塔设备设计方案

化工CAD基础第九讲塔设备设计DesignofColumns

塔设备设计——引言塔设备（精馏塔/吸收塔）是普遍应用的化工设备，并且是典型的非标准设备，即不能通过选择规格型号购买标准化的制成品，而必须由工程师根据具体工艺过程需求逐台设计。设计塔设备是化学工程师的基本专业技能。塔设备设计——引言塔设备设计的内容可按以下分类：功能结构设计分离性能设计流体力学设计机械结构设计塔体强度结构设计连接及维修结构设计塔设备设计——分离性能设计塔设备的分离性能设计主要确定：操作压力；分离空间需求：如塔板数/填料高度、进/出料位置等；工艺操作条件：如回流比、出料量、热负荷等；进、出料及塔内物料状态。上述内容可用AspenPlus计算。塔设备设计——流体力学设计塔设备的流体力学设计主要确定：塔径；塔板及附件结构；塔压降分布；塔的操作弹性；汽/液分布器。上述1~4点也可用AspenPlus计算，但其塔板及附件和操作弹性设计结果的表达方式与我国现行规范不符。塔设备流体力学设计

（1）我国普遍采用的塔设备流体力学设计方法及设计结果表达方式参见《塔设备设计》、《化学工程手册》13篇、《化工工艺设计手册（上）》12章5节。板式塔及浮阀塔板的结构和工作原理参见（/reference/其他资料/精馏塔动画汇总/*.swf），此系网上搜寻到的资料，请尊重原作者（不详）的著作权。塔设备流体力学设计

（2）以下采用本校同学编制的软件（/reference/其他资料/TowerDesign/HYDRODYN/*.*）示范如何进行浮阀塔板的流体力学设计。将“HYDRODYN”目录下载到本地后，双击其中的FUFA.exe文件即可启动设计软件，进入用户界面。塔设备流体力学设计

（3）用户界面塔设备流体力学设计

（4）点击新建按钮，进入塔径初估对话框。塔设备流流体力学学设计（5）输入RadFrac中算得的的Profile/hydraunics数据，点点击OK按钮。塔设备流流体力学学设计（6）确认液体体粘度小小于1厘泊塔设备流流体力学学设计（7）初步选择择一个板板间距，，以便估估算塔径径。塔设备流流体力学学设计（8）选择公式式计算，，取消逐逐步计算算，点击击开始计计算按钮钮塔设备流流体力学学设计（9）将计算得得到的塔塔径向上上圆整为为整数值值。1000以下100一档，1000以上200一档。塔设备流流体力学学设计（10）点击校核核计算按按钮，检检查初估估的塔径径是否适适用。如如否，则则另选板板间距重重算。塔设备流流体力学学设计（11）校核成功功后，点点击确定定按钮进进行堰及及降液管管设计。。塔设备流流体力学学设计（12）先后点击击[确认计算算结果]和[是]按钮进入入下一步步骤塔设备流流体力学学设计（13）先后选择择塔板类类型和堰堰长/塔径比，，然后点点击开始始计算。。塔设备流流体力学学设计（14）对于双流流型塔板板，还需需输入中中心降液液管宽度度。塔设备流流体力学学设计（15）然后点击击校核计计算按钮钮，校核核堰长和和降液管管截面积积是否合合适。塔设备流流体力学学设计（16）如系统报报告降液液管与下下层塔板板间距太太小，则则反复点点击[取消上次次计算]按钮，回回到选择择堰长/塔径界面面。塔设备流流体力学学设计（17）重设定堰堰长/塔径比，，再次计计算。塔设备流流体力学学设计（18）直至各项项目校核核成功。。塔设备备流体体力学学设计计（19）确认计计算结结果，，进入入下一一步骤骤：塔塔板布布置设设计。。塔设备备流体体力学学设计计（20）首先选选择浮浮阀规规格和和阀片片开度度，然然后点点击确确定按按钮。。塔设备备流体体力学学设计计（21）然后设设定阀阀孔动动能因因素，，点击击开始始计算算按钮钮，得得到阀阀孔数数。塔设备备流体体力学学设计计（22）依次点点击浮浮阀排排列书书签，，选择择浮阀阀排列列方式式，点点击开开始计计算按按钮，，得到到阀孔孔间距距及其其圆整整值。。塔设备备流体体力学学设计计（23）点击校校核计计算按按钮，，进入入阀孔孔试排排界面面。如如果排排孔得得浮阀阀远小小于要要求的的浮阀阀数，，则需需调整整孔间间距或或塔径径后重重排。。塔设备备流体体力学学设计计（24）点击调调整孔孔间距距按钮钮，选选择75mm，然后后点击击重排排按钮钮。塔设备备流体体力学学设计计（25）得到排排孔已已成功功信息息后，，依次次点击击两个个确定定按钮钮按钮钮。塔设备备流体体力学学设计计（26）返回塔塔板布布置设设计界界面，，依次次点击击板面面布置置和确确认计计算结结果按按钮按按钮。。塔设备备流体体力学学设计计（27）选择[是]，进入入下一一步骤骤。塔设备备流体体力学学设计计（28）首先在在[计算压压降]表单中中点击击开始始计算算按钮钮。塔设备备流体体力学学设计计（29）其次选选择[泛塔情情况]表单，，点击击开始始计算算按钮钮，点点击不不会液液泛消消息框框的确确定按按钮。。塔设备备流体体力学学设计计（30）再其次次选择择[雾沫夹夹带]表单，，先选选择公公式计计算选选项，，再点点击开开始计计算按按钮。。塔设备流体体力学设计计（31）如果通知雾雾沫夹带量量太大，则则点击确定定按钮后选选择参数调调整表单。。塔设备流体体力学设计计（32）在参数调整整表单中将将板间距调调大一档，，然后再依依次进行计计算压降、、泛塔情况况和雾沫夹夹带校核。。塔设备流体体力学设计计（33）弹出雾沫夹夹带量校核核成功消息息框后点击击确定按钮钮。塔设备流体体力学设计计（34）进入择结果果查看表单单，在三项项校核均通通过的情况况下点击确确认计算结结果按钮。。塔设备流体体力学设计计（35）点击[是]按钮进入负负荷性能图图绘制步骤骤。塔设备流体体力学设计计（36）在负荷性能能图界面中中点击重画画按钮，弹弹出的消息息框表明负负荷上限太太小。塔设备流体体力学设计计（37）返回负荷性性能图界面面，点击调调整塔径按按钮，用下下条记录按按钮调整塔塔径。塔设备流体体力学设计计（38）返回负荷性性能图界面面，点击调调整中心距距按钮，选选择自由调调整，调到到95。塔设备流体体力学设计计（39）点击调整参参数后重算算按钮，重重新进行排排孔、确定定。塔设备流体体力学设计计（40）点击重画按按钮，消息息框给出合合理的负荷荷上限。塔设备流体体力学设计计（41）点击确定按按钮消去消消息框，得得到最后的的负荷性能能图。塔设备流体体力学设计计（42）从菜单[查看]下可以得到到列表给出出的设计结结果。塔设备设计计—塔体强度结结构设计塔体强度结结构设计主主要确定：：筒体及封头头的厚度设设计；裙座的设计计；地脚螺栓的的设计。上述设计通通常由化机机工程师进进行，但对对于一位具具有全面工工程实践能能力化学工工程师，也也应该具备备相应的技技能。塔体强度结结构设计（（1）以下采用本本校同学编编制的软件件（/reference/其他资料/TowerDesign/MECHANIC/*.*）示范如何进进行塔体强强度结构设设计。将“MECHANIC”目录下载到到本地后，，双击其中中的JH.exe文件即可启启动设计软软件，进入入用户界面面。塔体强度结结构设计（（2）用户界面塔体强度结结构设计（（3）首先从文件件菜单下新新建数据文文件。塔体强度结结构设计（（4）输入基本数数据后点击击下一步按按钮。塔体强度结结构设计（（5）输入材料的设设计条件参数数后点击确定定按钮。塔体强度结构构设计（6）输入最小壁厚厚和压力试验验体条件后点点击下一步按按钮。塔体强度结构构设计（7）输入封头设计计条件和封头头曲面深度后后点击确定按按钮。塔体强度结构构设计（8）输入封头压力力试验条件后后点击下一步步按钮。塔体强度结构构设计（9）输入筒体圆筒筒部分长度，，点击[计算筒体总质质量]按钮，然后点点击下一步按按钮。塔体强度结构构设计（10）输入塔板单位位面积重量和和塔板数，点点击[计算塔盘总质质量]按钮，然后点点击下一步按按钮。塔体强度结构构设计（11）如果不知道塔塔板单位面积积重量，可点点击[数据查询]按钮查看参考考数据。塔体强度结构构设计（12）输入裙座高度度和其余附件件质量，点击击[计算附件总质质量]按钮，然后点点击下一步按按钮。塔体强度结构构设计（13）输入物料密度度后可算出全全塔总质量，，然后点击下下一步按钮。。塔体强度结构构设计（14）输入基本风压压、塔总高和和塔分段数[至少3段]后，点击确定定按钮。塔体强度结构构设计（15）点击[基本风压表]按钮，可查询询全国各地的的基本风压数数据。塔体强度结构构设计（16）然后点击[计算]按钮计算塔体体的自振周期期。塔体强度结构构设计（17）依次点击各[设计]按钮，输入要要求的数据，，完成分段设设计。塔体强度结构构设计（18）第1段到裙座人孔孔中线，第2段到裙座与塔塔体接缝，第第3段到10米截面。塔体强度结构构设计（19）完成分段设计计后就可得到到风载荷计算算结果，然后后点击下一步步按钮。塔体强度结构构设计（20）进行地震载荷荷计算时，用用鼠标点击相相应的系数即即可完成输入入。塔体强度结构构设计（21）输入裙座与塔塔体连接面高高度后点击开开始计算按钮钮，得到地震震载荷，然后后点击下一步步按钮。塔体强度结构构设计（22）输入偏心质量量与偏心距后后点击偏心弯弯矩按钮，然然后点击下一一步按钮。塔体强度结构构设计（23）进入筒体强度度校核，输入入操作状态下下材料的允许许应力值。塔体强度结构构设计（24）操作状态下的的强度校核均均未成功，表表明壁厚不够够，须人工修修正。塔体强度结构构设计（25）输入操作状态态下材料的允允许应力值，，可从筒体计计算界面上获获得。塔体强度结构构设计（26）液压试验状态态下的强度校校核有两项未未成功，表明明壁厚不够，，须人工修正正。点击确定定按钮。塔体强度结构构设计（27）从壁厚初算菜菜单下选择筒筒体壁厚子项项。塔体强度结构构设计（28）进入内压圆筒筒壁厚计算第第二界面，手手动将名义厚厚度加倍，点点击有效厚度度数据框算出出有效厚度。。塔体强度结构构设计（29）手动将计算厚厚度改为与名名义厚度相同同，点击点击击下一步按钮钮。塔体强度结构构设计（30）进入内压封头头筒壁厚计算算第二界面，，手动将名义义厚度和计算算厚度改为与与筒体相同。。点击确定。。塔体强度结构构设计（31）从文件菜单选选择保存数据据文件。塔体强度结构构设计（32）从文件菜单中中重新打开刚刚才保存的文文件。塔体强度结构构设计（33）从载荷计算菜菜单中的重量量载荷开始，，重新进行后后继计算。塔体强度结构构设计（34）由于计算壁厚厚的变化，塔塔体自振周期期会改变。塔体强度结构构设计（35）操作状态下的的应力校核全全部成功。塔体强度结构构设计（36）液压试验状态态下的应力校校核全部成功功。点击下一一步按钮。塔体强度结构构设计（37）输入裙座数据据，进行裙座座强度校核，，全部校核成成功。塔体强度结构构设计（38）输入基础环和和地脚螺栓数数据，计算基基础环厚度和和螺栓小径，，并圆整到公公称值。塔体强度结构构设计（39）点击确定按钮钮，从文件菜菜单保存数据据文件。至此此完成设计过过程。设计结果只能能用此软件打打开数据文件件后从界面上上读取。9、静静夜夜四四无无邻邻，，荒荒居居旧旧业业贫贫。。。。12月月-2212月月-22Thursday,December29,202210、雨中黄黄叶树，，灯下白白头人。。。12:14:1512:14:1512:1412/29/202212:14:15PM11、以我独沈久久，愧君相见见频。。12月-2212:14:1512:14Dec-2229-Dec-2212、故故人人江江海海别别，，几几度度隔隔山山川川。。。。12:14:1512:14:1512:14Thursday,December29,202213、乍见翻疑疑梦，相悲悲各问年。。。12月-2212月-2212:14:1512:14:15December29,202214、他乡生白发发，旧国见青青山。。29十二月月202212:14:15下午午12:14:1512月-2215、比比不不了了得得就就不不比比，，得得不不到到的的就就不不要要。。。。。十二二月月2212:14下下午午12月月-2212:14December29,202216、行动出出成果，，工作出出财富。。。2022/12/2912:14:1512:14:1529December202217、做前，能够够环视四周；；做时，你只只能或者最好好沿着以脚为为起点的射线线向前。。12:14:15下午午12:14下下午12:14:1512月-229、没没有有失失败败，，只只有有暂暂时时停停止止成成功功！！。。12月月-2212月月-22Thursday,December29,202210、很多多事情情努力力了未未必有有结果果，但但是不不努力力却什什么改改变也也没有有。。。12:14:1512:14:1512:1412/29/202212:14:15PM11、成功就就是日复复一日那那一点点点小小努努力的积积累。。。12月-2212:14:1512:14Dec-2229-Dec-2212、世世间间成成事事，，不不求求其其绝绝对对圆圆满满，，留留一一份份不不足足，，可可得得无无限限完完美美。。。。12:14:1512:14:1512:14Thursday,December29,202213、不知知香积积寺，，数里里入云云峰。。。12月月-2212月月-2212:14:1512:14:15December29,202214、意志坚强的的人能把世界界放在手中像像泥块一样任任意揉捏。29十二月月202212:14:15下午午12:14:1512月-2215、楚塞三三湘接，，荆门九九派通。。。。十二月2212:14下下午12月-2212:14December29,202216、少年年十五五二十十时，，步行行夺得得胡马马骑。。。2022/12/2912:14:1512:14:1529December202217、空山新新雨后，，天气晚晚来秋。。。12:14:15下下午12:14下下午12:14:1512月-229、杨杨柳柳散散和和风风，，青青山山澹澹吾吾虑虑。。。。12月月-2212月月-22Thursday,December29,202210、阅阅读读一一切切好好