《脱丁烷精馏塔设计8400字（论文）》

⑵有效的补强范围：①有效宽度B=2d=708mm；B=390mm取最大值，所以B=708mm。②有效高度的外侧h1，h1=46mm，；两个数值之间选取最小值h1=46mm。(3)内测的有效高度h2的确定，h2=46mm（见附录2-5），h2=0（实际的内深高度）；两个数值之间选取最小值h2=0mm。有效补强面积①塔体剩余金属面积，塔体的有效厚度（见附录2-6）塔体多余金属面积计算，=1925.76m（见附录2-7）。此时>,所以接管不用补强，但开孔直径＞89mm，接管厚度没满足最小厚度，因此推荐进行补强，补强圈的尺寸选用250×12。4.1.6其它开孔b、f1-3、g1-2、h1-2、j1-4、处开孔直径小与89mm，所以根据补强要求可以得出这几处不需要进行补强。五、裙座与人孔的设计5.1裙座的设计本设计采用的是圆筒形裙座，此裙座有制造方便、经济实惠、应用广泛的优点，此次设计采用搭接型式。裙座材料采用的是Q235-A5.1.1地脚螺栓查《塔器设计技术规定》表4.5.2，地脚螺栓的个数取24个。5.2人孔的设计人礼是工作人员进行检修和装卸填料的唯通道，为方便工作人员进出，设计安装六个圆形人孔和一个稀圆形人孔，具体位置详见装配图。人孔模式启动器零件是一种机械组合件,包括不同承压力的机械零件启动简节、法兰、法兰盖、密封零件垫片和启动紧固件以及其他与提高人孔启动开启功能有关的不同零件承压力的机械零件。根据设计压力、温度、材料等要求，圆形人孔选择DN450mA型盖轴耳、RF型密封的回转盖带颈平焊法兰人孔。六、精馏塔的质量计算和塔板选型6.1精馏塔各种质量计算6.1.1塔体的质量1）筒体的质量查《化工容器及设备简明设计手册》表13-15知一米简节钢板的质最G=536kg（见附录3-1）

则筒体总质量m1=14096.8kg

2）封头的质量

选用的标准封头的质量分别为358kg，则m2裙座的质量

选取裙座高为3m,则m3=1608kg

则圆筒、封头、裙座的总质量6.1.2精馏塔内件质量

查《钢制塔式容器》JB4710-2005，知浮阀塔塔盘单位质量该精馏塔一共有46层塔板:

则=4874.85kg（见附录3-2）

6.1.3精馏塔塔保温层质量

设定保温层厚度=60mm，采用酚醛玻璃棉，密度，=495.7kg（见附录3-3）。6.1.4精馏塔平台和扶梯的质量查询《钢制塔式容器》JB4710-2005可得，附录D表中钢制塔式自动平台的扶梯单位结构质量，笼式扶梯单位质量，宽，平台高为1.1m，选择半圆形平台，=2798.4kg（见附录3-4）。6.1.5操作状态下塔内物料质量物料液态烃，密度为630kg/，封头的容积考虑在内，N-塔板层数，塔总共有46层塔板。塔板上层液高度=0.032操作时物料的质量：=2247.5kg（见附录3-5）6.1.6精馏塔附件质量附件质量，取附件质量=4279.4kg（见附录3-6)6.1.7精馏塔液压试验时充满水的质量塔内充满水的质量：=66925.3kg（见附录3-7）6.2精馏塔总质量计算全塔操作质量=31116.65kg（见附录3-8）塔器最大质量=102321.35kg（见附录3-9）塔器最小质量=24969.27kg（见附录3-10）七、精馏塔强度校核7.1自振周期-基本振型自振周期，S（见附录4-1）;-塔器正常操作时质量，=31116.65kg；塔器高度，H=26300mm；的弹性模量，查询《压力容器设计手册》表可得；-圆筒有效厚度=12mm；-塔内径，=1800mm；带入数据可得=0.56s。7.2风载荷7.2.1水平风力风压计算时对于高度超过10m的塔设备需进行分段计算，此次设计将塔分成四段。第一段为地脚平面至裙座检查孔中心线平面，高度为900mm;

第二段

为检查孔中心线平面到裙座与简体焊接处平面为第二段，高度为4100mm;

焊接处平面往上7500m为第三段;再往上为第四段7500m,最后一段为6300mm。已知第i段质量重心处的水平风力计算公式：（见附录4-2）公式中-第i段质量重心处的水平风力N;假设笼式扶梯与塔顶管布置成90°（见附录4-3）公式中-各段计算处的外径，mm；-塔设备第i段保温厚度，mm；-笼式保温层厚度，mm；-操作平台当量宽度，mm（见附录4-4）；-第i段内平台构件的投影面积，即平台高、宽、平台个数三者之积，；-操作平台所在计算段的长度，mm；风压高度变化系数，查询《化工设备设计手册》表11-5可得出-；风压高度变化系数，查询《化工设备设计手册》表11-5可得出-体型系数，=0.7；-第i段的风振系数（见附录4-5）；式中-脉动增大系数，查询《化工设备设计手册》表11-6得：=1.79；-第i段脉动影响系数，查询《化工设备设计手册》表11-8可得；-第i段得阵型系数，查《化工设备设计手册》可得；-第i段计算长度，m。根据塔得结构，分别计算塔得四个截面得风载荷，查询汇总得出如下表格：7.2.2风弯矩塔设备任意截面I-I处得弯矩按照公式计算（见附录4-6）：-第I-I截面风弯矩，N·mm；-第I-I截面得风压力，N；-第I-I截面得风压力，mm；0-0截面：=1951401260N·mm1-1截面：=1856529650N·mm2-2截面：=1.43×N·mm7.3地震载荷7.3.1水平地震力基本振型地震水平力是高度处得集中质量引起的（见附录4-7);-综合影响系数，=0.5；-距离地面得集中质量，根据塔设备质量计算的相关数据，大致估算，=456kg、=2372kg、=7233.7kg、=11862.4kg、=16135.1kg。-对应塔器的地震影响系数（见附录4-8)；式中-特性周期，查询《化工设备设计手册》表16-2可得，=0.3（中级硬场地土，近震）s；-地震影响系数最大值，查询《化工设备设计手册》表16-2可得：=0.45（地震设防烈度8级）；带入数据可得=0.4.-第一振型参与系数：根据相关数据计算水平地震力（见附录4-9)1-1截面：=1，=894.672N；2-2截面：=1.01，=4700.4N；3-3截面：=1.05，=14902.1N；4-4截面：=1.15，=27329.2N；5-5截面：=1.14，=36089.1N。7.3.2垂直地震力由于得塔体和设备在确定地震效应烈度8级时,应该能够充分考虑上下两个角度方向计算得到的最大垂直横向地震作用效应,在确定塔体和设备底部最大横向斜截面高度处计算得到的效应是最大竖向垂直地震力：（见附录4-10)-塔设备操作时的质量；任意质量处垂直地震力为：（见附录4-11)式中-塔设备第i计算段的质量；0-0截面：=66965.1N;1-1截面：=66965.1N;2-2截面：=650573N;3-3截面：=60123.4N；4-4截面：=49032.9N；5-5截面：=39280.4N7.3.3地震弯矩如果高径比大于10或大于20，则应考虑高振动模式的影响；0-0截面：=01-1截面：=900mm2-2截面：=5000mm在0-0截面上，=1.36×N/mm在1-1截面上，=1.29×N/mm在2-2截面上，=0.9×N/mm7.4偏心弯矩=07.5最大弯矩7.6圆筒应力校核塔设备操作质量内压轴向应力σ1（见附录4-12)，

σ=50.26Mpa

2内部轴位移压力，

切面:=7.01Mpa（见附录4-13)

切面:=1.8Mpa（见附录4-14)

切面:=6.38Mpa（见附录4-15)

公式中-裙座人孔处截面的截面积，查《化工容器设备简明设计手册》表16-10,可得=170400.

-;

-;

-:

3)最大弯矩引起的轴向应力，塔设备操作质量0-0截面:=118.9Mpa（见附录4-16)；1-1截面：=18.5Mpa（见附录4-17)；公式中-裙座人孔截面的端面模数，查询《化工容器及设备简明设计手册》表16-10得=106760000；2-2截面：=75.6Mpa（见附录4-18)。7.7简体和裙座危险截面的稳定性校核1）塔体的最大组合轴向拉应力校核塔体的最大一个应力组合就是轴向轴承拉力的应力系数是直接发生在正常塔体运行机械操作时的2-2截面上，=119.48Mpa（见附录4-19)轴向许用应力：=116.62Mpa。2）简体与裙座的稳定性校核查询GB150-2014图6-5由A=0.0012得出B=163Mpa许用轴向压应力：=KB或K，取其中的最小值=135.6Mpa筒体的最大轴向组合力和轴向轴的压力和应力大小是由于筒体发生在一个容易停车的2-2截面上，=81.98Mpa引发为<，所以满足稳定性条件。裙座1-1截面=20.3Mpa（见附录4-20)因为<，所以满足稳定性条件。裙座0-0截面（见附录4-21)=125.91Mpa因为<，所以满足稳定性条件。7.8简体水压试验时的应力校核试验压力引起的环向应力：试验压力：=1.088Mpa，=146.8Mpa,0.9=279.45Mpa=146.8Mpa≤0.9=279.45Mpa符合要求。实际试验时因压力而引起的轴向拉应力=63.6Mpa（见附录4-22)，重力主导下的轴向应力等于23.06Mpa（见附录4-23)，-可以得出截面I-I往上的质量，可以看作塔塔体充水后的最大质量；弯矩引起的轴向应力：=22.7Mpa（见附录4-24)；许用应力组合轴向拉应力校核；=62.7Mpa，：：=349.6Mpa，许用应力因为<0.9,所以满足要求；轴向压应力校核：=46.3Mpa（见附录4-25)，许用轴向压应力：=或KB，取小值，<,结果符合。7.9基础环的设计基础环外径=2030mm基础环内径=1500mm=1.55×（见附录4-26)=6.46×（见附录4-27)取以上两者中较大的值=3.6Mpa，选取100号混凝土，由《化工容器及设备简明设计手册》表16-11查许用应力=5.0Mpa，取以上两者中较大的值=3.6Mpa，选取100号混凝土，由《化工容器及设备简明设计手册》表16-11查许用应力=5.0Mpa，≤，所以满足要求。7.9.1基础环的厚度设计按有钢板时计算基础环厚度，=109Mpa-Q235-A低碳钢的许用应力：B=139mm，I=238.7mm，=0.6，=-18079N·mm，=8702N·mm；因为，故取其中较大值为18079N·mm；因此基础环的厚度为：=17.6mm，向上圆整取20mm。7.10地脚螺栓的计算地脚螺栓材料选择16mn。地脚螺栓所承应力计算:塔的最小质量24969.27kg，塔的地震弯矩=1.36×，风弯矩=1.9×,=31116.65kg，=6.46×，=1.55×=2.95Mpa和0.16Mpa取以上两者中的较大值=2.95Mpa。地脚螺栓的螺纹小径：选专用的地脚螺栓与原材料的许用地脚应力测量系数一般为=160Mpa，选地脚螺栓为M48，一共24个。7.11筋板的强度计算7.11.1筋板的压应力计算根据筋板压应力公式计算，公式中=筋板承受的压应力，Mpa；-对应一个地脚螺栓的筋板数，=2；-筋板厚度，取=18mm；-筋板宽度，=160mm；地脚螺栓承受的最大拉力，N;F=1.89×，=28.4Mpa；7.11.2筋板许用应力计算e=2，=20mm，，；临界细长比：=151.7，因为<=151.7满足本设计要求。7.12盖板强度计算选用分块盖板，给出了分块盖板最大应力的计算公式：=160mm，=100mm，=100mm；=65mm，=51mm，=26mm，=20mm；代入公式得=116.5Mpa，因为<，所以满足要求。结论到这里本次的结构设计已经正式进入了一个接近期的尾声,在设计老师的悉心指导帮助下顺利地设计完成了对燃料精馏塔的结构设计,随着目前我国工业石油化学化工行业的不断进步和快速发展,液化气和石油气等新技术燃料作为一种重要的石油化工生产原材料.本类型的燃料,已经日益来越受到了社会人们的广泛关注和高度重视,对二氧脱二氯丁烷燃料精馏塔的结构设计和其它的优化也就已经具有了越来越多而且更加具有新的重要性和新的现实意义。