　　式中：——對(duì)于容器基本自振周期的地震影響系數(shù)值</p><p>　　——地震影響系數(shù)，前面已計(jì)算得</p><p><b>　　其計(jì)算公式為</b></p><p><b>　　（4-11）</b></p><p>　　——地震影響系數(shù)的最大值，已知地震強(qiáng)度為7度，則</p>

100、;<p>　　——各類場地土的特征周期，</p><p>　　——曲線下降段的衰減指數(shù)，根據(jù)塔式容器的阻尼比按下式計(jì)算</p><p><b>　　（4-12）</b></p><p>　　——第階陣型阻尼比，通常應(yīng)根據(jù)實(shí)測值確定</p><p><b>　　所以</b></p&

101、gt;<p>　　——阻尼調(diào)整系數(shù)，按下式計(jì)算</p><p><b>　　所以</b></p><p>　　——計(jì)算截面距地面的高度</p><p>　　4.5 各危險(xiǎn)截面地震彎矩計(jì)算</p><p><b>　　截面 </b></p><p><b&g

102、t;　　截面 </b></p><p><b>　　截面 </b></p><p>　　因此，所以不需要考慮高階陣型的影響。</p><p>　　截面的最大彎矩組合：</p><p><b>　　(4-13)</b></p><p><b>　　取其中

103、較大值，</b></p><p><b>　　由此得</b></p><p>　　4.6 裙座應(yīng)力驗(yàn)算</p><p>　　4.6.1裙座厚度確定</p><p><b>　　裙座選用，</b></p><p><b>　　當(dāng)時(shí)，，</b>&

104、lt;/p><p><b>　　取裙座壁厚：</b></p><p><b>　　有效厚度：</b></p><p><b>　　裙座內(nèi)徑：</b></p><p><b>　　裙座外徑：</b></p><p><b>　　

105、取</b></p><p><b>　　則，</b></p><p>　　4.6.2操作時(shí)裙座中應(yīng)力驗(yàn)算</p><p><b>　　截面：</b></p><p><b>　　操作時(shí)：</b></p><p><b>　　(4-1

106、4)</b></p><p><b>　　圓筒形支座，</b></p><p>　　滿足強(qiáng)度及穩(wěn)定性要求。</p><p><b>　　截面：</b></p><p><b>　　操作時(shí)：</b></p><p><b>　　(4-

107、15)</b></p><p>　　式中：——手孔處裙座殼的截面積，</p><p><b>　　(4-16)</b></p><p>　　——手孔處裙座截面的內(nèi)直徑，</p><p>　　——手孔水平方向最大寬度，</p><p><b>　　(4-17)</b>

108、;</p><p>　　——手孔管加強(qiáng)段長度，</p><p>　　——手孔截面處的裙座殼的截面系數(shù)</p><p><b>　　(4-18)</b></p><p><b>　　——，</b></p><p><b>　　所以，</b></p&g

109、t;<p>　　滿足強(qiáng)度及穩(wěn)定性要求。</p><p><b>　　II-II截面：</b></p><p><b>　　(4-19)</b></p><p><b>　　其中：</b></p><p>　　滿足強(qiáng)度及穩(wěn)定性要求。</p><p

110、>　　4.6.3 水壓試驗(yàn)裙座應(yīng)力驗(yàn)算</p><p><b>　　截面：</b></p><p><b>　　(4-20)</b></p><p><b>　　截面：</b></p><p><b>　　(4-21)</b></p>

111、<p><b>　　截面：</b></p><p>　　滿足操作和水壓試驗(yàn)要求。</p><p>　　4.7 圓筒軸向應(yīng)力校核</p><p>　　4.7.1 圓筒軸向應(yīng)力計(jì)算</p><p>　　由內(nèi)壓引起的軸向應(yīng)力按下式計(jì)算</p><p>　　操作時(shí)重力引起的軸向應(yīng)力按下式計(jì)算&l

112、t;/p><p><b>　　(4-22)</b></p><p>　　式中：——計(jì)算截面以上筒體承受的操作質(zhì)量載荷</p><p>　　彎矩在筒中引起的軸向應(yīng)力按下式計(jì)算</p><p>　　4.7.2 圓筒穩(wěn)定性校核</p><p>　　圓筒許用軸向應(yīng)力按下式計(jì)算</p><p

113、><b>　　(4-23)</b></p><p><b>　　取最小值。</b></p><p><b>　　值按經(jīng)驗(yàn)公式求取：</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　故?。?lt;/b><

114、;/p><p>　　圓筒最大組合壓應(yīng)力，對(duì)內(nèi)壓時(shí)按下式計(jì)算：</p><p>　　4.7.3 圓筒拉應(yīng)力校核</p><p>　　對(duì)內(nèi)壓容器按下式計(jì)算</p><p>　　4.8 容器液壓試驗(yàn)時(shí)壓力校核</p><p>　　4.8.1 殼體應(yīng)力校核</p><p><b>　　對(duì)I-I截面

115、：</b></p><p>　　由試驗(yàn)壓力引起的環(huán)向應(yīng)力按下式計(jì)算[5]</p><p><b>　　(4-24)</b></p><p>　　式中按JB4170-2005式（5-5）</p><p><b>　　，靜液柱壓力：</b></p><p>　　由試驗(yàn)

116、壓力引起的軸向應(yīng)力按下式計(jì)算</p><p>　　由試驗(yàn)壓重力引起的軸向應(yīng)力按下式計(jì)算</p><p>　　由彎矩引起的軸向應(yīng)力按下式計(jì)算</p><p>　　4.8.2 應(yīng)力校核</p><p>　　液壓試驗(yàn)時(shí)圓筒材料的需用軸向應(yīng)力按下式計(jì)算</p><p><b>　　取其中最小值。</b>&

117、lt;/p><p>　　各向應(yīng)力滿足下列要求</p><p><b>　　4.9 基礎(chǔ)環(huán)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.9.1 基礎(chǔ)環(huán)內(nèi)外徑計(jì)算</p><p><b>　　基礎(chǔ)環(huán)外徑：</b></p><p><b>　　基礎(chǔ)環(huán)內(nèi)徑：</b><

118、/p><p>　　4.9.2 基礎(chǔ)環(huán)厚度計(jì)算</p><p><b>　　混凝土上的最大壓力</b></p><p><b>　　(4-25)</b></p><p><b>　　取較大值。</b></p><p>　　式中：——基礎(chǔ)環(huán)面積</p>

119、;<p>　　——基礎(chǔ)環(huán)的抗彎截面系數(shù)</p><p><b>　　取</b></p><p>　　基礎(chǔ)環(huán)厚度（采用有筋板的基礎(chǔ)環(huán)）</p><p><b>　　(4-26)</b></p><p>　　式中：——基礎(chǔ)環(huán)材料許用應(yīng)力</p><p><b&

120、gt;　　——</b></p><p>　　采用Q245R材料，則</p><p>　　取，當(dāng)?shù)啬_螺栓為時(shí)，</p><p><b>　　查表可得</b></p><p><b>　　則：</b></p><p><b>　　實(shí)際基礎(chǔ)板厚度。</b

121、></p><p>　　4.10 地腳螺栓的設(shè)計(jì)</p><p>　　地腳螺栓承受的最大拉應(yīng)力按下式計(jì)算</p><p><b>　　(4-27)</b></p><p><b>　　取較大值</b></p><p>　　因,則容器必須設(shè)計(jì)地腳螺栓，取，地腳螺栓尺寸及個(gè)

122、數(shù)計(jì)算時(shí)考慮用4倍地腳螺栓數(shù)量n，求地腳螺栓根部直徑</p><p><b>　　(4-28)</b></p><p>　　式中：——腐蝕欲量，</p><p>　　——地腳螺栓材料的許用應(yīng)力選用低碳鋼</p><p>　　——地腳螺栓個(gè)數(shù)，取</p><p><b>　　則</b

123、></p><p>　　采用的地腳螺栓，螺紋小徑</p><p><b>　　滿足穩(wěn)定要求。</b></p><p>　　4.11 裙座與殼體的對(duì)接焊縫驗(yàn)算</p><p>　　對(duì)接焊縫的拉應(yīng)力按下式校核[8]</p><p><b>　　(4-29)</b></

124、p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　——設(shè)計(jì)溫度下焊縫材料許用應(yīng)力，取兩側(cè)材料許用應(yīng)力的最小值</p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　滿足強(qiáng)度要求。</b></p><p>　　第5章 全塔工藝設(shè)計(jì)結(jié)果&

125、lt;/p><p><b>　　全塔工藝設(shè)計(jì)一覽表</b></p><p>　　全塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果匯總</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]鄭津洋，董其伍，桑芝富.過程設(shè)備設(shè)計(jì) [M] .北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.</p><p>　　[2

126、]GB150-2011，壓力容器 [S] .</p><p>　　[3]JB 4710－2005，鋼制塔式容器 [S] .</p><p>　　[4]SH3098-2011，石油化工塔器設(shè)計(jì)規(guī)范[S].</p><p>　　[5]董大勤,董俊華.化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)（第四版）[M].化學(xué)工業(yè)出版社.</p><p>　　[6]李芳主.化工原理及設(shè)