化工机械设备课程设计-二氯乙烷精馏塔的机械设计

目录第1章绪论311课程设计的目的312课程设计的要求313课程设计的内容314课程设计的步骤3第2章塔体的机械计算521按计算压力计算塔体和封头厚度5211塔体厚度的计算5212封头厚度计算522塔设备质量载荷计算5221筒体圆筒,封头,裙座质量5222塔内构件质量6223保温层质量6224平台,扶梯质量6225操作时物料质量6226附件质量7227充水质量7228各种质量载荷汇总723风载荷与风弯矩计算8231自振周期计算8232风载荷计算8233各段风载荷计算结果汇总8234风弯矩的计算824地震弯矩计算925偏心弯矩的计算1026各种载荷引起的轴向应力10261计算压力引起的轴向应力10262操作质量引起的轴向压应力210263最大弯矩引起的轴向应力31027塔体和裙座危险截面的强度与稳定校核10271塔体的最大组合轴向拉应力校核10272塔体与裙座的稳定校核11273各危险截面强度与稳定性校核1128塔体水压试验和吊装时的应力校核14281水压试验时各种载荷引起的应力14282水压试验时应力校核1429基础环设计15291基础环尺寸15292基础环的应力校核15293基础环的厚度15210地脚螺栓计算162101地脚螺栓承受的最大拉应力162102地脚螺栓的螺纹小径16第3章塔结构设计1831塔体1832板式塔及塔盘1833塔设备附件18331接管18332除沫装置18333吊柱18334裙式支座19334保温层19参考文献20课设结果与自我总结21附录A主要符号说明22附录B塔设备的装配图24第1章绪论11课程设计的目的（1）把化工工艺与化工机械设计结合起来，巩固和强化有关机械课程的基本理论和知识基本知识。（2）培养对化工工程设计上基本技能以及独立分析问题、解决问题的能力。（3）培养识图、制图、运算、编写设计说明书的能力。12课程设计的要求（1）树立正确的设计思想。（2）具有积极主动的学习态度和进取精神。（3）学会正确使用标准和规范，使设计有法可依、有章可循。（4）学会正确的设计方法，统筹兼顾，抓主要矛盾。（5）在设计中处理好尺寸的圆整。（6）在设计中处理好计算与结构设计的关系。13课程设计的内容对二氯乙烷精馏塔的机械设计。DN1800MMPN12MPA14课程设计的步骤（1）全面考虑按压力大小、温度高低、腐蚀性大小等因素来选材。（2）选用零部件。（3）计算外载荷，包括内压、外压、设备自重，零部件的偏载、风载、地震载荷等。（4）强度、刚度、稳定性设计和校核计算（5）传动设备的选型、计算。（6）绘制设备总装配图。第2章塔体的机械计算21按计算压力计算塔体和封头厚度211塔体厚度的计算（1）计算压力MPAC21（2）塔体计算厚度MCTDI87215072（3）塔体设计厚度M89C（4）塔体名义厚度12MMN（5）塔体有效厚度CE10212封头厚度计算（1）计算厚度MPCTDI5721085172502（2）设计厚度M9C（3）名义厚度N1（3）有效厚度CE022塔设备质量载荷计算221筒体圆筒、封头、裙座质量M01（1）圆筒质量M1KG4197365（2）封头质量M2KG848（3）裙座质量M3KG20说明1塔体圆筒总高度为3679M；2查得DN1800MM，厚度10MM的圆筒质量为536KG/M；3查得DN1800MM，厚度10MM的椭圆形封头质量为3384KG/M；4裙座高度3060MM。M01M1M2M3220364KG222塔内构件质量M02M02KG613597081750422DI浮阀塔盘质量75KG/M2223保温层质量M030322278503MHNDINDI8301307968410226851KG为封头保温层质量03M224平台与扶梯质量04M04FPNNHQDIBDI21227850394015800891126520KG说明平台质量Q150KG/M；笼式扶梯质量40KG/M；笼式扶梯高度P2FQH39M，平台数N8F225操作时物料质量05MKGVHNDIMFW291865780125770817421205说明物料密度，封头容积。塔釜圆筒部分深度31/80KG3564MF，塔板层数N70，塔板上液层高度810HMHW10226附件质量AM按经验取附件质量KG15092227充水质量WKGVHDIMF9527310827107936817502420其中3/1KGW228各种载荷质量汇总表21质量汇总塔段01122334455顶合计塔段长度/MM10002000700010000100001000040000人孔与平台数0013228塔板数009222217701IOM53614104375253605360561822036421717419841983247133603IO90126918131813186668514408090022601640160065205IO103986335703170315451291855AM1343526938134013401404555091IW8271780425434254342577495273E280052008000IO7104733124024110126109926111379515885各塔段最小质量/KG7105772224095220022138219186591462全塔操作质量/KG9146205403201AEMM全塔最小质58IN量/KG水压试验时最大质量/KG51749043021MAXEWAM23风载荷与风弯矩的计算231风载荷计算23段计算风载荷3P，其中，21078211FVK307231。30FAKSDOI342EBPSDO2I3取，340MK43A190257ML7S3P1A2677KSDOI342EB2877PSDO2I3取，ME267NDLFQKP6890128701427013013计算段LIQ0IKVII2KI2FIITH平台数4KDEIPI1100040007072000752801020641002620481220004000707200375280111072300262011673700040007072011028012210010125728776890410000400070790350280162125203540316017906510000400070820665280207142302360298024585610000400070851000280253156402360298032880232风弯矩的计算截面00MNLLPLLPLLPMW962163213211084305245807950865748截面11MNLLPLPLW9632632321078045840796406805截面22MNLLPLMW964363108202458629324地震弯矩计算取第一振型脉动增大系数，则衰减指数，10210599，地震设防烈度9度，故取。ST0721MAX3查得，4G0239/0529/05211，等直径等厚度37670651121的塔，按下列方法计算地震弯矩。1528/4/IDH截面00MNGHMME90110540819620536356E0122截面11MNHHGE953525352535253520141044014017868MNMEE9918截面22MNHHGE95352535253525352012340434014017868。MNMEE9227125偏心弯矩的计算偏心质量偏心距KGME80E20偏心弯矩MNME815781926各种载荷引起的轴向应力261计算压力引起的轴向应力MPAEPCDI54108241其中MN262操作质量引起的轴向压应力2截面00MPADIGME87150814396002截面11IE641012其中KG975289460截面22MPADIME7614081436202其中G57891460263最大弯矩引起的轴向应力3截面00MPADIME9410875042492MAX03截面11IE2613292AX23截面22AI8310442922327塔体和裙座危险截面的强度与稳定校核271截面的最大组合轴向拉应力校核截面22塔体的最大组合轴向拉应力发生在正常操作时的22截面上，其中，,A170MPT08512KA17085134MPTPA3893423212MAX满足要求MAPAT177802AX272塔体与裙座的稳定性校核截面22塔体22截面上的最大做和轴向压应力MPA8102390512322MAXMPAKBMPATCR4102,410MIN,IN8102AX满足要求其中查图59得049140RIEA,K12MPAABNT7,72,16截面11塔体11截面上的最打组合轴向压应力PA96103785132MAXMPAKBMPATCR13265,MIN,IN9601AX满足要求其中01490144RIAEI查图58得（Q235B，200）B110MPAK12PAT3截面00塔体00截面上的最大组合轴向应力MPA815947815032MAXMPAKBMPATCR13265,MIN,IN80AX满足要求其中K12B10AT13计算危险截面项目001122塔体与裙座有效厚度，MME101010各危险截面强度校核汇总28塔体水压试验和吊装时代应力校核281水压试验时各种载荷引起的应力（1）试验压力和液柱静压力引起的环向应力截面以上的操作质量，KGMI0914629075285030计算截面面积A，2565005863056500计算截面的截面系数，ZI310541052710524最大弯矩IMAXNM，299498最大允许轴向拉应力ATPK，1734KB1291291404最大允许压应力K算压力引起的轴向拉应力,MPA10054操作质量引起的轴向压力MPAI2158715181476最大弯矩引起的轴向压力MPAI999488788983最大组合轴向拉应力MPAIMAX115811039610288最大组合轴向拉应力MPAI13078强度TK2MAX满足要求强度与稳定校核稳定性KMINB,TCR0AX满足要求INB,TCR1MAX满足要求IN,TCR2AX满足要求MPAEIDPEIT95170284512液柱静压力MPAI70151液柱静压力4819/489/RH（2）试验压力引起的轴向拉应力PADIPET56710451（3）最大质量引起的轴向压应力MAEIGMT3271084392（4）弯矩引起的轴向应力MPADIMEWT7621084357028923282水压试验时应力校核（1）筒体环向应力校核满足要求PAS92630PAMT92639517（2）最大组合轴向应力校核TT80321液压试验时满足要求MPAKPAST92639071321（3）最大组合轴向压应力校核MPABMSCRT4105,410MIN,IN8093722满足要求。29基础环设计291基础环尺寸取MM2103180DISOBMM53II292基础环的应力校核，其中G30,GMAXBMAXBWOB0MZMAZA2221695017854DAIOB384407033ZOBIB（1）MPAAGMZMB416950226580AXMAPABBEWB141695087703328AX0AX）（取以上两者中的较大值，选用100号混凝土，由表89查得其MPAB843许用应力,满足要求。PAR0505MAX293基础环的厚度；。MAB1403C，假设螺栓直径为MDESI140218022，由表811查得，当4160ML查得时，由表864LB154083248022AXNBX40MMLMY取其中较大值，故154MNMS按有筋板时计算基础环厚度C2486MMBMSB31406圆整后取M25210地脚螺栓计算2101地脚螺栓承受的最大拉应力，其中250,MAXMINB0BOBWEBWBAGMEGMEMZAZK518INN18790NW108290G94720326B365B（1）（2）MPAAMZMBBEWB0316958107286589IN0PAGBEE253169508472571889900取以上两数中的较大值，MPAB2532101地脚螺栓的螺纹小径，选取地脚螺栓个数N44，0253BMCMPABT3,1472C2335944MM，由表812查得螺栓的BTNAD411476950342螺纹小径，故选用的地脚螺栓，满足要求。M1972M第3章塔结构设计31塔体塔体包括塔壳筒体、封头、人孔、手孔、叶面计、接管、法兰等各受压元件，其结构形式和要求应满足GB150有关规定32板式塔及塔盘因塔径为1600MM大于800MM故选用分块式塔盘33塔设备附件331接管塔设备的塔体上配有各种工艺接管和仪表接管，大多数接管与一般容器上接管结构相同332除沫装置除沫装置属气液分离装置，用以出去气体夹带的液滴和雾沫，保证传质效率。触摸装置可安装在塔内或塔上部，也可作为独立的气液分离设备。333吊柱对于高度大于15M的室外无框架的整体塔，应考虑安装和检修时起吊塔台及其他附件方便，所以常在塔顶安装可转动的吊柱。334裙式支座裙座是塔设备广泛采用的一种支座，裙座有圆筒形和圆锥型两种。335保温圈塔外保温材料的支撑圈叫保温圈。塔体保温圈为I型。塔顶保温圈为型。塔底封头保温圈为型。参考文献1刁玉玮，王立业，喻健良。化工设备机械基础（第六版）大连，大连理工大学出版社2006,122蔡纪宁，张秋翔，化工机械基础课程设计指导书。北京化学工业出版社2010,83余国琮化工容器及设备北京，化学工业出版社19984余国琮化工机械手册天津，天津大学出版社19795闫康平工程材料北京，化学工业出版社2001设计结果评价及总结通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关化工机械设备方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。最终，这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在老师的指导下，终于游逆而解。在今后社会的发展和学习实践过程中，一