年处理原油X万吨常压板式塔的设计

1、精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业摘要摘要简要介绍了塔设备中板式塔的发展历程、应用现状及应用前景。结合给定的工艺参数拟定了常压板式塔的设计方案。依据 GB150-1998钢制压力容器和其他关于压力容器设计方面的国家标准，对给定工艺参数的常压板式塔进行设计。经计算确定了满足工艺要求的板式塔的主体尺寸，对一些危险截面进行了风载荷、地震载荷的计算，并重点进行了强度校核和稳定性校核。经机械设计完成了基础环、地脚螺栓、塔盘、接管法兰、筋板、盖板、封头、等零部件的选定及相应零部件间连接方式的确定，并对焊接处进行了补强计算。所设计的常压板式塔满足了给定工艺条件的要求。关键词： 结构设计 强度校核 标

2、准件选取 补强计算精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业AbstractThe artic briefly introduces the development process,application status and prospects of the plate tower equipment.Prepared the design proposal of atmospheric plate tower equipment combined with the given process parameters.According to GB150-1998 Steel Pressure

3、 Vessel and other national standards on the design of pressure vessels,I designed the atmospheric pressure plate tower with the given process parameters.After calculation,the main size of the tower equipment is determined,which meet the technological requirements of the tower well.The wind load and

4、the earthquake load of some dangerous sections have also been checked.Moreover, the strength check and stability check of the dangerous sections have been on strictly.During the mechanical design phase,the base ring, anchor bolts, trays,pipe connecting flange,ribs, cover, head and other parts and co

5、mponents have been correctly selected.Moreover,the connection pattern of the corresponding parts have also been determined.The reinforcement calculation on welding parts has also finished.All in all,the designed atmospheric pressure plate tower meets the given process condition requirements well.Key

6、words:structural design;strength check;standard parts selection;computation of reinforcement精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业目录目录精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业第第 1 章章 绪论绪论1.1 选题的依据选题的依据塔设备是化工、炼油、医药、食品及环境保护等工业部门中一种重要的单元操作设备。它在化工、炼油等工业部门应用量大、量广。塔设备无论是投资费用还是所消耗的钢材量，在整个过程设备中所占的比例都相当

7、高，如在化工及石油化工行业，塔设备投资比例占 25.4%，在煤油及煤化工行业占 34.85%，在化纤行业占 44.9%等。塔设备的作用是实现气液相或液液相之间的充分接触，从而达到相际间进行传质及传热的目的。塔设备广泛用于蒸馏、吸收、介吸、萃取、气体的洗涤、增湿及冷却等单元操作中，它的操作性能好坏，对整个装置的生产，产品质量、产量、成本以及环境保护、 “三废”处理等都有较大的影响。因此对塔设备的研究一直是工程界所关注的热点，随着石油、化工的迅速发展，塔设备的合理造型及设计也越来越受到关注和重视。塔设备分为填料塔和板式塔。填料塔的操作性能在某些方面要优于板式塔，至今新型填料的发展还层出不穷，但板式

8、塔并不因填料塔的兴起而衰落，特别是现代企业的大型化塔设备的尺寸越来越大。而且因为板式塔结构简单、成本低廉、易于放大且在设计与操作方面已具备了较成熟的经验，所以当前工业上的大型塔设备仍以板式塔为主。然而由于塔板上气液两相流动的复杂性及板式塔通量小、压降大、效率低等缺点,对板式塔的研究现状还远远不能适应生产发展的需要。塔板上的气液两相流动看起来似乎比填料塔要规则得多,但是塔板上两相的接触状态却较两相在填料通道中的接触要复杂。因此，对于板式塔的研究仍然有极其重要的现实经济意义。1.2 课题研究现状课题研究现状塔板是板式塔的核心部件，是气液接触进行传热和传质的场所，对于板式塔的工作性能起着决定性的作用

9、，因此，对于板式塔的研究，主要集中在对塔板的研究上。国内和国外的许多企业和研究机构，通过改进塔板上气液接触原件、降液管结构及塔内空间利用率等，研制出了一批新型、高效的塔板。针对以往普通塔板通量小、压降大、效率低等缺点，国内各大塔器生产商研制开发出大批新型塔板，用以改造原来的塔板。新型塔板无论在操作性能还是改造费用上都显示出了广阔的应用前景。新型塔板包括新型浮阀塔板、新型筛板塔板、复合塔板、立体喷射型塔板几类。其中，新型的浮阀塔板，如Varioflex-Valve Trays(V-V 浮阀、浮动筛片塔、BVT4 浮阀塔板及1)FSV 2板半椭圆固定浮阀塔板等，在提高塔板效率、处理能力和降低塔板压

10、降上作用明显；新型的筛板塔板，如新型高效导向筛板、MD 筛板、带挡板的筛板、多降精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业液管筛板、大通量筛板等，在提高塔的生产能力、塔板效率，降低塔板压降和成本等方面，效果显著。作为由穿流筛板与规整填料相结合的新型塔板复合塔板，兼具板式塔和填料塔的某些优点，可以使塔板上液体分布均匀、防止气相集中，消除雾沫夹带，并能增加通量。而立体喷射型塔板则能很好的增大传质面积、进行气液分离，在减小塔的雾沫夹带、提高传质效率方面效果明显。同国内塔器生厂商相似，在改造板式塔的性能上，国外的塔器生产商也把研究重点放在了塔板的研究上，并研制、开发出了一批新型塔板。这些新型塔板从设计

11、特点上分，可以分为三类：（1）强化利用液体进、入口面积并匹配新型降液管设计，增加气相处理量，代表塔板为 VV 塔板、ECMD 塔板和SUPERFRAC 塔板；（2）强化鼓泡面积，主要采用特殊的微型浮阀提高传质效率，并保持原有传统塔板的传质效率和操作弹性，这类塔板主要有 Nye 塔板和VORTE塔板；（3）通过改变气液两相的接触形式来强化传质过程，提高 3X效率、增大通量，这类塔板主要有 Swirl 板和 Ultra-Frac 塔板。这些塔板4tray都能提高塔板的通量和开孔率，进而提高塔的生产能力、处理能力和操作弹性，并能降低成本，因此，这些新型塔板已经得到了广泛的推广和使用。1.3 课题的基

12、本内容及要求课题的基本内容及要求在给出了设计参数的情况下，只需对塔设备进行机械设计。在机械设计阶段，应确保塔的内件结构和设备整体结构同时满足设计参数的要求和机械要求，确保塔设备安全、高效生产。1.3.1 塔设备机械设计的基本内容塔设备机械设计的基本内容在给定的工艺参数的情况下，塔设备的机械设计将完成以下内容。（1）塔设备的结构设计。在设备总体形式及主要工艺尺寸已经确定的基础上，设计确定塔的各种构件、附件以及辅助装置的结构尺寸。例如，板式塔的塔盘结构、塔盘支撑结构、除沫器、裙座，各种接管的形式、方位等。（2）设备的材料选择。包括塔体、支座、塔内件等。（3）塔设备的强度和稳定性校核。确定出塔体、封

13、头、裙座的壁厚。（4）设备零部件的设计选用。包括法兰、人孔、接管、补强圈，以及塔外的扶梯、平台、保温层等。（5）绘制出全塔总装配图和零部件图。（6）编写设计说明书。1.3.2 塔设备机械设计的基本要求塔设备机械设计的基本要求 （1）满足强度要求，防止外力作用下的破坏。塔设备中承受各种载荷的主要部件是塔体和裙座。因此，它们应具备足够的强度，以保证安全可靠性。 （2）满足刚度要求，防止在操作、运输或安装过程中发生不允许的变形。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业塔设备中塔盘的厚度尺寸，通常是由刚度决定的。因为，塔盘的挠度过大，塔盘上液层高度不均匀，引起气流分布也不均匀，使塔板效率降低。（3）

14、满足稳定性要求，防止失稳破坏。塔体承受介质压力、各种弯矩和重量等载荷的联合作用，其组合轴向压力必须满足稳定性条件，以确保塔设备有足够的稳定性。（4）耐久性。设计塔设备时，正确选材或采用合适的防腐蚀措施，考虑振动因素，避免共振发生，都对塔设备的耐久性起到积极作用。（5）密封性。塔设备密封的可靠性，是安全生产，正常操作的重要保证之一。（6）结构简单，节省材料，便于制造、运输、安装、操作、维修等等。1.4 课题主要难点及解决方法课题主要难点及解决方法在课题年处理原油 70 万吨常压板式塔的设计过程中，不可避免会遇到一些难以解决的问题。1.4.1 疑难问题疑难问题塔高的计算包括塔的主体高度，顶部与底部

15、空间的高度以及裙座的高度。塔内件的设计主要是塔盘的工艺和结构设计。此外，还有塔的进出口、防冲挡板、防涡器、除沫器等的设计计算。1.4.2 解决方法解决方法对于塔高，为了减少塔顶出口气体中夹带的液体量，塔顶空间一般取为1.21.5 米，从釜液流量求出底部空间，塔裙座高度由塔底封头切线至出料管中心线的高度和出料管中心线至基础环的高度两部分组成。在塔盘设计时，塔径，塔盘间距，液流型式，降液管结构，溢流堰高度，以及气液接触元件的尺寸等都是相互制约的，因此在设计时要从这方面考虑使其合理。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业第第 2 章章 设计参数及材料选取设计参数及材料选取2.1 设计参数设计参数

16、塔体内径，塔高 28.9m，塔盘数量 34 块，塔板间距 600mm，每块mDi3存液高度 65mm，平均密度kg/m3，保温层厚 100mm，密度610kg/m3。设计温度为 360, 设计压力 P=0.1MPa。3002.2 材料选取材料选取2.2.1 压力容器用材的基本要求压力容器用材的基本要求压力容器用材的基本要求是要有较高的强度，良好的塑性、韧性、制造性能和介质相容性。压力容器所承受的压力载荷与非压力载荷是影响强度、刚度和稳定性计算的主要因素，因此压力容器的选材，应综合考虑容器的使用条件、相容性、零件的功能和制造工艺、材料性能、材料使用经验、综合经济效益和规范标准。2.2.2 材料的

17、选择材料的选择参照上面压力容器选材的基本要求，根据给定的设计温度 360C，参照钢制化工容器材料选用规则，筒体及封头采用 16MnR(正火） ，-30 5C475C，相应的许用应力为=125MPa。t根据钢制压力容器，采用双面焊对接接头和相当于双面焊的全焊对接 6接头，局部无损探伤检测，取。85. 0精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业 第第 3 章章 板式塔的结构设计与强度计算板式塔的结构设计与强度计算3.1 按计算压力计算通体和封头的壁厚按计算压力计算通体和封头的壁厚筒体: （3-mmpDpSctic41. 11 . 085. 0125230001 . 0 21）封头: （3-mmp

18、KDpSctic41. 11 . 05 . 085. 01252130001 . 05 . 0 22）其中 K 为标准椭圆封头系数，取 K=1。根据钢制化工容器设计基础，取热轧厚钢板厚度允许偏差为 7，筒体、裙座、封头的腐蚀余量均取为，故mmC8 . 01mmC22。mmCCC8 . 28 . 0221设计壁厚为。mmCSSd41. 3241. 12根据钢制压力容器，对于碳素钢和低合金钢制容器不小于 3，故 8。mmS3min名义厚度，考虑钢板常用规格和考虑风载荷mmCSSn8 . 58 . 23min及地震载荷的影响，向上圆整至 12，故取名义厚度。mmSn12有效厚度。mmCSSne2 .

19、 98 . 2123.2 塔的质量载荷计算塔的质量载荷计算由于所要求设计的板式塔不满足细高塔的条件（DN25，或DN1m，且 H/DN30 ，为设计简单，选择圆筒形裙座。)3.2.1 塔体和裙座质量塔体和裙座质量3222201108 . 79 .283-024. 0344钢HDDmio （3-kg255963）精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业3.2.2 人孔、接管、法兰等附件质量人孔、接管、法兰等附件质量 （3-kgmma639941014）3.2.3 内构件质量内构件质量按钢制塔式容器 ，选取密度 q=75/ （3-kgqnDmi18025753434422025）3.2.4 保温

20、材料质量保温材料质量30021 . 042203钢HHDDmoo =3003-9 .28024. 3-0.2024. 3422 =7626kg （3-6）3.2.5 平台、笼式扶梯质量平台、笼式扶梯质量扶梯取，取平台宽，且.mkgq/201ma122/150mkgq nqDDHqmoo222104-24 =6150024. 32024. 34209 .2822 =11956kg （3-7）3.2.6 操作时塔内物料质量操作时塔内物料质量根据得：3/kg610m物 （3-k. 034341 . 042205物iDm8）3.2.7 充水质量充水质量 （3-kgHHDiw1

21、83076100039 .283410004m22裙9）3.2.8 全塔操作质量全塔操作质量 （3-kgmmmmmmma842620504030201010）精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业3.2.9 全塔最小质量全塔最小质量 （3-kgmmmmmma551822 . 004030201min11）3.2.10 全塔最大质量全塔最大质量 （3-kgmmmmmmmaw25267804030201max12）3.3 塔的自振周期计算塔的自振周期计算33533011030002 . 9107 . 128900722452890033.901033.90ieDEHmHT （3-s76. 11

22、3）3.4 地震载荷计算地震载荷计算根据钢制压力容器设计分析标准， 9查表得：(设计地震烈度 7 级)。23. 0max查表得：(II 类场地土，近震)。3 . 0gT地震影响系数。11. 023. 07 . 03 . 09 . 0max9 . 011TTg结构综合影响系数。5 . 0zC，不必考虑高振型影响，因此可不做地震在和的156 . 9300028900/iDH计算。3.5 风载荷计算风载荷计算3.5.1 风力计算风力计算(1) 风振系数计算式;，各计算塔段的风振系数计算结果见表 3-1。iziizifK1表 3-1 各塔段的风振系数塔段号123456计算截面距地高度161116212

23、8.9精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业脉动增大系数)/500(09. 220121mNqqTq脉动影响系数i0.720.720.790.790.800.82振型系数zi0.0070.10.220.4430.6631.0风压高度变化系数（B 类）if0.640.841.021.1621.2671.4iziizifK11.0161.1791.3661.6291.8752.224(2) 有效直径设笼式扶梯与塔顶管线成 90角，取平台构件的投影面积，则25 . 0 mA 有效直径取下式计算值中较大的值。eiD432KKDDsioiei （3-psosioieidKDD22414）式中，塔和管

24、线的保温层厚度，塔顶管线外径mmpssi100， mmdo377mmK4003ilAK24各塔段计算结果列于表 3-2。eiD表 3-2 各塔段的有效直径/塔段号123456塔段长度il1000500050005000500079003K400ilAK2400200200200127eiD377737773977397739773904(3) 水平风力计算各塔段的水平风力由下式计算： (3-15)602110eiiiiiDlfqKKP精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业各段有关参数及计算结果列于表 3-3。表 3-3 各塔段水平风力计算结果塔段号1234561K0.7iK21.0161.

25、1791.3661.6291.8752.22420/mNq500if0.640.841.0281.1621.2671.4mmli/100050005000500050007900mmDei/377737773977397739773904NPi/859.665469773.213174.116533.833609.93.5.2 风弯矩计算风弯矩计算根据钢制化工容器强度计算规定，得风弯矩的计算公式： 10 2222121111iiiiiiiiiwlllPllPlPM2.1niinlllP（3-16） ，各危险截面的计算结果如下：00 截面：2.2262162121100lllPllPlPMw1

26、.1317425000500010002 .97732500010006546210006 .8599 .336092500050005000500010008 .16533250005000500010002790050005000500050001000mmN.104287. 1911 截面：2.2263263232211lllPllPlPMw精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业 25000500050001 .131742500050002 .97732500065462790050005000500050009 .33609250005000500050008 .16533 mm

27、N.103486. 1922 截面：2.22654364343322llllPllPlPMw 25000500050008 .165332500050001 .97732790050005000500050009 .33609 mmN.109668. 093.6 各种载荷引起的轴向应力各种载荷引起的轴向应力3.6.1 计算压力引起的轴向压应力计算压力引起的轴向压应力 （3-MPaSDpeic15. 82 . 9430001 . 04117）3.6.2 操作质量引起的轴向压应力操作质量引起的轴向压应力00 截面： （3-MPaSDgmAgmesissb31. 71230

28、0014. 38 . 98426200000000218）11 截面： （3-MPaAgmsm12.124 .657988 . 96 .29158426211011219）式中，裙座人孔处截面的截面积，计算式为smAmmemmesimsmSlSSbSDA228001222 . 9122302412300014. 3精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业24 .65798 mm22 截面; （3-MPaSDgmei79. 512300014. 38 . 92 .145786 .29158426222022220）3.6.3 最大弯矩引起的轴向应力最大弯矩引起的轴向应力最大弯矩取下式计算值中较

29、大者: （3-iiwMiiwiiEiiiiwiiMMMMM25. 0maxmax21）计算结果如表 3-4表 3-4 弯矩计算表截面001122mmNMii./max9104287. 19103468. 19109668. 0各危险截面的计算如下3 （3-MPaSDMZMesissb98.212 . 93000785. 04287. 142200max00max00322） （3-MPaZMsm88.5793.23299767103486. 1911max11323）式中，裙座人孔处的抗弯截面系数，计算式为：smZ3293.2329976724mmZSDbSDZmesimmesimsm其中，

30、022222mimmesmbDlSZ （3-MPaSDMZMei87.142 . 93000785. 0109668. 0429222max22max22324）精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业3.7 筒体和裙座危险截面的强度与稳定性校核筒体和裙座危险截面的强度与稳定性校核3.7.1 筒体的强度与稳定性校核筒体的强度与稳定性校核(1) 强度校核筒体危险截面 22 处的最大组合轴向拉应力：2-2组拉 （3-a23.1787.1479. 5-15. 82-232-2212-2maxMP组拉25）轴向许用应力： MPaKt5 .12785. 01252 . 1因为 tK2-2max组拉故满

31、足强度条件。（2）稳定性校核筒体危险截面 22 处的最大组合轴向压应力：2-2max组压 （3-a66.20-87.14-79. 5-2-232-222-2maxMP组压26）许用轴向压应力：取其中较小者 tcrKKB按 GB150钢制压力容器中的规定，由410648. 82 . 91000094. 0094. 0eiSRA查相应的材料图得 B=68MPa则 取 MPaKMPaKBt1501252 . 16 .81682 . 1 MPacr6 .81因，故满足稳定性条件。 cr2-2max组压3.7.2 裙座的稳定性校核裙座的稳定性校核裙座危险截面 00 及 11 处的最大组合轴向压应力为 （

32、3-MPa29.2998.2131. 70030020-0max组压27） （3-MPa7088.5712.121131 - 121 - 1max组压28）精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业由查得 B=68MPa，则，取4-10848, 8。A MPaKMPaKBt1501252 . 16 .81682 . 1。 MPacr6 .81因为 ,，故满足稳定性条件。 cr0-0max组压 cr11max组压3.8 筒体和裙座水压试验应力校核筒体和裙座水压试验应力校核3.8.1 筒体水压试验应力校核筒体水压试验应力校核(1) 由试验压力引起的环向压力试验压力 （3- MPaPPtT17. 0

33、1251701 . 025. 125. 129）MPaSSDPeieiT87.672 . 922 . 93000245. 017. 02液柱静压力MPas9 .26385. 03459 . 09 . 0因为，故满足要求s9 . 0(2) 由试验压力引起的轴向应力1 （3-MPaSDPeiiT86.132 . 94300017. 04130）(3) 水压试验时，重力引起的轴向应力2 (3-31)MPaSDgmei64/222 . 9300014. 38 . 99 .437152 .874325267822max222(4) 由弯矩引起的轴向应力3 (3-32)MPaSDMeiiw46. 42 .

34、 93000785. 0109668. 03 . 043 . 029222223(5) 最大组合轴向拉应力校核 (3-33)MPa32. 446. 464.2286ax组拉精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业许用应力:MPaKs7 .31685. 03452 . 19 . 09 . 0因，故满足要求。sK9 . 022max组拉最大组合轴向压应力校核 (3-34)MPa1 .2746. 464.2222322222max组压轴向许用压应力 ，取其中较小值 KBKscr9 . 0，取MPaKBMPaKs6 .81682 . 16 .3723452 . 19 . 0

35、9 . 0 MPacr6 .81因，故满足要求。 cr22max组压3.8.2 裙座水压试验应力校核裙座水压试验应力校核(1) 水压试验时，重力引起的轴向应力2MPaSDgmesis57.282 . 9300014. 38 . 925267800max002 (3-35)MPaAgmsm33.364 .657988 . 92 .874325267811max112(2) 由弯矩引起的轴向应力3 MPaSDMesisw59. 692. 03000785. 0104287. 13 . 043 . 029200003 (3-36)MPaZMsmw36.1793.23299767103486. 13

36、. 03 . 0911113(3) 最大组合轴向压应力校核MPa16.3659. 657.280030020- -0max组压 (3-37)MPa69.5336.1733.3611311211max组压轴向许用应力 取其中较小值 KBKscr9 . 0，取，MPaKBMPaKs6 . 8682 . 16 .3723452 . 19 . 09 . 0 MPacr6 .81精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业因为，故满足要求。 cr00max组压 cr11max组压3.9 基础环设计基础环设计基础环设计材料 Q235A；3.9.1 基础环尺寸基础环尺寸参照钢制化工容器结构设计规定，取 11m

37、mDDisob33003003000400160mmDDisib280020030004001603.9.2 基础环应力校核基础环应力校核 (3-38) 取其中较大者bbwbbbAgmZMAgmZMmax00000maxmax3 . 0 39444410679. 13300322800330014. 332mmDDDZobibobb26222210394. 228003300785. 04mmDDAibobb(1) MPaAgmZMbbb2 . 110394. 28 . 98426210679. 1104287. 1699000maxmax(2) MPaAgmZMbbwb3 . 110394.

38、 28 . 925267810679. 1104287. 13 . 03 . 0699max00max取。MPabmx3 . 1选用 75 号混凝土，其许用应力MPaRa5 . 3因为abRmax故满足要求。3.9.3 基础环厚度基础环厚度按有筋板时计算基础环厚度。bSmmDDbosob138302433002121基础环外缘长mmDob3 .10367330014. 3精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业设两个地脚螺栓间设两个筋板，其最大间距，据mml3241623 .10367，查表可得4 . 0lb (3-39) mmmmNbMbx/.5 .95311383 . 1385. 038

39、5. 022max (3-40)mmmmNlMby/.7 .20603243 . 10151. 00151. 022max取，基础环材料的许用应力，mmmmNMMxs/.5 .9531 MPacr140基础环的厚度,由于不小于 16，且 mmMSbsb2 .201405 .953166bS，取。mmC22mmSb243.10 地脚螺栓计算地脚螺栓计算3.10.1 地脚螺栓承受的最大拉应力地脚螺栓承受的最大拉应力 (3-41)取其中较大值bbwEbbwBAgmZMMAgmZM00000min0025. 0(1) MPaAgmZMbbwB625. 010394. 28 . 95518210679.

40、 1104287. 1699min00(2) 6990000010394. 28 . 98426210679. 125. 0104287. 125. 0bbwEBAgmZMM MPa132. 0取MPaB625. 03.10.2 地脚螺栓直径地脚螺栓直径因为，故此塔设备必须安装地脚螺栓。取地脚螺栓个数 n=28，地脚0B螺栓材料的许用应力 MPabt147 (3-42)，取地脚螺栓为 mmnAdbtbB3 .211472814. 310349. 2625. 04461M24。故选用 28 个 M24 的地脚螺栓，满足要求。以上各项计算均满足强度条件及稳定性条件，塔的机械设计结果列于表 3-5。

41、精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业表 3-5 板式塔机械设计结果汇总表塔的名义厚度筒体，封头，裙座mmSn12mmSnh12mmSns12质量载荷，kgm842620kgm252678maxkgm55182min塔的载荷及其弯矩风弯矩 mmNMw.104287. 1900mmNMw.103486. 1911mmNMw.109668. 0922计算压力引起的轴向应力MPa15. 81操作质量引起的轴向应力 MPa31. 7002MPa12.12112MPa79. 5222最大弯矩引起的轴向应力 MPa98.21003MPa88.57113MPa87.14223最大组合轴向拉应力MPa32

42、. 4-2-2max组拉各种载荷引起的轴向应力最大组合轴向压应力 MPa29.2900max组压MPa7011max组压MPa23.1722max组压强度校核 MPaKMPat5 .12723.1722max组拉强度及稳定性校核稳定性校核 满足要求 MPaMPacr6 .8129.2900max组压 满足要求 MPaMPacr6 .817011max组压 满足要求 MPaMPacr6 .8123.1722max组压筒体 满足强度要求MPaMPas9 .2639 . 087.67 满足要求MPaMPas9 .2639 . 032. 422max组拉 满足要求 MPaMPacr6 .811 .27

43、22max组压水压试验时的应力校核裙座 满足要求 MPaMPacr6 .8116.3500max组压精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业 满足要求 MPaMPacr6 .8169.5311max组压基础环尺寸 mmDob3300mmDib2800mmSb24基础环设计基础环的应力校核 满足要求MPaRMPaab5 . 33 . 1max地脚螺栓设计地脚螺栓直径 M24 地脚螺栓个数 n=28 个3.11 筋板的设计筋板的设计查钢制塔式容器可得：长方形截面的惯性半径；Gr289. 0筋板宽度；mm15070802CBl筋板厚度；mmSb24筋板长度；mmlk300按钢制塔式容器得钢；3A

44、MPaG140对应一个地脚螺栓的近筋板个数；21n每个地脚螺栓所受的拉应力 F 为 (3-43)NnAFbb6610524. 02810349. 2625. 0筋板压应力 (3-44)MPalSnFbG8 .7215024210524. 0621细长比 (3-45)63.2124289. 03005 . 05 . 0ilk临界细长比 (3-46) 2 .1411406 . 0107 . 114. 36 . 0522GcE系数 52. 1325 . 12c筋板许用压应力 (3-47) MPaGccG2 .914 . 012因为，故满足强度要求。 cGGMPa8 .72精选优质文档-倾情为你奉上专

45、心-专注-专业3.12 盖板的设计盖板的设计由钢制塔式容器 可知：筋板内侧间距； 垫板宽度；mml1003mml1004盖板上螺栓孔直径； 盖板厚度；mmd653mmG26垫板上螺栓孔直径； 垫板厚度.mmd514mm20采用环形盖板加垫板结构最大应力 (3-48)MPaMPadlllFlscz1407 .52432442323故满足要求。3.13 裙座与塔壳对接焊缝校核裙座与塔壳对接焊缝校核对接焊缝处拉应力 twetitTTvTTesisTTwKDFgmDM6 . 0402max (3-49)MPaMPaw92.792 .132 . 9300014. 381. 9842622 . 93000

46、14. 3104287. 1429式中为设计温度下焊接材料许用应力，取两侧母材许用应力的最小值 tw。 MPatw111由计算结果知，焊接是安全的。3.14 各侧线管径及接管法兰设计各侧线管径及接管法兰设计 根据天津大学的化工原理，选取液体在管内流速范围为压力( 12)，1.31.5m/s;饱和蒸汽 2040m/s；过热蒸汽 3050m/s。ap651011013.14.1 塔底重油抽出管及接管法兰塔底重油抽出管及接管法兰 (3-50)7083600458335 . 142iD，取；mDi1235. 0mmDn125根据机械设计手册中 GB16287 选取接管为 135133选法兰为：HG20

47、592 法兰 S0 1254.0 MFM Q235A精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业3.14.2 重柴油抽出管及接管法兰重柴油抽出管及接管法兰 (3-51)650360048755 . 142iD，取；mDi0420. 0mmDn40根据机械设计手册中 GB16287 选取接管为445选法兰为：HG20592 法兰 S0 404.0 MFM Q235A3.14.3 轻柴油抽出管及接管法兰轻柴油抽出管及接管法兰 (3-52)630360064175 . 142iD，取mDi0490. 0mmDn50根据机械设计手册中 GB816287 选取接管为557选法兰为：HG20592 法兰 S

48、0 504.0 MFM RF Q235A3.14.4 煤油抽出管及接管法兰煤油抽出管及接管法兰 (3-53)600360037505 . 142iD，取mDi0366. 0mmDn40根据机械设计手册中 GB816287 选取接管为445选法兰为：HG20592 法兰 S0 404.0 MFM RF Q235A3.14.5 汽油蒸汽出口及接管法兰汽油蒸汽出口及接管法兰 (3-54)353135. 0105 . 1360015.39331. 8103 .22mpnRTV135. 02042iD，取mDi0927. 0mmDn100根据机械设计手册中 GB816287 选取接管为6108选法兰为：

49、HG20592 法兰 S0 1004.0 MFM Q235A3.14.6 塔顶冷回流管及接管法兰塔顶冷回流管及接管法兰 (3-55)699360096725 . 142iD，取mDi0571. 0mmDn65根据机械设计手册中 GB816287 选取接管为676选法兰为：HG20592 法兰 S0 654.0 MFM Q235A3.14.7 第一段回流管及接管法兰第一段回流管及接管法兰第一段回流出口温度 213C，入口温度 113C，温差 100C；焓值精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业，则kgkcalhc/130出kgkcalhc/65入 (3-56)6663600651301010

50、. 45 . 1452iD，取mDi070. 0mmDn80根据机械设计手册中 GB816287 选取接管为689选法兰为：HG20592 法兰 S0 804.0 MFM Q235A3.14.8 第二段回流管及接管法兰第二段回流管及接管法兰第二段回流出口温度 280C，入口 180C，温差 100C；焓值，则kgkcalhc/170出kgkcalhc/105入 (3-57)650360010517010151. 65 . 1452iD，取mDi046. 0mmDn50根据机械设计手册中 GB816287 选取接管为557选法兰为：HG20592 法兰 S0 504.0 MFM Q235A3.1

51、4.9 塔底汽提蒸汽管及接管法兰塔底汽提蒸汽管及接管法兰汽提蒸汽为过热蒸汽，表压，温度 420C，比容，根据ap5109 . 2mV得：RTMmpV kgmpMRT/0801. 01810996. 0315.2734201031. 8353 (3-58)360066.916801. 03042iD，取mDi093. 0mmDn100根据机械设计手册中 GB816287 选取接管为6108选法兰为：HG20592 法兰 S0 1004.0 MFM Q235A3.14.10 重柴油汽提蒸汽管及接管法兰重柴油汽提蒸汽管及接管法兰 (3-59)360025.146801. 03042iD，取mDi03

52、7. 0mmDn40根据机械设计手册中 GB816287 选取接管为445选法兰为：HG20592 法兰 S0 404.0 MFM Q235A精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业3.14.11 轻柴油汽提蒸汽管及接管法兰轻柴油汽提蒸汽管及接管法兰 (3-60)36004 .160801. 03042iD，取mDi038. 0mmDn40根据机械设计手册中 GB816287 选取接管为445选法兰为：HG20592 法兰 S0 404.0 MFM Q235A3.14.12 煤油汽提蒸汽管及接管法兰煤油汽提蒸汽管及接管法兰 (3-61)360025.112801. 03042iD，取mDi0

53、32. 0mmDn32根据机械设计手册中 GB816287 选取接管为5 . 338选法兰为：HG20592 法兰 S0 324.0 MFM Q235A3.14.13 进料管及接管法兰进料管及接管法兰由于气相负荷较大，故以气相负荷为计算依据： (3-62)03.3262542kg20032汽化段油气和水蒸气的总摩尔数为：hkmol/87.1461866.91630012514 .161 .28253 .22各组分分子数 NNYii 152. 0汽油Y170. 0煤油Y191. 0轻柴油Y 112. 0重柴油Y028. 0过汽化油Y347. 0蒸汽Y平均分子量：295112. 0232191.

54、0155170. 0110152. 0iimy 18349. 0300028. 0 1 .135比容kgmppTMv/236. 01 .13510628. 12733541031. 8353汽 (3-63)3600236. 0200323042iD，取mDi236,.0mmDm250气相进料所需管径：精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业根据机械设计手册中 GB816287 选取接管为8273选法兰为：HG20592 法兰 S0 2504.0 MFM Q235A3.15 开孔补强计算开孔补强计算3.15.1 补强原则补强原则 根据钢制压力容器规定，满足下列要求的可允许不另行补强：设计压力小

55、于或等于 2.5MPa;两相邻开孔中心的间距（对曲面间距以弧长计算）应不小于两孔直径之和的两倍；接管公称外径小于或等于 89；接管最小壁厚满足表 81 要求。故无需补强的接管有： 重柴油抽出管 轻柴油抽出管 煤油抽出管 塔顶冷回流管 第一段回流管 第二段回流管 重柴油汽提管 轻柴油汽提管 煤油汽提管3.15.2 开孔补强计算开孔补强计算参照塔设备设计，开孔补强计算采用等面积补强法，以开孔最大的 14进料管为例。8273由钢制压力容器得接管材料 16Mn， MPatt119接管名义厚度mmnt8接管计算厚度 mmpDpcttict48. 11 . 085. 0119230001 . 02接管有效

56、厚度mmCntet2 . 58 . 28壳体名义厚度mmn12壳体计算厚度mm3min壳体有效厚度mme2 . 9采用平齐接管的帖板补强结构02h开孔直径mmCDdnto6 .2628 . 22)16273(2)2(精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业强度消弱系数 952. 0125119tttrf3.15.3 开孔所需最小补强面积开孔所需最小补强面积 A （3-23 .789952. 012 . 53236 .26212mmfdAret64）3.15.4 有效补强范围有效补强范围（1）有效宽度 B，取较大值mmdBmmdBntn6 .302821226 .262222 .5256 .2

57、6222故取mmB2 .525（2）内外侧有效高度外侧有效高度，取二者中较小值mm2508 .4586 .2621按接管实际外伸高度mmdhnt故取，内侧有效高度mmh8 .45102h3.15.5 有效补强面积有效补强面积（1）壳体有效厚度减去计算厚度之外的多余面积1AreetefdBA121 952. 0132 . 92 . 5232 . 96 .2622 .525 (3-65)21625mm（2）接管有效厚度减去计算厚度之外的多余面积2AretrtetfChfhA221222 952. 094. 02 . 58 .452 (3-66)25 .371 mm（3）有效补强区内焊接金属截面积3A （3-233666212mmA67）有效补强面积23215 .2032365 .3711625mmAAAAe由，故开孔不需补强；因为最大开孔不需补强，故其他开孔也不需AAe补强。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业第第 4 章章 结论结论设计严格依据 GB150-1998钢制压力容器和其他相应规定进行并完成。所设计的常压板式塔完全满足预先给定的工艺要求及各项技术参数与指标的要求，可保证其在给定的工作介质的