φ600气提塔设计

更多相关文档资源请访HTTP/WWWDOCINCOM/LZJ781219本毕业论文包含完整CAD设计文件以及仿真建模文件，资料请联系68661508索要毕业设计论文题目气提塔设计学院名称机械工程学院2011年5月28日摘要填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备。填料塔的塔身是一直立式圆筒，底部装有填料支承板，填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。填料的上方安装填料压板，以防被上升气流吹动。液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上，并沿填料表面流下。气体从塔底送入，经气体分布装置（小直径塔一般不设气体分布装置）分布后，与液体呈逆流连续通过填料层的空隙，在填料表面上，气液两相密切接触进行传质。填料塔属于连续接触式气液传质设备，两相组成沿塔高连续变化，在正常操作状态下，气相为连续相，液相为分散相。强度校核部分是本次汽提塔设计中的重点，也是难点，他分为圆筒厚度校核，封头厚度校核，圆筒轴向力校核和圆筒稳定校核，塔设备压力试验时的应力校核，裙座轴向应力校核，基础环和地脚螺栓设计及校核，筋板设计及校核，盖板设计及校核。设计中个部分校核都必须合格，从而保障设计的科学合理性。关键词填料塔、圆筒、封头、试验、校核ABSTRACTTOWERPACKINGTOWERPACKINGISBASEDONGASLIQUIDTWOPHASECONTACTASACOMPONENTOFMASSTRANSFEREQUIPMENTTHETOWERISAPACKEDTOWERHASVERTICALCYLINDER,EQUIPPEDWITHAFILLERATTHEBOTTOMOFBEARINGPLATES,FILLTHEENTIREBLOCKTOHUDDLEORPLACEDINTHEWAYOFSUPPORTONTHEBOARDFILLTHETOPOFTHEFILLERPLATEISINSTALLEDTOPREVENTAIRBLOWINGWASINCREASEDLIQUIDFROMTHETOPOFTHETOWERBYSPRAYINGLIQUIDDISTRIBUTORTOFILL,ANDDOWNALONGTHEFILLERSURFACEINTOTHEGASFROMTHEBOTTOM,WITHGASDISTRIBUTIONEQUIPMENTSMALLDIAMETERTOWERGENERALLYNOGASDISTRIBUTIONDEVICEDISTRIBUTION,ANDFLUIDWASCOUNTERCURRENTCONTINUOUSLAYERTHROUGHTHEGAPFILLERINTHEFILLERSURFACE,THEGASLIQUIDTWOPHASEMASSTRANSFERINCLOSECONTACTTOPACKEDCOLUMNISCONTINUOUSCONTACTGASLIQUIDMASSTRANSFEREQUIPMENT,TWOPHASECOMPOSITIONCHANGESINAROWALONGTHETOWER,INTHENORMALOPERATINGMODE,THEGASFORTHECONTINUOUSPHASE,LIQUIDPHASEFORTHEDISPERSEDPHASESTRENGTHCHECKINGISPARTOFTHEDESIGNOFTHESTRIPPERINTHEFOCUS,BUTALSODIFFICULT,HECHECKINTOTHETHICKNESSOFCYLINDER,CHECKINGTHETHICKNESSOFHEAD,CYLINDERANDCYLINDERAXIALFORCECHECKINGSTABILITYCHECK,THEPRESSUREOFTOWEREQUIPMENTCHECKSTRESSTESTS,AXIALSTRESSCHECKSKIRT,BASICLOOPANDANCHORBOLTDESIGNANDVERIFICATION,DESIGNANDVERIFICATIONRIBS,COVERTHEDESIGNANDVERIFICATIONPARTSOFTHEDESIGNVERIFICATIONMUSTBEQUALIFIEDINORDERTOPROTECTTHEDESIGNOFSCIENTIFICRATIONALITYKEYWORDSPACKEDTOWERCYLINDERHEADTESTCHECK目录引言1第一章填料塔211、散装填料212、规整填料213、塔内件214、填料吸收塔3141、吸收过程概述3142、填料塔内气液流动流体力学31421、填料塔内流体流动状况31422、填料塔泛点气速31423、填料塔压降41424、持液量415、填料精馏塔5151、填料精馏塔的结构5152、填料精馏塔结构设计原则516、填料萃取塔6161、概述6162、填料萃取塔的特点6第二章填料塔设计指标621、填料尺寸722、填料塔直径823、填料层高度8第三章填料塔的附属结构931、填料支承板1032、液体分布器1133、液体再分布器1234、保温层1235、除沫器1336、裙座1437、扶梯、操作平台1638、其他16第四章气提塔的计算及校核1741、筒体厚度计算及工作压力校核17411、根据设计压力和液柱静压力确定计算压力17412、圆筒厚度的计算17413、圆筒工作压力校核1842、封头厚度计算及工作压力校核19421、封头厚度的计算19422、封头工作压力校核2043、载荷分析21431、塔设备质量载荷计算21432、吊柱尺寸25433、裙座高度设计26434、自振周期的计算26435、地震载荷与地震弯矩的计算274352、地震弯矩的计算30436、风载荷与风弯矩的计算314361、风载荷的计算314362、风弯矩的计算35437、偏心弯矩36438、最大弯矩3644、强度校核37441圆筒轴向力校核和圆筒稳定校核37442、塔设备水压试验时的应力校核40443、裙座轴向应力校核404431、裙座轴向应力校核40442、基础环和地脚螺栓及筋板的设计校核43443、盖板设计及校核47444、裙座与塔壳的对接焊缝4845、其他49文献翻译50参考文献60结束语61谢辞62引言气提塔是用于气提过程的塔器。气提过程是将某一组分的蒸汽分压增大破坏了原来的蒸汽平衡分压，引发液相中的另一组分从液相中逸入气相的过程，也称蒸汽蒸馏，是一种比较简单的蒸馏方法，常用以蒸馏在常压下沸点较高或在其沸点时易于分解的物料，也常用于高沸点的物料与不挥发的杂质分离。为了实现较为理想的传质过程，往往在管子的另一侧供应热量，使气提组分化合物的分解所需热量得到补充，是一种传热传质类型的塔器。在本设计中设计的是气提塔，本塔的作用是分离重柴油、轻柴油、煤油，在能源分离方面应用广泛。气提原理，就是在设备内通入蒸汽，降低油品的油气分压，将较轻的组分蒸发出去。本质是利用含溶质浓度低的气体与液体接触，由于气相溶质的分压低，使液相溶质向气相传质（拉乌尔定律）。在设计的过程中，我们根据设计任务书，依据各种设计标准，查阅相关的参考资料、图册和标准文献，从工艺计算、结构设计、强度计算等方面综合分析，设计出结构合理的气提塔。设计包括的主要内容塔设备的工艺设计（塔内径、塔高、封头、进出口接管及裙座）等。并对其进行强度计算及校核，绘制图纸等。技术方案及路线首先进行物料衡算和热量衡算，然后进行塔设备的尺寸计算，最后进行强度计算和校核。本设计说明书是在邹芝芳、段小林老师的指导下，在冯晓康教授、卿德藩教授、李启成教授、刘琼老师等各学科老师的精心教育下，由舒莉同学完成的。由于编者掌握的相关设计知识有限，本书内容多有不足和错误之处，恳请各位老师提出宝贵意见，以便我的补充改正，在今后的设计过程中不断进步。第一章填料塔11、散装填料散装填料又称颗粒填料，通常以乱堆形式装填在塔内，故也被称为乱堆填料。包括拉西环及其衍生填料，如勒辛环、十字隔环、三头螺旋环、双头螺旋环、单头螺旋环等。从形状来分，主要分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料、球形填料和其他类型填料。其中环形填料包括拉西环、鲍尔环等；鞍形填料包括矩鞍形填料、半环填料；环鞍形填料包括IMTP填料、纳特环和共轭环填料；球形填料包括多面球填料、TRI球形填料。12、规整填料规整填料是一种在塔内按均匀几何图形排布、整齐堆砌的填料，在整个塔截面上几何形状规则、对称、均匀，规定了气液流路，改善了沟流和壁流现象，压降可以很小。在相同的能量和压降下，能较散装填料提供更多的比表面积，在相同容积中也可达到更高的传质、转热效果。同时，由于其结构的均匀、规则、对称性，在与散装填料具有相同的表面积时，其空隙率更大，具有更大的通量，综合处理能力比板式塔和散装填料塔大很多。通过对规整填料的深入研究以及对塔内件（如气液分布器）的精心设计、制造、安装和认真操作等，可以做到工业放大效应不明显。近几十年来，规整填料在精细化工、香料工业、炼油、化肥、石油化工等领域的众多塔器内得到广泛应用。规整填料主要包括金属板波纹填料、非金属板波纹填料和网波纹填料等。13、塔内件塔内件是填料塔的组成部分，它与填料及塔体共同构成了一个完整的填料塔。其功能是最大限度发挥填料塔的效率和生产能力，而不是限制填料塔的性能。故塔内件的好坏直接影响整个填料塔的性能。填料塔的所谓“放大效应”，除填料塔本身固有因素外，塔内件也有很大影响。塔内件主要包括以下几个部分液体分布装置；填料紧固装置；填料支撑装置；液体收集再分布、防壁流及进出料装置；气体进料及分布装置；除沫装置。14、填料吸收塔141、吸收过程概述利用气体混合物中各种组分在液体溶剂中溶解度的差异，将气体混合物的特定组分转移到液体的过程，即为吸收，是在化工、石油化工、医药、环保等行业中广泛应用的一种化工单元操作过程，吸收中使用的液体溶剂称为吸收剂，被吸收的气体组分称为溶质。142、填料塔内气液流动流体力学1421、填料塔内流体流动状况在应用填料塔作为传质设备的吸收、精馏等分离过程中，气液两相通常以逆流流动的方式进行气液接触。气液逆流填料塔操作时，在填料层内，液体借重力沿填料表面呈膜状流下，气体自下而上地通过填料层流动通道空隙，与填料表面下降液膜之间的交互作用是影响填料层内气液两相流体流动的关键因素，填料塔内流体力学特性主要包括液降、载点、泛点和持液量等。1422、填料塔泛点气速自载点以后，气液两相的交互作用越来越强烈。当气液量达到某一定值时，两相交互作用恶性发展的结果会导致液泛现象的出现。此时上升气流对液流的曳力加大到足以阻止液体下流，于是液体充满填料层空隙，气体只能鼓泡上升。在压降曲线上，出现液泛现象的标志是压降曲线近于垂直，压降曲线明显变为垂直的转折点称之为泛点。液泛是填料塔的极限操作状态，正确地估算泛点气速对于填料塔的设计和操作十分重要，直接影响吸收塔送风机的选取和精馏塔底部温度的计算。填料塔的最大操作气速可为泛点气速的95，而经济可靠的最大操作气速泛点的70左右，即在载点左右。1423、填料塔压降反映填料层阻力的压降随填料的类型与尺寸不同而变化，通常需要对各种类型尺寸填料进行实测以得到压力降曲线。适用于乱堆颗粒型填料如拉西环、鞍形填料、鲍尔环等，其上还绘制了整砌拉西环和格栅填料两种规则填料的泛点曲线。根据两相流动参数和填料因子或压降填料因子，将横坐标和纵坐标的值算出，即可按等线求出，但在1。GHH3789415所以取设计压力为26HDC412、圆筒厚度的计算筒体材料选用Q245R。因为Q245R塑性和可焊性较好，价格低廉，常用于低压容器的制造。低压容器的圆筒厚度计算式为CTIPD2查过程设备设计第二版表D1钢板许用应力，在设计温度为350，厚度在616MM时，Q245R的许用应力为92；TMA查过程设备设计第二版表43钢制压力容器的焊接接头系数值，为使焊缝紧密，容器正常工作，采用双面焊。无损探测比例选择局部，故焊接接头系数值取085。将、值代入上式得TCTIPD2069852M根据钢制压力容器（GB1501998）规定对低合金钢制的容器，不包括腐蚀裕量的最小厚度应不小于3。故取。3M圆筒设计厚度，其中C21C其中为腐蚀裕量，在无特殊腐蚀情况下，Q245R属于碳素钢，对于碳素钢和2C低合金钢，不小于1，故取2；为钢材厚度负偏差，使用中钢M21板厚度超过5MM时（如Q245R、16MNR和16MNDR等）可取0，1C因，其中。0325DC120CM从而圆筒设计厚度35D由过程设备设计第二版，269页表63薄管板的厚度，知公称直径为600MM时，管板厚度为10MM，因此，取圆筒名义厚度为10MM,N则圆筒有效厚度ENC1028M413、圆筒工作压力校核圆筒应力强度判别式为2TTCIEPD设计温度下圆筒的计算应力为20683TCIEPDMPA而92572TPA显然有TT8圆筒最大允许工作压力2890562TEWIPDMPA有压力计算得工作压力2CP所以0WCPPA所以筒体设计符合使用后强度要求，安全。42、封头厚度计算及工作压力校核421、封头厚度的计算取用标准椭圆型封头，形状系数K12IDH又600MM，故得150MMIDIH封头厚度计算公式为1026085985205CIHTCKPM与筒体的设计计算同理对低合金钢制的容器，不包括腐蚀裕量的最小厚度应不小于3。M故，封头设计厚度HDC325M封头名义厚度与圆筒一样，取为10N因此，封头有效厚度HEN108根据化工容器及设备简明设计手册316页，椭圆形封头的曲面高度与直边高度（MM）、内表面积与容积，知公称直径为DN600MM的椭圆形封头，曲面高度，直边高度，容积150IHM250HM30425VM422、封头工作压力校核封头1校核封头有效厚度1028HENCM椭圆形封头的最大允许工作压力为205981627TEWIPKDMPA而111GHPDHDC其中，为封头1与塔顶之间的距离。显然，11102CDHWCPMPA所以封头1设计满足工作要求，安全。封头2校核同封头1的校核，07WPMA022MPACDDCPGHGP211WC所以封头2设计满足工作要求，安全。同理，封头3和封头4用相同方法校核后，同样满足工作要求，安全。43、载荷分析431、塔设备质量载荷计算塔设备的正常操作质量0KGMEAMM05403201塔设备在水压试验时的最大质量MAXKEAW043021AX塔设备在检修时的最小质量MINKGEA043021IN塔体、座质量；01塔内件如塔盘或填料的质量；2保温材料的质量；03M操作平台及扶梯的质量；4操作时物料的质量；05他附件如人孔、接管、法兰等质量；AM水压试验时充水的质量；W偏心载荷。E（1）、塔体总质量已知塔体总高度H17632M根据化工容器及设备简明设计手册316页，椭圆形封头的曲面高度与直边高度（MM）、内表面积与容积，知公称直径为DN600MM的椭圆形封头，曲面高度，直边高度，容积150IHM250HM30425VM查化工设备机械基础课程设计指导书附表41筒体的容积、面积和质量，可知筒体公称直径为的每米高碳素钢板理论质量为306。6KG查化工容器及设备简明设计手册第317页，以内径为公称直径的碳素钢、普通低合金钢、复合钢板制椭圆形封头的质量，可知公称直径为，M60厚度为封头的质量为。M10KG73所以，塔体总质量为016416205012730627601THKG（2）、塔段内件质量02M塔内件质量主要是填料质量，其余塔内件相对于填料来说，其质量均可忽略，所以塔内件质量填02由第二章中表23矩鞍形填料的特性参数知所选用的矩鞍形填料填料密度为538KG/，本设计填料分两段，每段高度为35M，故故而塔段内件的质P3M量02214538063521PPIVDHKG填（3）、保温材料质量03M取保温层厚度为100MMS查化工设备机械基础课程设计指导书表54塔设备部分零件质量载荷估算表得保温层质量载荷为300；3/MKG根据化工容器及设备简明设计手册316页，椭圆形封头的曲面高度与直边高度（MM）、内表面积与容积，知公称直径为DN600MM的椭圆形封头，曲面高度，直边高度，容积，以保温层外150IH250H30425VM径为内径的椭圆形封头的容积为00871。3M所以22,032034620106178710425319INSINTQMDHKG式中为封头保温层质量,03KG（4）、平台、扶梯质量04M查化工设备机械基础课程设计指导书表54塔设备部分零件质量载荷估算表，知钢制平台质量，笼式扶梯质量2/15KGQPMKGQF/40塔设备总高为17632M,笼式扶梯总高取为HF17M本设计设置本平台数N取8个故而平台、扶梯质量04M220434205ININPFMDKDNQH2619061815047359KG（5）、操作时塔内物料质量05M将塔分为两个反应空间，每部分筒体部分长，由前面的设计说明05HM知封头容积，陶瓷制矩鞍形填料的空隙率，而每段填342V782料层高度15HM故操作时塔内物料得最大质量为0520501124635780459027IFDHVKG（6）、人孔、接管、法兰等附件质量AMKG按经验取附件质量为025AM01256105（7）、充液质量W201024653784510287IFDHVKG水所以塔设备的自重为01024635961054AEMMKG塔设备在正常操作时的操作质量为0102304569617AEKG塔设备在停工检修时的最小质量为MIN01023046261956157AEMKG塔设备在水压试验时的最大质量为MAX0120346496128741509WAEKG432、吊柱尺寸高度超过15M的室外整体塔，一般应在塔顶设置吊柱。设计由塔设备349页，吊柱结构图，其参数按照352页，表832，吊柱的主要结构参数选取，结果如下表41吊柱主要参数SLHRE1L8003150100016810750250110根据吊柱结构图及其参数，计算出塔设备除吊柱外的高度TH吊柱高出塔顶的距离为12123409004151IHLHLHM由于一般要求吊柱的吊钩与塔顶之间的距离在1000MM以上，所以吊柱尺寸选择合理。176321542THHM433、裙座高度设计裙座材料选用Q235AA3在分配好塔设备其他部分的告诉之后，按照任务要求总塔高，来确定裙座高度。因封头厚001M，曲边高015M，直边高005M，设计分配计划中，塔中两段反应部分高均为55M，中间连接筒体高1M。因此，裙座高度为015025132THQM434、自振周期的计算分析塔设备的振动时，一般情况下不考虑平台及外部接管的限制作用以及地基变形的影响，而将塔设备看成是顶端自由，底部刚性固定，质量沿高度连续分布的悬臂梁，其基本震型的自振周期301931CIMHTED式中，H塔的总高，MM；塔在操作时的总质量，KG；0E塔壁材料的弹性模量，MPA；筒体壁厚，MM；设备内径，MM；ID由前面的计算知10MM，查GB1501998钢制压力容器，表F5钢材弹性模量，得350时Q245R的弹性模量，3170EMPA3313617209032168CTSS435、地震载荷与地震弯矩的计算当发生地震时，塔设备作为悬臂梁，在地震载荷作用下产生弯曲变形。安装在七度或七度以上地震烈度地区的塔设备必须考虑它的抗震能力，计算出它的震载荷。图41由于塔总高为17632M,故可将塔分为三段，视每段高度之间的质量为作用在该段高度二分之一处的集中质量，各段高度分别为2500MM、2500MM、2632MM。首先，选取计算截面（包括危险截面）。其计算截面分别为00、11、22，其中00、11、22为危险截面。由过程设备设计第332页有水平地震力的计算公式为PFMG集中于单质点的质量，KG；PMG重力加速度，；2/S地震影响系数，根据场地土的特性周期及塔的自振周期由过程设备设计第332页的图776确定，不得小于。0162802MAX本设备使用场地土质为类，AX03T查表310地震影响系数的最大值，知设计烈度为7级时，MAX023MAX03027349T多质点弹性体系水平地震力计算KKFCG作用在质点K（K段）的水平地震力，N；K段的集中质量，KG；MK段的振型系数，多质点弹性体系水平地震力计算151501538HKIIKIMHDH水平地震力计算简图如下图42水平地震力计算简图故第1段地震力为11FCMG由上节塔设备质量的计算可推知113067232405FMLLQKG1515115884276HH0340298FN第2段地震力为截面22约位于塔容器（不包括裙座）的中间部分，的计算值近似为2M01895264320KG151151567827HH2034029FN第3段地震力为3012430MKG5151158876322809876HH394FN4352、地震弯矩的计算A塔底00截面地震弯矩由下列公式计算001635EMCMHG其中0895MKG00163E45738951763298281NMB裙座与封头对接处22截面135253501258147ECGMHH其中0119680MKG1352535252535484710761476342620EGHNMC筒体22截面235253502518147ECGMHH其中0234K同上，带入数据，得2410EMNM当时，视设备为柔性设备，须考虑高振型的影响，在进行稳定性/5IHD或其他验算时，所取的地震弯矩值应为上列计算值的125倍，即004412525810325EEMNM122441506EE436、风载荷与风弯矩的计算4361、风载荷的计算根据过程设备设计第二版，第328页，塔设备中第I计算段所受的水平风力可由下式计算120IIIEPKFQLD式中，塔设备中第I段的水平风力，N；IP塔设备中第I段迎风面的有效直径，M；EID风压高度变化系数；IF各地区的基本风压，；0Q2/N塔设备各计算段的计算高度，M；IL体形系数；1K塔设备中第I计算段的风振系数。2I（1）、基本风压0Q由化工设备机械基础课程设计指导书表172，近似取衡阳地区基本风压值为3502/MN（2）、高度变化系数IF由过程设备设计328页表75风压告诉变化系数，再根据衡阳地区的IF地形和设备使用环境，地面粗糙类别定为B类。因此可知，本设计的为IF表42风压高度变化系数IF距地面高度I5100101001511420125（3）、风压IQ对高度超过10M的塔设备，分段进行计算，每10M分为一段，余下最后一段高度取实际高度。任意计算段风压为0IIQF（4）、体形系数1K体型系数风压在不同体型的结构表面分布亦不相同，对细长的圆柱形塔体结构，体型系数071（5）、风振系数2IK风振系数是考虑风载荷的脉动性质和塔体的动力特性的折算系数。对塔高的塔设备，取170。而对于塔高时，则按下式计算MH20HM202KIZIFVK12在此设计中，塔高，故风振系数HM63702170I（6）、塔设备迎风面的有效直径EID各计算段的外径均为OID6201602MNI本设计的笼式扶梯与塔顶管线布置成180，因此，本设计的笼式扶梯与塔顶管线布置成180，因此，有效直径为PISIOIEIDK22043式中，塔设备中各计算段的外径，M；ID塔设备各计算段保温层厚度，M；SI塔顶管线外径，M；0D管线保温层厚度，M；PI笼式扶梯的当量宽度，当无确定数据时，可取400MM；3K3K操作平台的当量宽度，M；4042HAK第I段内操作平台构件的投影面积（不计空挡的投影面积），A；2M操作平台所在计算段的塔的高度，M；0H本设计，；400MM；SI10MD570PS103K将以上讨论数据整理如表41表43风载荷与风弯矩的计算数据计算内容01122顶各计算段的外径OIDM620塔顶管线外径0D57第段保温层厚度ISI100管线保温层厚度PSM100笼式扶梯当量宽度3KM400各计算段长度IL322267787632操作平台所在计算段长度0L322267787632平台数N034操作平台当量宽度（）042HAKM0152135各计算段迎风面的有效直径（）PISIOIEIDD22043147719971827各计算段顶截面距地面高度ITHM32221017632风压高度变化系数IF100100114体型系数1K07风振系数2170塔设备自振周期1TS098基本风压（）0Q2/NM350风压（）IIF350350399（）21TI2/336336383第I计算段所受的水平风力（N）120IIIEPKFQLD198256385807图41风载荷计算简图4362、风弯矩的计算计算出风载荷后，即可近似地视为合力作用在该段的1/2处而求得风弯矩，IPIP塔设备任意截面处的风弯矩按下式计算IIWM22221121NIINIIIIIIIWLLLPLLLLMA塔设备底截面（00截面）的风弯矩为102263782358072635683982102100MNLLPLLPWB11截面的风弯矩为106826378527534211MNLPLMWC22截面的风弯矩为10263758422MNLPMW437、偏心弯矩当塔设备外部装有附属设备（如塔顶冷凝器偏心安装、塔底外侧悬挂再沸器）时，这些偏心载荷除了引起轴向压应力外，还要产生轴向弯矩，这弯矩不沿EM塔德高度而变化，其值可按下式计算EMMG式中，偏心质量，KG；EM偏心距，即偏心重量的中心至塔设备轴线的距离，MM。本设计因为该塔塔体上并未悬挂附属设备或其他附件，故偏心弯矩。0EM438、最大弯矩确定最大弯矩时，偏保守地假设风弯矩、地震弯矩和偏心弯矩同时出现，且出现在塔设备的同一方向。但考虑到最大风速和最高地震级别同时出现的可能性很小，在正常或停工检修时，去计算截面处的最大弯矩为取其中较大值MAX025IWEIEEM计算数据如下表表44最大弯矩选择各截面处计算数据计算内容00截面11截面22截面（）EIWMNM5124806410EIIE250（）4604721438最大弯矩（IMAX）N512480641044、强度校核441圆筒轴向力校核和圆筒稳定校核由设计压力引起的轴向应力47MPAEIPD417602此应力只存在于筒体，裙座上由设计压力引起的轴向力为MPA操作质量引起的轴向压应力EIIDGM02由前面计算知本设计筒体、裙座有效厚度均为1037ENCM故截面00处MPADGMEI676089502截面11处PAGEI426760894102截面22处MPADGMEI237608951432202最大弯矩引起的轴向压应力，由此式可计算出EIIM2MAX300截面上最大弯矩引起的轴向应力为MPADEI8421060462520MAX3011截面上最大弯矩引起的轴向应力为PAMEI52810608462421MAX3122截面上最大弯矩引起的轴向应力为MPADEI21016083462421MAX31查过程设备设计第二版附表D1可知在设计温度350时，筒体所用材料Q245R的许用应力为92，裙座所用材料Q235A的许用应力为TMPAT77。MPA取载荷组合系数等于12。K筒体、裙座有效厚度均为，1037ENCM0542/96LD87E因此，查GB1501998表61（续），得相应的系数A0110。根据A值查GB1501998表63得Q245R在设计温度下的系数B180，Q235A在设计温度下的系数B128MPAMPA由于最大弯矩在筒体中引起的轴向应力沿环向是不断变化的。与沿环向均布的轴向应力相比，这种应力对塔强度或稳定失效的危害要小一些。为此，在塔体应力校核时，对需用拉伸应力和压缩应力引入载荷组合系数K，并取K12。在正常操作和停工检修工况下，许用轴向压应力取KB和K中较CRT小值。由前面查得的各值，知对于Q245R和Q235A均有KBK，因此，T均取其相应的K值。CRT对内压容器圆筒最大组合压应力，32CR最大组合拉应力K就满足要求，其中085。321T数据整理如下表表45组合应力计算数据计算内容001122KTMPA92411041104KT785493849384CR92411041104494134921442圆筒最大组合压应力（）32MPA判断得，满足要求32CR408926781268圆筒最大组合拉应力（）321判断得K，满足要求321T表46圆筒组合应力计算及校核计算数据计算内容001122KTMPA92411041104CR92411041104494134921442圆筒最大组合压应力（）32PA判断得，满足要求32CR圆筒最大组合拉应力408926781268（）321MPA判断得K，满足要求321T442、塔设备水压试验时的应力校核在水压试验工况下，轴向拉伸应力用来限制。其中为筒体材料09SS屈服点。轴向压缩应力用和KB中的较小值限制。09KS查过程设备设计第二版附表D1得筒体材料Q245R常温屈服点245SMPA09K12450825SMPA筒体09122452646S12180216B筒体的许用轴向压应力取及中较小值即压KS90216压MPA塔设备充水（未加压）后最大质量和最大弯矩在壳体中引起的筒体组合轴向压应力，组合轴向拉应力，其最大值均已在上32压321拉表中列出，MAX4926压压MPA67809K25S拉拉故，筒体试验安全。443、裙座轴向应力校核4431、裙座轴向应力校核塔设备常采用裙座支承。被设计中选择圆筒形裙座，圆筒形裙座轴向应力校核首先选取裙座危险截面。危险截面的位置，一般取裙座底截面（00）或裙座检查孔（人孔）截面。然后按裙座有效厚度验算危险截面的应力。ES本设计裙座选用的是圆锥形裙座，取裙座半顶角约3由上节计算知裙座上最大弯矩不是地震弯矩参与组合的，由化工设备简明设计手册第405页圆锥形裙座的应力校核公式，知裙座底截面的应力验算应满足下列条件（1）、裙座基底截面00正常操作时取其中较小值20MAXCOS1COSTSBSKBMGZA液压试验时取其中较小值20MAXCOS31COS09WSBSBGK材料Q235A在设计温度下的系数B128MPA裙座底截面内径29SIN360340ISIQDHHM封取裙座厚度1SNS底截面系数2360785/COS91SSBISZDM底截面面积229703AISSB2CO18COS153KBMPA查GB1501998，附录F，钢材高温性能，知350时，Q245R47TSQ235A147TSMPA所以，对于Q245R、Q235A，均有21764TSKPA因此，与中的较小值为2COSKBTSCO53B0912358PA因此，与中的较小值为2CSS2CS1KMPA进而，代值，得正常操作时0532MAX631120189208COSCOSCOS37SBSBMGKBZA液压试验时0532MAX63110219839COSCOSCOS38217WSBSBG因此，裙座底截面无论是在操作时还是液压试验时都是安全的。（2）、裙座开孔截面HH查化工设备简明设计手册第406页，裙座上开设人孔处的截面积，SMA知塔径时，。90IDM4226170SMA53901SMZ所以有055AX3182HWHMPMPA0M0361890674KGAXA590H正常操作时532MAX06411281879258COSCOSCOS390210HHSSMGKBZA液压试验时532MAX6403110328109810COSCOSCOS927HHWSSMGKBZA因此，裙座开孔截面无论是在操作时还是液压试验时都是安全的。所以，综上裙座底截面和开孔截面无论是在操作时还是液压试验时都是安全的，设计合理。442、基础环和地脚螺栓及筋板的设计校核（1）、基础环设计群座内径930ISDM裙座外径930210950ESISO2M按照塔设备第316页，基础环内外径计算公式分别为150245900CBOB712DI基础环伸出宽度OSBDM1092（2）、混凝土地面的核算及基础环厚度计算计算时可把基础环板上的受载近似看作是均匀的，混凝土基础环上的最大压应力为取其中较大者须满足0MAXAXMAX3BBWEBMGZAMAXBR其中基础环截面系数OBIBDZ324150327410238基础环面积42IOBBA15M053MAX8512098170BMGMPAZA03853904612WEWBBPA由塔设备表1611混凝土基础环的需用应力，知标号为100的混凝土AR值为50MPA，所以基础环的设计强度满足使用要求。AR有筋板时，基础环厚度为6SBBMS对于低碳钢，取140MPAB由化工设备简明设计手册第410页，表1612查得，暂取地脚螺栓SM两侧相邻筋板间的间距为，取B100MM，。10LM370LM310/47BL查表代值得22MAX69069150734/XBMN3016YLM724/SXM635610SBBS按照规定求得的还应加上壁厚附加量C2MM，再圆整到钢板厚度规B格上，且不得小于16MM。因此，取基础环厚度为16BSM（3）、地脚螺栓及筋板设计螺栓承受的最大拉应力为取其中较大值0MIN0025WEBBBEEVBMGZAF053MIN851202980271WEBBGMPAZA000438525980137EEVBBMFPA9BPA先假定地脚螺栓个数为16，材料用Q235A，取许用应力147BTMPA地脚螺栓腐蚀裕量取为2CM则地脚螺栓螺纹小径214CNADBTB1924716305945M故取16个地脚螺栓满足要求，其螺栓根径为20752MM。24M按照设计规定有，00BGGDL所以取筋板厚度，取，12GM37LM15L（4）、筋板的校核表43筋板与基础环的链接表44筋板、基础环的结构图根据塔设备表811，外螺栓座结构尺寸，板厚度为12，筋板长度GM168202MALCB筋板的许用应力按如下公式计算C当时，CGCC2/4012351C当时C2/7CC筋板细长比，且不大于250IL50式中为惯性半径，对长方形截面的筋板取，IG2890M筋板长度168，2LM故筋板细长比IL25041896临界细长比，GCE式中为筋板材料的许用应力，对低碳钢材料取140GGMPAE为筋板材料Q235的弹性模量，查GB1501998，表F5钢材弹性模量，知碳素钢Q235在350时的弹性模量E173。P310所以，故GCE60241067342C筋板的许用压应力可按下式计算，其中GCC2/2351C191432510/40/402MPAGCC式中为一个地脚螺栓承受的最大拉力，可用式计算，FNAFBBNABBN4510283160792为对应一个地脚螺栓的筋板个数，取2，故11N21LNFGMPA2816034故筋板的压应力筋板的许用应力140MPA，满足要求。GG443、盖板设计及校核环形盖板的最大应力按下式计算无垫板时2324CZDLF有垫板时24232ZCZDLL式中垫板上地脚螺栓孔直径，；272DM2盖板上地脚螺栓孔直径，；4033筋板宽度，；1682L2L筋板内侧间距，；703M3垫板宽度，；1004L4L盖板厚度，；16CC垫板厚度，。12ZMZ一般环形盖板厚度不小于基础环厚度。无垫板时2324CZDLFMPA3261406872有垫板时24232ZCZDLLMPAPA620170164822盖板最大应力应等于或小于盖板材料的许用应力，即。ZZ对低碳钢盖板的许用应力140，ZMPA由计算结果可知140，满足要求。ZZ444、裙座与塔壳的对接焊缝截面11即裙座与塔壳对接焊缝截面，此处的剪应力按下式校核EITVEITDFGMM01021AX4TWK6其中为垂直地震力，仅在最大弯矩为地震弯矩参与组合式计入此项。1V式中裙座顶截面内直径，600ITITM设计温度下焊接接头两侧母材许用应力的较小值，TW查过程设备设计第二版，表D1钢板许用应力，得Q245R92MPA,Q235A77MPA，TWTW即T7,92MPAIN裙座的有效厚度1037ENCM11截面以上塔设备操作时的质量为106289506327964MKG由前面的计算知截面11处的垂直地震力为NFV11EITVEITDFGM11021MAX47604387604312MPA34MPAKTW5726所以，裙座与塔壳的对接焊缝满足强度要求，设计合理。45、其他各接管管线外径为57，即进气口与排气口的公称直径为57，MM1573DS喷淋管采用直管喷孔式，直管上的小孔直径取8，5排。填料支撑装置采用分块式栅板，根据本设计的塔径，设计栅板块数为两块。因为本设计塔高度超过了15M，所以需要装吊柱，吊柱管采用20无缝钢管，其余主要部件采用Q235A，吊柱与塔连接的衬板与塔体材料相同，采用Q245R，主要结构尺寸按照相关标准设计。此气提塔塔体直径较小，不足800MM，所以塔体上只开设公称直径为450MM的手孔，而裙座下端直径较大，开设一个人孔，便于安装、检修。，文献翻译INCHEMICALPLANTDESIGNCONSIDERATIONSOFCORROSIONABSTRACTTHISWILLDISCUSSANTICORROSIONSTRUCTURE,PARAMETERSANDMEASURESANDSECURITYRELATEDISSUESOFSOMETYPICAL,WHICHAREINVOLVEDINTHEDESIGNOFCHEMICALEQUIPMENTKEYWORDSTHEDESIGNOFCHEMICALEQUIPMENTCORROSIONRESISTANTSAFETYINTHEDESIGNOFCHEMICALEQUIPMENT,ITNEEDSTOCONSIDERCORROSIONANDASSOCIATEDMEDIAFLOW,STORAGEPRODUCTANDTHECORRESPONDINGMATERIALSELECTIONANDHEATPROCESSINGREQUIREMENTSINTHENORMALDESIGNPROCESS,THESEFACTORSSHOULDBETAKENFULLACCOUNTBYDESIGNERSINTHEAREOFDEVICEANDRELATEDPROFESSIONAL,ANDTHECORRESPONDINGTECHNICALREQUIREMENTSOFTHEDESIGNSHOULDBEWORKOUTHOWEVER,INRECENTYEARS,INTHEENVIRONMENTOFTHEDESIGNOFNEWECONOMICMARKET,MANYNONCHEMICALENGINEERINGDESIGN,ANDMANUFACTURINGCORPORATIONSAREINVOLVEDINTHEDESIGNOFCHEMICALEQUIPMENTBECAUSEOFVARIOUSOBJECTIVECONDITIONS,INTHESENEWCORPORATIONSENTEREDINTHEDESIGNOFCHEMICALEQUIPMENT,THEREEXISTSSUPERFICIALSTUDYANDSOILLCONSIDEREDPROBLEMSINTHECHEMICALCORROSION,THISLEADSTOSAFETYPROBLEMSANDACCIDENTSTHISWORKWILLLISTANDDISCUSESSOMETYPICALPROBLEMSWHICHIENCOUNTEREDINRECENTYEARSBYDOINGTHISTORAISETHEATTENTIONOFPEOPLERELATED1ANTICORROSIONSTRUCTURE1INTHESTRUCTUREOFAUTUBEHEATEXCHANGER,WHICHISDESIGNEDBYACORPORATION,THETUBEPLATEANDSHELLAREWELDEDASAWHOLEONETHISHEATEXCHANGERSTRUCTUREITSELFISUNREASONABLETHEDESIGNERTHINKSTHATTHEBUNDLEINSERTEDINTOTHESHELLNOLONGERNEEDTOPULLOUT,SOONLYTWOSKATEBOARDORIENTEDAREDESIGNEDINTHEBOTTOMOFTHETUBEBUNDLE,WITHOUTDESIGNINGSLIDEORSTANDSKATEBOARDORIENTEDDIRECTCONTACTSWITHTHEHOUSINGWALL,FORMINGAGAPBETWEENTHEUTUBEBUNDLEANDTHETWOSKATEBOARDORIENTEDANDTHESHELL,THISGAPPRONETOCREVICECORROSIONCREVICECORROSIONWILLCAUSEPARTOFTHESHELLOFHEATEXCHANGETHINNERATUNIFORMRATE,FORTHISDEVICE,SINCETHETUBESCANNOTBEREMOVEDPERIODICALLYTOCHECKTHEINTERNALSHELL,ONCEFORMEDTWOVERTICALLOCALTHINNEDAREAS