【正文】 孔附近，以便從人孔裝入或取出塔的內(nèi)件。為了保證容器正常而 且安全的運(yùn)行，可拆結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)：聯(lián)接處密封可靠；有足夠強(qiáng)度；能迅速并多次重復(fù)裝拆；經(jīng)濟(jì)合理。由于錐頸的作用，這種法蘭的強(qiáng)度 和剛度都較高，適用于壓力、溫度較高的重要場(chǎng)合?；钐追ㄌm的優(yōu)點(diǎn)是：形狀簡(jiǎn)單，制造方便，安裝和更換方便；可以采用與設(shè)備不同種類的材料，從而可以 節(jié)省貴重金屬。這類法蘭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便。法蘭標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)不同的公稱直徑和不同的公稱壓力制定的。其中最主要的是前兩者，應(yīng)從這兩方面考慮。但這種壓緊面與墊片接觸面積較大，預(yù)緊 時(shí)，墊片容易被擠到壓緊面兩側(cè)，不易壓緊，所以所需壓緊力較大，密封性能較差。使用于公稱直徑 DN≤800mm ,公稱壓力 PN≤— 的法蘭聯(lián)接 。但是其結(jié)構(gòu)與制造都比較復(fù)雜，更換墊片也較費(fèi)事。 5．墊片選擇 墊片是法蘭連接的核心，密封效果的好壞主要取決與墊片的密封性能。 (1) 非金屬墊片 : 非金屬墊片的優(yōu)點(diǎn)主要是柔軟、耐腐蝕、價(jià)格便宜，但耐溫度和壓力性能較差。金屬墊片材料一般并不要求強(qiáng)度高，而是要求韌性。 (3) 組合式墊片：組合式墊片采用金屬和非金屬材料配合 特制而成。 綜上所述可知，墊片的作用是封住壓緊面之間的間隙，增大密封口阻力，阻止流體泄漏。 容器的接口管與凸緣 設(shè)備上的接口管與凸緣，既可用于裝置測(cè)量、控制儀表，也可用于連接其他設(shè)備和介質(zhì)的輸送管道。 表 接管長度 h mm 公稱直徑 DN 不保溫接管長 保溫設(shè)備接管長 適用公稱壓力 PN （ MPa） ≤15 80 130 ≤ 20～ 50 100 150 ≤ 70～ 350 150 200 ≤ 70～ 500 ≤ 2． 凸緣 當(dāng)接管長度必須很短時(shí)，可用凸緣 (又叫突出接口 )來代替接管。 進(jìn)出口結(jié)構(gòu)型式設(shè)計(jì) 塔體上設(shè)置了各種接管，由于各類接管的設(shè)計(jì)要求不同，因此塔體上各種接管具有不同的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。但支管上方應(yīng)開排氣孔 ,液體進(jìn)料孔與垂直線成 15176。如果出口管路有泵，氣體進(jìn)入泵內(nèi)，會(huì)影響泵的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 (2) 布置在一起的塔，可將平臺(tái)連接起來，造成聯(lián)合平臺(tái)。 (5) 弧形平臺(tái)的包角應(yīng)依據(jù)工藝配管液面計(jì)接管及人孔等的位置而定。有保溫層時(shí)，至保溫層的表面的間隙為 50mm。 圖 欄桿 平臺(tái)的載荷應(yīng)根據(jù)具體的使用情況確定，一般按最小均布載荷為 2020Pa，集中載荷為 4000N 考慮。若采用一般鋼板時(shí)，須用模具在鋼板上敲出圓形膨點(diǎn)且開排水孔。 (3) 籠梯相鄰護(hù)圈的間距為 ～ ，不得大于 ，以免失去安全作用。 (7) 梯子的最底一級(jí)踏步應(yīng)高出地面（或平臺(tái)面） 150mm～ 450mm，相鄰的踏步之間的間距一般為 300mm。高溫操作的塔，連接板應(yīng)與塔體完全焊透，焊縫應(yīng)打磨光潔，以減 少熱應(yīng)力的影響。寬為 1m。但對(duì)塔底產(chǎn)量大的塔，停留時(shí)間一般也是 3～ 5min，對(duì)易結(jié)焦的介質(zhì)，塔底停留時(shí)間應(yīng)縮短，一般為 1～ 。 廣東石油化工學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)：硫磺回收裝置再生塔機(jī)械設(shè)計(jì) 24 第四章 塔體的機(jī)械設(shè)計(jì)及計(jì)算 壁厚厚度計(jì)算 封頭的選型和厚度計(jì)算 封頭設(shè)計(jì)時(shí)，一般優(yōu)先選用封頭標(biāo)準(zhǔn)中推薦的形式與參數(shù)。 標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭厚度的計(jì)算 ： 已知條件：塔內(nèi)直徑 2200iD mm? 。焊接系數(shù) ?? 。有效厚度 10 3 7e mm? ? ? ? 查得封頭質(zhì)量 （參考中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) JB/T47462020，附錄 B EHA橢圓形封頭型式參數(shù)） 塔體厚度的確定 計(jì)算壓力： MPa? 3C mm? ? ? 137t MPa? ? 2200iD mm? ， ?? 圓筒的計(jì)算厚度： ? ? 0 . 5 2 2 0 0 4 . 7 3 32 1 3 7 0 . 8 5 0 . 52 cit cpD mmp? ?? ?? ? ?? ? ?? 設(shè)計(jì) 厚度 ： 2 4 .7 3 3 3 7 .7 3 3d C m m??? ? ? ? ? 對(duì)于 Q245R 圓整后取 名義厚度 ： 10n mm? ? 有效厚度 10 3 7e mm? ? ? ? 第四章．塔體的機(jī)械設(shè)計(jì)及計(jì)算 25 各部位質(zhì)量計(jì)算 塔設(shè)備質(zhì)量載荷計(jì)算 計(jì)算前先對(duì)塔進(jìn)行分段，以地面為 00 截面，裙座人孔為 11 截面，塔底封頭焊縫為 22 截面，塔體去開孔 1 為。 設(shè)計(jì)厚度： 3 C m m??? ? ? ? ?。材料 Q245R 在 165176。目前在中低壓容器應(yīng)用到較多的封頭之一是橢圓形封頭。如果為液相進(jìn)料，可取與塔板間距相同或稍大的數(shù)值。 塔底空間高度的確定 塔底空間是塔底第一塊塔板到塔底切線的距離，當(dāng)進(jìn)料沒有 15min 的緩沖時(shí)間的容量時(shí)，塔底產(chǎn)品的停留時(shí)間可取 3～ 5min。內(nèi)徑為 1800mm 的塔段上的平臺(tái)的內(nèi)徑為 2166mm，寬度為 1m；平臺(tái)離人孔中心的距離為 1m，平臺(tái)主保溫層表面的間隙為 50mm。 梯子的踏步應(yīng)能承受 1000N 的短期集中載荷，整個(gè)梯子應(yīng)能承受 4500N 的集中載荷，扶手在任意點(diǎn)應(yīng)能承受任何方向作用的 900N 載荷。 (5) 低溫塔的梯子，其連接件及焊在塔上的連接板之間應(yīng)墊以石棉或軟木。 圖 鋪板的加強(qiáng) 梯子結(jié)構(gòu)型式的確定 (1) 不經(jīng)常操 作的平臺(tái)，可采用直梯，若采用斜梯則角度應(yīng)小于 60176。 平臺(tái)全部為鋼結(jié)構(gòu)，材料一般用 Q235A，當(dāng)塔體材料采用不銹鋼時(shí)，塔體上補(bǔ)板及平臺(tái)連接板的材料應(yīng)選與塔體一樣。 (8) 支承平臺(tái)的槽鋼梁一般應(yīng)沿平臺(tái)外圍同等分安排，有鄰梁之間的最大間距不大于 。 (6) 平臺(tái)的內(nèi)緣與塔壁之間應(yīng)留有一定的間隙以便于進(jìn)行設(shè)備的保溫油漆工作。若無特殊要求層間距也不應(yīng)大于 8m。塔釜出口的防渦流擋板結(jié)構(gòu)如圖 所示： 圖 防渦流擋板結(jié)構(gòu) 平臺(tái)和梯子結(jié)構(gòu)型式的確定 平臺(tái)結(jié)構(gòu)型式的確定 (1) 操作平臺(tái)應(yīng)設(shè)置在人孔、手孔、塔頂?shù)踔好嬗?jì)等需要經(jīng)常檢修和操作的地方。如圖 所示。 1．氣體進(jìn)、出口管 對(duì)于氣態(tài)進(jìn)料口，可安裝在塔板間的蒸汽空間內(nèi)，一般可將進(jìn)氣管做成斜切口以改善氣體分布或采用較大管徑使其流速降低，達(dá)到氣體均勻分布的目的。缺點(diǎn)是當(dāng)螺柱折斷在螺栓孔中時(shí)，取出較困難。鑄造設(shè)備的接管可與筒體一并鑄出，如圖 (b)所示。墊片選擇應(yīng)根據(jù)溫度、壓力，介質(zhì)腐蝕性來確定，同時(shí)要考慮經(jīng)濟(jì)性，但是要全部滿足是不可能的，具體選用時(shí)要從實(shí)際綜合考慮。金屬材料在外層，可耐高溫、耐腐蝕，非金屬材料在內(nèi)層，使墊片具有良好的彈性和回彈能力。金屬墊片的截面形狀有平形、波形、齒形、八角形等。使用最多的是石棉、橡膠及合成樹脂材料。同時(shí)也應(yīng)考慮墊片的價(jià)格，制造容易，更換方便等條件。這類密封面適用于易燃易爆、有毒介質(zhì)，以及壓力較高的重要場(chǎng)合。由于墊片較窄，又受槽的阻力，不會(huì)被擠出，故此以上兩種壓緊 面均易獲得良好的密封效果。 (2) 凹凸型密封面 這類壓緊面是由一個(gè)凸面和一個(gè)凹面相配合組成。壓緊面的幾何尺寸和表面加工質(zhì)量要求，必須與相應(yīng)的墊片相配合。在實(shí)際工作中，影響法蘭聯(lián)接密封的因素是多方面的，有正常因素也有不正常因素。 廣東石油化工學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)：硫磺回收裝置再生塔機(jī)械設(shè)計(jì) 16 其中 δ 0— 法蘭頸部小端有效厚度， mm Di— 法蘭內(nèi)直徑， mm 綜合考慮，本設(shè)計(jì)選用活套法蘭。如圖 所示： 圖 活套法蘭 (3) 平焊法蘭 : 這是中、低壓容器或管道上最常用的法蘭型式。如圖 所示： 圖 整體法蘭 (2) 活套法蘭 : 這類法蘭并不直接固定于殼體上 ,只是松套在凸緣或翻邊上 ,故又稱為自由法蘭。法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)是一個(gè)組合件，它由聯(lián)接件、被聯(lián)接件、和密封元件組成。 法蘭的結(jié)構(gòu)型式選擇與論證 1．法蘭類型 由于生產(chǎn)操作的需要以及制造、安裝、檢修、和運(yùn)輸上的方便，壓力容器經(jīng)常要設(shè)第三章 .主要元件結(jié)構(gòu)型式的選擇及論證 15 計(jì)為可拆的結(jié)構(gòu)。 6．吊柱 對(duì)安裝在室外 ,無框架的整體塔設(shè)備 ,為了 安裝及拆卸內(nèi)件 ,往往在塔頂設(shè)置吊柱。 5．排氣孔 塔運(yùn)行中可能有氣體逸出 ,就會(huì)聚積在裙座與塔座封頭之間的死角區(qū)中 ,它們或者是可燃的 ,或者是對(duì)設(shè)備有腐蝕作用的 ,并會(huì)危及進(jìn)入裙座的檢修人員 ,因此必須在裙座上部設(shè)置排氣管或排氣孔。板間距小的塔按塔板數(shù)考慮 ,但在氣液進(jìn)出口等須經(jīng)常維修清理的部位，應(yīng)增設(shè)人孔，另外在塔頂和塔釜，也應(yīng)各設(shè)置一個(gè)人孔。如圖 (a)所示 ，此時(shí)壓板可以制成圈。圖 (a)為對(duì)接型式 ,裙座筒體外徑與塔體相同 ,焊縫承受壓縮載荷 ,且使封頭局部受載 ,為避免焊縫外應(yīng)力集中 ,焊縫處應(yīng)予以修磨 ,特別是低溫塔及高寒地區(qū)的室外自支承塔 ,為了減少應(yīng)力集中 ,不得采用高焊縫的結(jié)構(gòu)。 裙座較其它支座（如支腳）結(jié)構(gòu)性能好，連接處產(chǎn)生的局部應(yīng)力也最小。 根據(jù)工藝過程、承載能力、制造 技術(shù)等方面進(jìn)行安全、經(jīng)濟(jì)、可靠的綜合分析，考慮受力情況和封頭造價(jià)，本設(shè)計(jì)的上、下封頭均采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭。 5．錐形封頭 錐形結(jié)構(gòu)的封頭強(qiáng)度并不理想，但在生產(chǎn)工藝應(yīng)用中，錐形封頭有利于氣體的均勻進(jìn)出，也有利于懸浮或固體顆粒等的排放，并常作為不同直徑圓筒的過渡段，因此也是壓力容器最常用的受壓元件之一。但由于過渡段的存在降低了封頭的深度，其成型加工還是比較方便的。但從制造性能方面來看，其缺點(diǎn)廣東石油化工學(xué)院專科畢業(yè)設(shè)計(jì)：硫磺回收裝置再生塔機(jī)械設(shè)計(jì) 12 是深度大，當(dāng)直徑較小時(shí)，整體沖壓成型較難；當(dāng)直徑較大時(shí)，雖可采用分瓣沖壓技術(shù)，但拼焊工作量較大。此區(qū)域內(nèi)不裝浮閥，在液體進(jìn)入經(jīng)液管之前， 設(shè)置這段不鼓泡的安定地帶，以免液體大量夾帶泡沫進(jìn)入 經(jīng)液管。結(jié)構(gòu)如圖 ； 圖 X1 型楔卡 第三章 .主要元件結(jié)構(gòu)型式的選擇及論證 11 塔板的布置 整個(gè)塔板可分為可分為四個(gè)區(qū)域： (1) 鼓泡區(qū) 虛線以內(nèi)的區(qū)域?yàn)楣呐輩^(qū)。 圖 塔板與支持圈的上可拆連接 圖 下可拆連接 圖 上下均可拆的螺紋連 圖 螺紋卡板緊固件 （ 2）螺 紋卡板緊固件 主要適用于板式塔盤與支持板或支持圈的上可拆連接。有螺紋緊固件，螺紋卡板緊固件，楔卡緊固件。叉排對(duì)氣、液接觸較好 ,故一般都采用叉排。 6．浮閥的數(shù)目與排列 浮閥塔的操作性能以板上所有浮閥處于剛剛?cè)_時(shí)的情況為最好，這時(shí)塔板的壓強(qiáng)降及板上液體的泄漏都比較小而操作彈性大。折流擋板的高度為溢流堰高度的兩倍，如無溢流堰時(shí)，可取為塔盤上液層高度的兩倍。堰上液流強(qiáng)度不宜超過 100～ 130 3 /m m h? ，國內(nèi)推薦最好小于 60 3 /m m h? 。受液盤的型式對(duì)側(cè)線取出、降液管的液封和液體流入塔盤的均勻性都有影響，考慮到以上因素，對(duì)于 ? 800mm 以上的大塔，一般采用凹形受液盤，因?yàn)檫@種型式便于液體的側(cè)線抽出；在液流量較低仍可形成良好的液封；對(duì)改變液體的流向具有緩沖作用。由于泡沫分離不好，容易產(chǎn)生攔液，影響塔板的操作彈性，塔板面積的利用率也較低，因此除液體負(fù)荷很小的小塔以外，一般均推薦采用弓形降液管。 液體的流型選用單溢流型。因縮短了液流的行程，有利于減少液面落差，同時(shí)也降低溢流堰上液流強(qiáng)度與降液管負(fù)荷。 液體的流型主要有以下幾種： （ 1）單流（或單溢流）型 是最簡(jiǎn)單也是最 常用的一種。 2．液體在塔板上的流型 當(dāng)液體在塔板上流動(dòng)時(shí)，除要克服與上升氣流接觸而產(chǎn)生的阻力外還要克服流經(jīng)塔板上的構(gòu)件而產(chǎn)生的阻力。因?yàn)橐缌魇剿P有降液管，塔盤上的液層高度可通過溢流堰高度來控制，因此溢流式塔盤操作彈性大，且可保證一定的效率，而穿流式塔盤的操作彈性小，效率較差，因此使用溢流式塔盤。 5． 穿流式柵板塔 由于省去了溢流裝置，該塔板有生產(chǎn)能力大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壓力小，不易堵塞的優(yōu)點(diǎn)，但操作彈性小，塔板效 率較低。缺點(diǎn)是操作彈性小，塔板效率低。比篩板、泡罩、舌型等塔板大得多；壓力降一般為 400~660Pa；由于壓力降及霧沫夾帶均小，故板間距可縮小。與泡罩塔相比，造價(jià)可低 40%左右， 同時(shí)生產(chǎn)能力可提高 20%~40%；板效率提高 10%~15%；壓降可降低 30%~50%。浮閥塔有活動(dòng)泡罩、圓盤浮閥、重盤浮閥和條形浮閥四種形式。廣泛應(yīng)用于精餾和吸收 ,有些類型（如篩板塔）也用于萃取，還可作為反應(yīng)器用于氣液相反應(yīng)過程。因此不受壓力容器用材的限制。碳素鋼強(qiáng)度較低，塑性和可焊性比較好，價(jià)格低廉，常用于常壓或者低壓，中壓容器的制造。設(shè)計(jì)溫度 80 ℃ ，最高溫度 165℃ .操作介質(zhì)為貧液、再生酸性氣體。強(qiáng)度校核、穩(wěn)定性能力計(jì)算，其中包括塔體，封頭最小厚度及設(shè)計(jì)厚度的確定。塔設(shè)備廣泛用于蒸餾、吸收、介吸（氣提）、萃取、氣體的洗滌、增濕及冷卻等單元操作中，它的