DN1300湍球塔设计含8张CAD图.zip
收藏
资源目录
压缩包内文档预览：
编号：48433720
类型：共享资源
大小：2.69MB
格式：ZIP
上传时间：2020-02-08
上传人：QQ14****9609
认证信息
个人认证
郭**（实名认证）
陕西
IP属地：陕西
150
积分
- 关 键 词：
-
DN1300
湍球塔
设计
CAD
- 资源描述：
-
DN1300湍球塔设计含8张CAD图.zip,DN1300,湍球塔,设计,CAD
- 内容简介：
-
DN1300湍球塔设计摘 要这几年来，除尘设备不断发展，湍球塔作为其中一员也有它自己的历程。在湍球塔中填料处于流化状态，这是湍球塔在气液传质设备当中应用了流化床的原理。湍球塔有很多的特点，比如它处理废气能力比较大，当然它的气体流速也是相当的高，气体和液体在塔内的遍布也是比较均匀的，并且塔的结构也是很合理的，这样就不会发生粘性物料堵塞的现象。但因为球的湍动会在每一段有一定程度的返混，所以用于塔板数不多的情况。并且由于湍球塔里面的小球大多数情况下是用塑料作为材料制造而成，所以在太高的操作温度下小球会不可控的老化变形。本次设计湍球塔，在老师的指导和室友的相互照应下先是去图书馆借了充足的除尘设备的书籍，通过学习弄明白湍球塔的工作原理和大致情况，确定主体结构和零部件结构的设计，对载荷、强度进行计算和验算，以达到设计标准，并要绘制湍球塔相关的图纸，给出设计要求。在设计过程不仅要着眼于标准数据，还要考虑外来因素和自然因素，使设计符合相关标准、安全和制造等各方面的要求。关键词：湍球塔；湍动；除尘；结构 ABSTRACT In recent years, dust removal equipment has been developing, and the turbulent tower has its own course as one of them. The packed material in the turbulent sphere tower is fluidized, which is the principle of the fluidized bed used in the gas liquid mass transfer equipment. The turbulent sphere tower has many characteristics. For example, it has a relatively large capacity to deal with exhaust gas. Of course, its gas flow rate is also quite high, and the gas and liquid flow in the tower are also relatively uniform, and the structure of the tower is also very reasonable. In this way, the phenomenon of viscous material blockage will not occur. However, because the turbulence of the ball has a certain degree of backmixing in each section, it is used in the case of few trays. And because of the turbulence inside the tower, Most of the pellets are made of plastic, so the ball can deform uncontrollably at too high operating temperatures.The design of the turbulent sphere tower，Under the guidance of the teacher, he first went to the library to borrow enough books.，To understand the working principle and general situation of the turbulent ball tower by learning，To determine the design of the main structure and the structure of the parts, to calculate and check the load and strength in order to reach the design standard ,And to draw the turbulence tower related drawings, give the design requirements .In the design process, we should not only focus on standard data, but also consider external factors and natural factors .Make design conform to relevant standards, safety and manufacturing requirements.Key words：turbulent sphere tower; turbulence; dust elimination; structure目 录1概论1 1.1塔设备的概述11.1.1塔设备在化工生产中的作用和地位11.1.2塔设备的分类及一般构造21.1.3 对塔设备的要求4 1.2 湍球塔4 1.3 塔设备的设计任务及设计原则51.3.1 设计要求51.3.2 设计原则5 1.4 除尘52湍球塔设计6 2.1确定结构参数62.1.1小球直径62.1.2静止床层高度72.1.3板间距72.1.4临界速度92.1.5装的小球数量92.1.6喷淋密度92.1.7持液量92.1.8支承板10 2.2压力损失10 2.3除尘效率11 2.4除沫器112.5喷淋装置112.5.1喷淋型液体分布装置112.5.2冲击型喷淋装置122.5.3溢流型喷淋装置123其他装置13 3.1裙座133.1.1裙座与塔体的连接143.1.2地脚螺栓座153.1.3检查孔173.1.4排气孔17 3.2筒体18 3.3封头19 3.3人孔和手孔203.3.1人孔203.3.2手孔203.4法兰203.5进气管21 3.6出气管223.7吊耳224 塔的强度计算与校核23 4.1湍球塔的设计参数23 4.2筒体强度的计算与校核234.2.1载荷计算234.2.2塔的自振周期计算244.2.3风弯矩计算244.2.4验算筒体拉应力及稳定254.2.5验算筒体水压试验时的应力264.2.6计算地震弯矩27 4.3裙座的强度计算和校核274.3.1裙座圈计算274.3.2地脚螺栓计算284.3.3基础环的计算294.3.4对接焊缝的校核305湍球塔的制造、安装及运输31 5.1制造的要求315.1.1冷热变形315.1.2材料检验31 5.2组装与制造31 5.3焊接和其特点32 5.4热处理32 5.5检验设备335.6运输33参考文献34致谢351概论1.1塔设备的概述1.1.1塔设备在化工生产中的作用和地位 在炼油、化工和石油化工等这些重工业生产中塔设备可是一个很重要重要的设备。它可使气体(或汽)和 液体或液体和液体两相之间进行一定程度的接触，并促进二者进行相互作用，这样就可以达到相际传质及传热的目的。塔设备中的比较常见的单元操作有很多是我们平常生活中就了解的，比如：吸收、解吸、精馏和萃取等。此外，那些重工业的工业气体的冷却与回收、气体的湿法净制和干燥，恩，还有兼有气体和液体之间的两相传质和传热的减湿、增湿等。在化炼油厂、工厂、石油化工厂等这些重工业中，塔设备的性能好坏与否关系着整个装置的产品质量，产品产量，塔设备的消耗定额和工业设备的生产能力，以及工厂的三废处理和社会的环境保护等各个方面。跟据工业的有关资料报道，塔设备的投资费用占较大比例于整个工艺设备投资费用（见表一），它所耗用的钢材重量在各类工艺设备中也属较多（见表二）。因此，塔设备的设计和研究，受到炼油、化工等行业的极大重视。 表1 化工生产装置中各类工艺设备所占投资的比例 装置名称设备类别搅拌设备反应设备换热设备塔设备合 计炼油和煤化工2.63%13.02%49.50%34.85%100%人造纤维12.19%2.30%40.61%44.90%100%油脂工业19.58%8.99%50.94%20.49%100%橡胶15.38%12.04%57.47%15.11%100%药物和制药33.61%30.60%25.92%9.87%100%油漆和涂料53.66%22.03%12.91%11.40%100%化工和石油化工6.15%22.91%45.55%25.39%100%表2 化工生产装置中塔设备所占的质量比例化工装置名称塔设备质量所占百分比/%4.5万吨/年丁二烯54.0250万吨/年常减压蒸馏45.57万吨及6万吨/年芳烃抽提21.027.610万吨/年苯38.311.5万吨及30万吨/年乙烯25.028.360万吨及120万吨/年催化裂化48.98万吨/年氯乙烯33.3250万吨/年常压蒸馏16.91.1.2塔设备的分类及一般构造科技在进步，塔设备也在变化，它具备了功能各异的结构，以适应这个社会多方面的特殊要求。为了统计的时候没那么多麻烦，大家对塔设备进行了一系类的分类。从单元操作方面进行划分的是有很多种的，有干燥塔、反应塔、萃取塔、吸收塔、解吸塔、精馏塔。如果按操作压力方面可分为三种，有减压塔、加压塔和常压塔。还有很多的方法，不过最经典还是要按塔的内部结构而分的填料塔和板式塔。板式塔是一般情况下是由圆柱形塔体和一些按一定间距水平装置在塔内的塔板组成。操作时，气体以鼓泡或喷射的形式穿过塔盘上的液层两项结合，进行相际接触传质。气体和液体两相的组合浓度是沿着塔的高度呈连续的变化。填料塔通常情况下是以填料作为气体和液体两者接触和传质的基本构件，液体在填料的表面成膜状从上面按一定的速度往下面流的，并进行气体和液体两相间的传质和传热。两相的组分浓度和温度也跟着塔的高度而连续的变化。 塔设备的构件，内部件或有不同，但外部件大致相似。1 塔体 塔体当然是塔的身体，正规来说是塔的外壳。比较常见的塔体是由等直径、等厚度的圆筒还有上下封头进行组装而成。塔设备中有很多是很大的，有时候为了合理经济运转节省材料也有采用不等直径、不等厚度的塔体。塔体要承受很多的东西，一定的操作压力（内压或外压），温度，还要考虑偏心载荷、风载、地震载荷。此外还要满足在试压、运输及吊装时的强度、刚度及稳定性要求。所以设计塔体的时候，达到很多标准，马虎不得。2 塔体支座 塔体支座就是塔体的板凳，是放在基础上的连接部分。它需要有足够的刚度和强度，能承受各做操作下的全塔重量，以及地震、风力等自然力引发的载荷，塔体支座是目前有的最多的塔体支座。3 接管 接管就是把塔设备和和相关设备连起来的东西，根据用途分为很多种。有进气管、出气管、进液管、出液管等。4 手孔和人孔 它们是为便于安装、检查和装填而设置的，当然在不同的塔内有不同的设置要求。5 除沫器 除沫器就是除沫的，除去那些在气流中的液滴，越好的除沫器，其作用越大，回收物料，减少污染，改善塔况，这些都是很重要的。6吊柱 吊柱是塔设备进行检修时进行部件运送时用的，通常设置在塔体的顶部。7 吊耳 为了吊起来方便，在塔设备上焊的。1.1.3 对塔设备的要求工业生产的需要以及工作的要求，塔设备需要考虑很多的因素。（1） 生产力强。保证在较大的气液流速下，不发生堵塞、不同的现象。（2） 操作稳定，弹性大。在塔设备在工作时塔内有较大的波动时，还是能在较高的传质效率下进行稳定的长时间的操作。（3） 压力降小。可以节约经费及精力，减少动力消耗，方便很多事情。（4） 简单。这是常识，繁复的东西总是不好的，简单些便于安装、操作。（5） 耐腐。所以选材时要合理的选择合适的材料。1.2 湍球塔湍球塔发展到现在，可以用来气体吸收、冷却等传质、传热等，主要还是用于气体除尘。它的主要组成部分有栅板、轻质小球、挡板、除沫器。至于栅板上的小球质量因为是塑料材质所以比较轻，在从下往上高速气流的冲力、液体的浮力和自身的重力等各种力相互交织下，小球悬浮起来形成湍动，形成固液气三相接触，小球在不断的运动中，表面不停的碰撞、不停的刷新，以达到极高的除尘效率。湍球具有气速高、气液分布均匀、处理能力大、结构简单不易堵塞的优点。由于球的湍动会有一定的返混，且本身易碎易变形，只适用于传质单位数不多的操作过程。1.3 塔设备的设计任务及设计原则1.3.1 设计要求拟设计一湍球塔，用于净化废气中的粉尘。给定设计参数如下：塔内径： 1300 mm 塔高：12 m设计压力：0.18MPa 设计温度：95 腐蚀余量：4mm 安装地区：自定本次设计是湍球塔设计，包括主体结构部分，塔设备的强度设计和稳定校核，辅助装置及附件，塔设备的制造、安装和运输等部分，设计标准多，考虑的因素也多。1.3.2 设计原则 在设计中要满足高效率低成本的原则，要采用国家和行业标准，以达到高质量、低消耗、安全、无污染、高生产的要求。（1） 满足工艺和操作要求所设计的设备要有灵活性和稳定性，能方便的的进行流量的控制和温度的调节，要有一定的容错率。（2） 满足经济要求设计过程中要考虑很多经济，制造成本，运输费用，安装经费，已经后续消费，要在满足标准的前提下减少费用。（3） 满足安全要求安全第一，要确保塔设备有足够的强度和刚度，可以抵抗正常操作和自然因素引发的载荷。1.4 除尘我国正处于高速发展的阶段，一片欣欣向荣，但随着日益的发展，空气污染也渐渐出现在人们的生活中，特别是化工厂、钢铁厂以及炼油厂等重工业工厂在生产过程中有很多的废气，这是必不可免的也是我们不想看到的。遵循可持续发展的科学理论观念，需要净化空气中的废气，而净化废气中的灰尘也是必要之举。本次设计的湍球塔就是用来净化废气中的灰尘，在工业生产中的废气由下至上进入湍球塔，经湍球塔内部气液固三相净化，除去废气中的灰尘，减少废气对大自然的危害。2湍球塔设计2.1确定结构参数湍球塔一般是由栅板、轻质小球、除雾器、喷嘴、床体等部分构成（图3）。 图3湍球塔2.1.1小球直径湍球塔用的小球直径一般有、和。为更好的气液固接触。塔径大于时，塔径与球径比大于，一般用、的球。本次设计塔内径为1300mm，且设计温度是95，所以选用的小球是：直径38mm，质量4.437 g/个,密度160kg/m3，材料 聚丙烯，使用温度110，耐蚀性能 耐酸碱。国外也有用玻璃钢、铝或不锈钢以及其他新型的材料作薄壁。表3 湍球塔用小球的特性直径 MM质量 G/个密度KG/M3材料使用温度耐腐蚀性0.636360聚乙烯80耐酸碱1.817433聚乙烯80耐酸碱2.822248聚乙烯80耐酸碱4.034285聚乙烯80耐酸碱4.437160聚乙烯80耐酸碱4.437160聚丙烯110耐酸碱2.764101赛璐珞12时，为定值要取0.4，最大误差率不大于10%。静止床层高太大也不能太小，若超过栅板高度的会使压力损失快速升高。若静止床层高与塔径之比小于，会发生沟流和节涌，所以在小于时。(为塔板间距）（图4） 图4孔隙率与的关系2.1.3板间距湍球塔应该具有足够的高度可以使小球有效的运动，不会撞到顶部的栅板。在之间。气速小的时候我们可以取下限，气速大的时候可一取上限。板间距时床层膨胀高度的倍，或者是静止床层高的倍。当液体喷淋的高度大于,操作气速为时，床层膨胀高度HcHc=0.118L0.3H00.6(u/0)0.93 （1）式中u-空塔气速，m/sL- -液体喷淋密度，kg/(m2s)0-筛板开孔率H0-静止床层高度湍球塔的临界速度u1即小球从静止到运动的最低气速。 （2）式中 u1临界速度，m/s 小球密度，kg/m3 气体密度，kg/m3 小球的助力系数小球值（表）表 4小球球径，mm材料备注38赛璐珞14.6球表面喷漆38聚乙烯12.020聚乙烯5.015聚乙烯8.0取为12.0按进行计算各种球的的临界速度（图5） 图52.1.4临界速度气速大于临界速度可使塔保持湍动状态，一般操作气速是的1.5-3倍，用于净化废气的灰尘时通常是1.8-2.5m/s。2.1.5装的小球数量 （3）式中 n球数，个 D塔径，mm 球径，mm 床层平均孔隙率，% 静止床层高度，mm2.1.6喷淋密度较大的喷淋密度可以使湍球塔保持较好的效率，废气除尘，喷淋密度通常是35-40,因为返混的存在，理论板数很难确定。在废气除尘中人们按照经验通常用二段就可以得到90%的除尘效率。2.1.7持液量 床层持液量会关系到床层的阻力大小，所以是个最要的参数，床层的静止填充高度、液体喷淋密度、气体速度的增加会使床层持液量增加，球径的减少会使床层持液量减少。毕竟球径越小，表面积越大，床层持液量也越大，对于气速u为2-4m/s，喷淋密度L为10-35、静止床层高、支承栅板自由截面率45%、球径38mm，可用经验公式计算床层高度的持液量。（4）式中 床层持液量， u空塔气速,m/s 静止床层高度,m L液体的喷淋密度, D塔直径，m2.1.8支承板支承班起拦液和支承球体的作用，支承板用于孔板和栅板，开孔率在45%-60%，因为气速大自由截面率过大，不能拦液，开孔率小，拦液过多，小球不易湍动。栅板宽或栅板直径小于球径的，这样小球就可以防止卡住或压扁。可采用挡网来防止小球被气体吹跑，挡网的开孔率在85%以上，不低于支承板的开孔率。2.2压力损失压力损失是一项很重要的参数，在不同的情况下有不同的计算方式。影响湍球塔压力损失的东西有很多的，比如栅板开孔率、喷淋密度、空塔速度、填充高度、小球的密度和直径等等。压力损失其实很难精准的计算，所以就只好用经验公式。当时，可用经验公式 （5）式中 压力损失，Pa 小球直径，m 液体运动粘度， 液体，小球，气体的密度，当W5.6时下列三部分之和为压降：气体通过栅板时的压降p1(Pa) （6）小球湍动引发的压降p2床层持液量的压降(Pa)式中 筛板厚度，mm 筛孔直径，m；缝长为b宽为a的栅板， 筛孔气速，m/s D塔内径，m 气体粘度， 修正系数，取，塔径越大越大。压力损失p=p1+p2+p32.3除尘效率 （7）式中 是在空塔速度和上板泡沫层高度时得到的粒级效率。2.4除沫器除沫器有折板除沫器、丝网除沫器和旋流板除沫器，拆板式除沫器已经很少使用了，就不细谈了。丝网除沫器应用比较广泛，它主要由格栅丝网和支撑结构等几部分构成，丝网的材质可根据介质的腐蚀性选择，一般用标准丝网制成，采用不锈钢、尼龙丝网和镀锌铁丝网。丝网除沫器有很多的优点，如孔隙率大、使用方便、重量小、比面积较大、压力将小和效率高等特点，丝网除沫器要经常清洗，防止液体蒸发后留下的固体造成堵塞，设计的湍球塔是用来废气除尘的，雾沫中会含有不少的悬浮物，所以不采用。旋流板除沫器就是利用离心力为工作原理除沫的，叶片做旋转运动，带动夹带液沫的气体运动，液体在离心力的作用下脱离撞到筒壁上。它可以用于很多的气液分离，包括含有较大颗粒和液滴的气体，并且效率很高，所以本次设计采用旋流板除沫器。2.5喷淋装置喷淋装置所喷的，液体要均匀，实验表示，塔径大于的塔，我们要安排个喷淋点位于每平方米的塔横截面上，（1） 喷淋型液体分布装置喷淋型液体分布装置可分为单孔式和多孔式,都是利用管路的泵压力或者是液层产生的静压力，把液体弄到塔内。单孔式很少用的，因为他的均匀性有那么点差，而且单孔嘛，喷洒的面积当然没有多孔式的大，它通常是在塔顶缺空或出口喷洒液体，仅仅是用于塔径小于300mm的场合或者是那种要求不高简易的场合，因为设计的湍球塔塔径是133mm，所以不会用这种单孔式的。至于多孔式，确实比单孔式喷的更均匀，喷洒面积也大，但喷的过多，就需要大的通道，喷淋小孔也很容易被冲蚀和堵塞，多孔式也用很多较细的分类，如排管式分布器、环管式分布器、莲蓬型喷淋装置，有些湍球塔是使用莲蓬型喷淋器，那些塔径小于600mm的塔，设计的湍球塔塔径是1300mm，所以还是不用吧。（2） 冲击型喷淋装置冲击型喷淋装置不多就两种，宝塔式分布器和反射板式分布器。宝塔式分布式，顾名思义，就是分很多层，液体从各层流出，喷淋的面积大，不易阻塞，不过液体的静压力和液体流量发生变化时，喷淋的直径会发生变化，所以他需要较稳定的操作场合。反射板式分布器，就是利用反射原理，液体装上反射板，喷溅出去，喷洒效果就达到了，当然可以通过不同的反射板达到不同的反射效果，不过湍球塔上不用冲击型喷淋装置。（3） 溢流型喷淋装置溢流型喷淋装置也不多，也是有两种，中央进料式喷淋装置和槽式喷淋装置。中央进料式喷淋装置并不适用于塔径大于1200mm的塔，原理是从进料管到喷淋盘，再到降压管溢流，在喷出去，大致就这样，所以不采用。溢流型槽式喷淋装置采用的材料是生活中很普通的陶瓷、金属和塑料。它主要有多个喷淋槽和置于喷淋槽上的分配槽构成，喷淋槽一般在他的两侧开有三角形或者矩形堰口，每个堰口的下缘位都是在同一个平面内，具有不易阻塞、处理能力强的优点，可用于塔径大于1000mm的塔，莲蓬头式喷淋装置和溢流型槽式分布器都适用用于湍球塔，但由于设计的塔径是1300mm,还是选择溢流型槽式分布器。3其他装置3.1裙座塔体一般会用裙座支承，它是塔设备的主要支座形式，裙座的结构大致有两种型式，通常是圆筒形（图6）。圆锥形（图7）用的场合比较少，比如是减小混凝土基础顶面的正应力的时候，还有增大裙座筒体断面积惯性矩时的时候。其他支座(如支脚)连接处产生的局部应力没有裙座低，他们的结构性能没有裙座好。裙体所用的材料相较于整个湍球塔是很少的，它不受容器内的介质压力，也不受压力容器的选材限制，所以可以选一些比较便宜的材料，例如碳素钢材料，但每个部分都用它相应的作用，裙座也用它的作用，支承整个塔体，所以可以适当地提高它的选材要求。在这次设计中选用16MnR。当塔径小于还有塔高与塔径之比大于的时候，额还有当塔径大于同时塔高与塔径之比大于的场合，我们会选用圆锥形裙座，本次设计湍球塔塔径是1300mm，塔高是12000mm所以选用圆柱形裙座。 图6圆筒形裙座图7圆锥形裙座3.1.1裙座与塔体的连接搭接型式和对接型式是塔体与裙座的连接方式，他们都是要焊接的。我们的设计就用对接形式吧（见图8）。我们在对接时裙座筒体与塔釜封头外壁圆滑过渡，与塔釜封头外壁之间我们就用全焊透的连续焊，筒体的外径与塔釜封头的外径是一样的。当裙座椭圆封头内直径和筒体上端内直径相等时，裙座筒体上端面至塔釜椭圆封头切线距离h可按下式计算（见图9）。 （8）椭圆封头内曲面高度， 椭圆封头名义厚度，椭圆封头内直径， 裙座筒体上端内直径。3.1.2地脚螺栓座地脚螺栓座有很多种类，如带短管的地脚螺栓座型式、外螺栓座结构型式、单环板螺栓座结构型式（1）带短管的地脚螺栓座型式 它的强度和刚度较强，结构是在外螺栓座结构中增加了些短管，不过由于安装不便，不建议使用。（2）外螺栓座结构型式 这种结构型式是常用较广泛的型式，这种结构对地脚螺栓不预埋或预埋均适用。我们设计就选外螺栓座结构型式（图10）。（3）单环板螺栓座结构型式 这种结构型式用于基础环板的计算厚度小于20mm,塔不是很高，而且通过塔体稳定性计算后没必要设置地脚螺栓时。不要忘了设置些地脚螺栓固定塔。（4）中央地脚螺栓结构型式 这种结构型式应预埋，多用于裙座直径不大的场合。 表5 螺栓结构尺寸螺栓规格ABCD（D）tGtctxL1L3L4L5D2D3M2432005545160（190）12161213070501002740M2732006050170（200）12181214075601103043M303.52506555180（210）14201415080701203345M3642507060200（230）16221616085801303950M424.53007565210（240）18241817090901404560M4853008070220（260）2026201901001001505165M565.53508575240（280）2230222101101101705975M6463509080260（300）2232242201201201806785M7264009585280（320）2436262401301301907595M76640010090290（340）24402625013514020079100M80645010595310（360）26402827014015022083110M906450115105330（380）28403028015016023093120 注：（1）盖厚度（）、筋板厚度（）数据是最小值，还要验算。（2）基础环厚度（tc）应进行设计，但不应小于16mm。（3）当按表中确定的tc小于ts时，取tc=ts。（4）地脚螺栓的材料强度不能比螺栓座材料的强度高3.1.3检查孔检查孔就是检查的孔时用的。它有两种形状，长圆形和圆形。本次设计选用圆形的，数量为一个，直径宽为250mm，中心高H为1000mm(图11）。 图11检查孔3.1.4排气孔湍球塔中的气体可能跑出来，在塔底封头与裙座之间的死胡同不断的积蓄，积少成多，不能放出来的话，就会用隐患，可能腐蚀设备或者自燃，这是很危险的，不但对塔设备有危害，甚至会对人造成危险，所以要在裙座上均匀的开设一些排气孔。根据要求查表得：排气孔数量我们选，排气孔中心与裙座顶端的长度是为，尺寸为，排气孔结构（图12）。 图12排气孔3.2筒体根据任务书给出的条件和数据进行计算，塔高12000mm，塔径1300mm。计算壁厚计算内压圆筒的厚度： （9）（11）式中：设计压力，= 塔体内径，= 时16MnR的许用应力，查表得时为 焊缝采用双面对接焊，局部无损探伤，取。 壁厚附加量 钢板负偏差，查表得 腐蚀裕度，要求为= 加工减薄量， 所以计算圆筒的壁厚为所以取的钢板3.3封头我们一般用的封头有很多样式（见图）有球冠形（）、椭圆形（、）、碟形（、）以及折边锥形（、）。考虑到需要节省材料和加工的难难易程度，椭圆形（图14）耗材较少，而且比较容易加工，是最好的选择。（12）式中， ，都和筒体相同，而大于，取，代入式中为：（13）采用厚钢板。图13封头的结构形式3.3人孔和手孔3.3.1人孔 人孔就是进出塔的孔，过人所以叫人孔，人孔通常设置在便于安装或检够人员进人任何一层塔板，我们要在需经常清理维修的地方会设置个人孔，如气液进出口等等，还要在塔釜和塔顶，各设置一个人孔。不过因为设置的人孔过多的话，塔的强度会大幅度降低。有很多塔径大于，那么在每段镇料层的上、下方设置人孔。在设置人孔处，塔板间距就要考虑人孔的直径例如，通常不小于人塔盘支承梁高度、孔公称直径及50mm 之和，且不小于600mm。塔体上一般采用垂直吊盖人孔，不过也有采用回转盖人孔的地方，如个别有碍操作或有保冷层。在位于设置操作平台的地方，比操作平台高0.7-1m的地方设置个人孔，最小为60 0mm,最大不宜超过1.2m。人孔如果开在立面，在塔的内部设个人孔，至于手柄的材料我们选圆钢（）。人孔选择时要考虑设计温度、实验条件、物料特性、设计压力及安装环境等等，一般会采用标准，公称直径是，压力范围是,衬不锈钢人孔，一般选用标准。3.3.2手孔手孔当然比人孔小，就是只需要手提灯或者受可以伸进去的孔，人不用进去就可以管理和整修的场合会设置个手孔。手孔我们在一般情况下用(衬不锈钢）及标准。3.4法兰比较常见的可拆连接有插套连接、法兰连接、螺纹连接，它们都是应生产制造或工艺、检修、运输、安装等等多方面的要求，将管道和化工设备连接起来，其中法兰连接具有较高的强度、刚度、腐蚀性、密封的特点，所以法兰连接广泛的应用于管道和化工设备中。它有两种连接：管法兰连接和压力容器法兰连接，管法连多用于管子与管子、管子与管件、容器与外管道之间的连接。压力容器法兰也是差不多，筒体与筒体、封头与管板、筒体与封头。都是由一个垫片，螺母、数个螺栓和一对法兰组成，所以结构很是相似。为达到封闭性，防止介质漏出，在法兰两个密封表面的不平的地方，垫片软片会在螺栓预紧力下发生形变将不平的地方填充起来。标准压力容器法兰就有对焊法兰和平焊法兰，还要细分的话平焊法兰又分乙型平焊和甲型平焊。甲型平焊法兰只适应于压力等级较低的场合，还有简体直径较小的情况，它配有凹凸形和平面形两种密封面，只限使用非金属垫片，它的法兰盘是直接焊接在管道或设备简体上，法兰刚性较差，容易变形，法兰在工作和预紧时都会在容器壁中产生附加的弯曲应力，造成密封失效。乙型法兰配有榫槽形、凹凸形、平面形三种密封面。与甲型平焊法兰相比，它多了一圆筒形短节，这个短节的作用很大的，它加强了法兰的刚性。这样在较高压力的创和和较大直径的场合还是适用的。对焊法兰适用于更大直径(DN为0.32m)或高压力(PN为0.66.4MPa)范围，又称长颈法兰或高颈法兰。简体与法兰的连接是对接焊缝，比平焊法兰的角焊缝强度好。压力容器法兰常用的的形式有三种密封面有榫槽型、平面型、凹凸型。选择法兰密封面的形式，既要考虑垫片的材质和形状，也要考虑容器内工作压力的高低和介质的性质。通常所需要的螺栓拧紧力不会过大，密封面的光洁度和加工精度不要过高。标准管法兰常见的种类有三种，带颈平焊法兰、带颈对焊法兰、板式平焊法兰其中带颈对焊法兰法兰刚度最好，而带颈平焊法兰的法兰颈较短，板式平焊法兰则没有所以用的比较少，管法兰的密封型式有五种：环面、槽面、全平面、凹凸面、突面。突面和全平面没有定位挡台，所以密封性就较差了点，凹凸型和槽型的垫片放在凹面和槽内，这样一来密封效果较好多了。这五种类型都可用带颈对焊法兰。管法兰的国家标准,还有工业标准是。3.5进气管进气管需要使塔内的气体分布均匀防止异物进入塔内，避免液体淹没气体通道，常用的气体进料管（如图14b）图14气体进料管3.6出气管接管尽量降低液体的损失，减少雾沫夹带，一般安置与塔顶，图15b是安装在塔顶封头上的气体出口管，其锥形挡板气除沫作用。图153.7吊耳吊耳使塔在安装时方便很多，它一般设在塔的整体中心以上，左右对称，它的位置是很有考究的，越高的吊点，起吊机越省力，但对塔的强度要求就很高了，对塔身有较大的负荷，吊点低的话对吊机又有很大的要求。吊耳焊接在塔上是有讲究的，一般情况会预留15mm不焊，然后与塔的接处磨平。4 塔的强度计算与校核4.1湍球塔的设计参数塔内径/mm1300介质聚丙烯塔高H/mm12000容器类别一类设计压力/MPa0.18安装地区衡阳市郊设计温度t/95地震烈度7级腐蚀余量/mm4场地土类别筒体材料Q235-B地面粗糙度类别B封头材料Q235-A裙座材料Q235-B4.2筒体强度的计算与校核4.2.1载荷计算裙座和塔体的质量，按壁厚查表可得内件的质量保温材料质量，假设保温层为60mm,保温材料的密度是，平台、扶梯质量，平台4层，每层300kg，扶梯10m，质量30kg/m操作时塔内物料的质量，液压试验时，塔内充液质量忽略人孔、接管、法兰等附件质量，即，偏心质量，塔的操作质量 （14） 塔的最小质量 （15） 塔的最大质量 （16） 4.2.2塔的自振周期计算 （17）查表得E= （18）4.2.3风弯矩计算(1)风振系数(2)有效直径塔段1无支承平台，=0.4m, =0，故 （19）塔段2有一平台，=0.4m, ， （20）(3)计算风力及风弯矩按分段进行风力计算，结果列于表6中：表6 风力参数计算塔段121.351.350.80.8，m2.322.423433433110.781.06P,N1173.18314.7计算裙座底截面（0-0）风弯矩： （21）计算塔体底部截面（-）风弯矩： （22）4.2.4验算筒体拉应力及稳定筒体与裙座连接的截面（-截面）的应力。设计压力引起的轴向拉力 设备质量引起的轴向压力 （23）最大弯矩引起的轴向力取较大值,=275055，=0 （24）在组合压应力时，若为拉应力时，可取=0求=170MPa，B=110MPa，取较小值=110MPa因此4.2.5验算筒体水压试验时的应力（1） 强度验算 （25）（2） 稳定性验算 （26）所以筒体强度验算安全。4.2.6计算地震弯矩当地震列度为7度时，=0.23类场地土时， （27）由于，故0-0截面地震弯矩按得：由于5，需要考虑高震型影响， （28） 4.3裙座的强度计算和校核4.3.1裙座圈计算裙座与筒体我们用对接焊缝，然后。取裙座壁厚=0.01m。查得裙座材料的许用应力和筒体一样，就是、均取B=110MPa。操作时的压应力验算取较大值， （29） （30） （31） 验算水压试验时的压应力 （32）所以裙座壁厚设计验算安全。4.3.2地脚螺栓计算取基础环的尺寸为： （33） （34）向风侧的最大拉应力受风载荷时： （35）受地震载荷时： （36）取其中较大者=0.241MPa 计算地脚螺栓直径设取地脚螺栓个数n=20， （37）取M24的螺栓。4.3.3基础环的计算求作用于基础环上的最大压应力，操作时： （38）水压试验： （39）取其中较大值=0.431MPa计算基础环厚度 （40）基础环外缘长，他们最大间距 （41） （42）可在两个地脚螺栓间可以设两个筋板。取、中绝对值较大值，就是=1791。基础环厚度 （43）考虑腐蚀余量，所以取=0.016m。4.3.4对接焊缝的校核 （44）所以对接焊缝满足强度要求。5湍球塔的制造、安装及运输5.1制造的要求湍球塔的制造要考虑很多的因素，我国的国家标准，国外的标准，还要考虑温度、体积、可行性等等，一般来说，制造的难易程度取决于所设计的机构的复杂度，材料的性能。5.1.1冷热变形钢板在加工是，受外力的影响而发生形变，即塑性变形，一般情况下钢板的变形不应该超过它的临界变形程度，大约是5%-10%，不然的话，在受热变形会使材料的力学性能降低、脆性增大、晶粒增大。相同的直径和厚度的情况下，弯曲半径越大，那么钢板的变形程度就越大。当钢板的中间弯曲半径R大于20-25S时，可以用冷弯，而大于时要在热状态下弯曲。5.1.2材料检验湍球塔在制造的时候要根据图纸和说明书来，严格按照国家的标准，考虑容器的种类、大小、形状，看看要不要进行超音波检测。碳钢的敏感性比低合金低，所以碳钢的检查范围要小，低合金厚度大于25mm，16MnR的厚度大于25mm是要超声检测。5.2组装与制造湍球塔的组装一般会在制造出来后，可以在施工现场人工或者机械进行组装。简节制造中，影响质量的东西有很多，比如焊缝的对口错边量、不圆度等等，并且要注意调节局部峰值应力的幅度会随着用强比的增加而减小，随塑性变形范围缩小而减少，所以，我们要适当提高对口错边量的要求。另外简体间的环缝般问题其实并不大，只不过因为封头冲压过程因板材牌号规格不同，模具代用或温度变化等原因，使简体连接环缝与封头的对口错边量有那么一点的可能性超出的规定。湍球塔的内部构件一般会在制造组装完成后送到现场，当然是在检测之后，这样的方法有他的优缺点。（1） 内部构件在制造厂组装起来很扁，当然要用到制造厂的人力物力，如果在组装的时候的时候发现问题，在制造厂内当然会更容易更改，提高效率。（2） 既然在制造厂内安装了，那么在现场就省很多的事了，现场的安装效率就大大的提高了。（3） 其实在制造工程中有很多的部件可以顺便组装起来，很是节约时间，不能像社会机制一样相互推。（4） 有利必有弊，组装起的部件在运输过程中要有稳妥的包装，不然的话会发生变形。5.3焊接和其特点焊接时我们是要考虑工艺规程的。选择合理焊接方法，焊接的部件要结实，最好是没有缝隙，不然会很容易腐蚀老化，变得不结实，焊接的地方所要受的载荷，不但要考虑主体产生的压力，还要考虑从件的自身重量，焊接时金属先融化后凝固，影响焊接变形的东西有很多；金属由液体冷却然后变成固体，那么他的体积就会减少：焊接时受热是我们也不可能做到绝对均匀；被焊的两个东西的厚度不一定相同；焊件的塑性变形可能在焊接的时候发生再形变。这些东西都可以引起变形，其中因为受热发生的变形是热变形，因为晶体结构的改变而发生的变形，这种叫结构变形。碳素钢很容易焊接的，我们只要按照国家标准和工艺规程来，就可以得到很好地焊缝，毕竟碳素钢焊接性能很好，还有良好的物理性能和力学性能。精益求精，焊接后的工件，可以在正火的改正那些在焊接过程中产生的误差和变形。5.4热处理热处理我们要说两类：一是改良力学性能，二是焊后的热处理。湍球塔在制造过程中发生的冷作硬化、应力变化都需要热处理来改善力学性能，消除残余应力，提高塑性和韧性。为防止碳钢产生裂纹，可以在提前预热，至于焊后的热处理，通常用正火处理，可以提高钢板的塑性和韧性，使晶粒细化、组织均匀。5.5检验设备检验设备的方法有化学法、物理法、机械法，检验设备质量的方法又分为无损检查法和有损检查法。而无损检查法又有r射线、X射线、超声、渗透、磁粉探伤法等等。制造好的设备在探测质量是否后，还要在检查整体，看看其紧密型和强度刚度，保证设备安全。5.6运输运输是很重要的，设备已成，不能应为路途耽误，在运输前，要探测道路是否可以通畅，要考虑录路的宽度，和零件的安装
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号