【正文】 ⑥耐腐蝕，不易堵塞。塔的結(jié)構(gòu)形式各異，但根據(jù)塔內(nèi)件，一般可將塔分成板式塔和填料塔兩大類，兩者的基本結(jié)構(gòu)可以概括為：塔體、內(nèi)件、支座、附件等。由于本塔介質(zhì)易燃易爆，故要求密封性能好。它是裝置的主塔，主要產(chǎn)品從這里得到，因此其介質(zhì)量和收率在生產(chǎn)控制上都應(yīng)給予足夠的重視。塔底用水蒸氣汽提，塔底重油（或稱常壓渣油）用泵抽出送減壓部分。其值不得小于最大工作壓力。對(duì)于0℃以下的金屬溫度，則設(shè)計(jì)溫度不得高于元件金屬可能達(dá)到的最低金屬溫度。大多數(shù)容器采用焊接結(jié)構(gòu)，焊接時(shí)由于可能出現(xiàn)焊接缺陷，如未焊透、夾渣、氣孔、咬邊等。焊縫系數(shù)φ應(yīng)根據(jù)塔器受壓部分的焊縫型式和無損探傷檢驗(yàn)要求選?。孩匐p面焊或相當(dāng)于雙面焊的全焊透對(duì)接接頭。③對(duì)于受壓縮應(yīng)力的元件，可取焊接接頭系數(shù)φ=。 許用應(yīng)力許用應(yīng)力是指受壓元件材料(如容器殼體，封頭)和螺栓等在不同溫度下的材料許用強(qiáng)度，取材料強(qiáng)度失效判據(jù)的極限值與相應(yīng)的材料設(shè)計(jì)系數(shù)之比，設(shè)計(jì)時(shí)必須合理地選擇材料的許用應(yīng)力。第二章 常壓塔主要部件材料的選擇與論證第二章 常壓塔主要部件材料的選擇與論證 結(jié)構(gòu)和機(jī)械設(shè)計(jì)要求（1）有足夠的強(qiáng)度，防止受外力而破壞，保證安全。（4）嚴(yán)密性。這是因?yàn)殇摬木哂凶銐虻膹?qiáng)度和塑性，制造性能好，設(shè)計(jì)制造的經(jīng)驗(yàn)也比較成熟。（2）相容性相容性指材料必須與其相接觸的介質(zhì)或其它材料相容。例如，筒體和封頭的功能主要是形成所需要的承壓空間。即使使用相同鋼號(hào)的材料，由于上述因素的改變，也會(huì)使材料具有不同的力學(xué)行為。與介質(zhì)接觸的復(fù)層、襯里、堆焊層或內(nèi)層，用耐腐蝕材料，而外層用一般壓力容器用鋼。在塔設(shè)備的設(shè)計(jì)中，正確的選擇結(jié)構(gòu)材料對(duì)于保證容器的結(jié)構(gòu)合理，安全使用和降低制造成本是至關(guān)重要的，選材時(shí)應(yīng)該同時(shí)考慮塔設(shè)備的自身特點(diǎn)和介質(zhì)的腐蝕作用。選擇化工容器及設(shè)備材料時(shí)應(yīng)遵循以下原則：即使用及操作條件（操作壓力、操作溫度、介質(zhì)特性及工作特點(diǎn)等）；材料的焊接及冷熱加工性能，設(shè)備結(jié)構(gòu)及制造工藝；材料的來源及經(jīng)濟(jì)合理性；同工程設(shè)計(jì)或設(shè)備設(shè)計(jì)中盡量注意用材統(tǒng)一。（2）鋼材能夠滿足強(qiáng)度、延塑性和韌性的要求。特別是在大型的塔設(shè)備中，鋼材更具有無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛地使用。選材時(shí)還應(yīng)注意材料在各種介質(zhì)環(huán)境中的耐蝕性能，由于本塔的操作介質(zhì)是高含硫原油,原油中夾帶有氯鹽,單質(zhì)硫,硫化物及環(huán)烷酸必然給加工帶來一系列的腐蝕問題。表21 壓力容器用碳素鋼和低合金鋼鋼板的力學(xué)性能和工藝性能序號(hào)鋼號(hào)交貨狀態(tài)鋼板厚度mm拉伸試驗(yàn)沖擊試驗(yàn)冷彎試驗(yàn)抗拉強(qiáng)度бb屈服點(diǎn)бsMPa伸長率δs%溫度℃V型沖擊功AKV8(橫向)J180od彎心直徑a鋼板厚度不小于不小于120R熱軋、控軋或正火6~16400~520245252031d=2a16~3623536~6022560~100390~51020524216MnR6~16510~640345212031d=2a16~36490~620325d=3a36~60470~60030560~100460~59028520100~120450~580275315MnVR6~16530~665390192031d=3a16~36510~64537036~60490~625350415MnVNR正火6~16570~710440182034d=3a16~36550~69042036~60530~670400518MnMoNbR正火+回火30~60590~740440172034d=3a60~100570~720410613MnNiMoNbR≤100570~72039018031d=3a100~120380715CrMoR6~60450~590295202031d=3a60~100275814Cr1MoR正火+回火6~60515~690310182031d=3a60~100—907MnCrMoVR調(diào)質(zhì)16~50610~740490172047d=3a 壓力容器專用鋼板（不包括低溫容器用鋼共10種）除20R外，其它9種都是低合金鋼鋼板?；钚粤蚧锞褪桥c金屬直接發(fā)生如原油中的硫化氫、硫和硫醇，硫的含量越高對(duì)設(shè)備的腐蝕越厲害?？稍诒ＷC使用性能的前提下使用復(fù)合鋼板可節(jié)約昂貴的面材，從而降低設(shè)備成本。本塔的筒體材料與上下封頭材料均采用20R+。裙座的選材還應(yīng)考慮到載荷、塔的操作條件，以及塔釜封頭的材料等因素，在室外操作的塔還要考慮環(huán)境溫度。 對(duì)焊法蘭和墊片的選材塔內(nèi)介質(zhì)為高含硫原油，腐蝕較嚴(yán)重，且操作溫度較高，故選用耐腐蝕的0Cr18Ni9Ti作為法蘭的材料。非金屬軟墊片指的是耐油石棉橡膠板（使用溫度200℃）和石棉橡膠板（使用溫度350℃）。1Cr13,屬半馬氏體型不銹鋼，主要用于石油化工中處理含硫介質(zhì)裝置的零部件（如浮閥塔塔盤、浮閥、緊固件等）。 其余各部件選材考慮到經(jīng)濟(jì)問題,及材料的加工性能及耐熱,耐蝕性能,其他的蓋板,墊板,筋板,環(huán)板均采用Q235A鋼,補(bǔ)強(qiáng)圈采用20R,爬梯扶手,管嘴均采用1Cr18Ni11Ti。(4) 阻力小。 塔設(shè)備的分類無論是填料塔還是板式塔，除了各種內(nèi)件之外，均由塔體、支座、人孔或手孔、除沫器、接管、吊柱及扶梯、操作平臺(tái)等組成。填料塔還有重量大、造價(jià)高、清洗檢修麻煩、填料損耗大等缺點(diǎn)，以至使填料塔在很長時(shí)期來使用得不及板式塔廣泛。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。它包括泡罩塔、篩板塔、浮閥塔、舌行塔等。2．篩板塔篩板塔也是應(yīng)用歷史較久的塔型之一，與泡罩塔相比，篩板塔結(jié)構(gòu)簡單，成本低（比泡罩塔減少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%，安裝維修方便。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。缺點(diǎn)是操作彈性小，塔板效率低。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。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。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。液體的流型主要有以下幾種：（1）單流（或單溢流）型是最簡單也是最常用的一種。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。液體的流型選用單溢流型。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。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Φ800mm以上的大塔，一般采用凹形受液盤。常見的溢流堰長度為：單溢流型的長度為Lw =(～)Di，雙溢流型的長度為Lw=(～)Di（其中Di為塔的內(nèi)徑）。5．折流擋板塔盤上容易發(fā)生流體短路的地方，如主梁上方，靠近塔壁處等，應(yīng)設(shè)置折流擋板。本設(shè)計(jì)采用可拆式折流擋板。浮閥在塔板鼓泡區(qū)內(nèi)的排列有正三角形與等腰三角形兩種方式，按照閥孔中心聯(lián)線與液流方向的關(guān)系，又有順排與叉排之分。 (a) 順排 （b）叉排 浮閥在塔板鼓泡區(qū)內(nèi)的排列方式7．塔盤的緊固件塔盤的緊固件是組裝分塊式塔盤的連接構(gòu)件。 8．螺紋緊固件紋緊固件可用于塔盤板之間的連接，有上可拆，下可拆與上下均可拆三種型式。（3）楔卡緊固件 因楔卡以楔緊代替連接，用作塔盤堅(jiān)固件時(shí)，不怕銹蝕，也不會(huì)咬死，裝拆方便，不易脫落。（3）破沫區(qū) 鼓泡區(qū)與溢流區(qū)之間的區(qū)域?yàn)槠颇瓍^(qū)，也稱安定區(qū)。：（a）半球形封頭 （b）碟形封頭 （c）橢圓形封頭（d）無折邊球形封頭 （e）無折邊錐形封頭 （f）折邊錐形封頭 （g）平板封頭 常見容器封頭型式1．半球形封頭 這種封頭的幾何形狀實(shí)際是半個(gè)球殼，由薄膜應(yīng)力分析可知，其最大應(yīng)力僅為同樣直徑圓筒筒體的一半，是各種封頭中受力最好的一種；在相同容積中球形封頭的表面積最小，因此最節(jié)省材料并廣為應(yīng)用。在三部分的連接處造成了經(jīng)線曲率發(fā)生突變，在過渡區(qū)邊界上的不連續(xù)應(yīng)力比內(nèi)壓薄膜應(yīng)力大得多，故其受力狀況不佳。4．無折邊球形封頭 這種封頭是部分球面封頭與圓筒直接連接，其結(jié)構(gòu)造型簡單，由于球面與圓筒連接處曲率半徑發(fā)生突變，而且兩殼體因沒有公切線而存在橫向推力，所以產(chǎn)生相當(dāng)大的不連續(xù)應(yīng)力，所以這種封頭只能用在壓力不高的場合。但由于制造最容易，在壓力不高的場合仍可得到應(yīng)用。對(duì)直徑小而很高的塔（當(dāng)DN≤1m，且H/DN＞25或DN＞1m且H/DN＞30）為了提高設(shè)備的穩(wěn)定性及降低地腳螺栓和基礎(chǔ)環(huán)支承面上的應(yīng)力，可采用錐形裙座。采用對(duì)接接頭時(shí)，裙座筒體外徑與塔釜封頭的外徑相等，裙座筒體與塔釜封頭的連續(xù)焊縫必須采用全焊透的連續(xù)焊，且與塔釜封頭外壁圓滑過渡。經(jīng)比較后本設(shè)計(jì)選用對(duì)接式焊縫。人孔的位置應(yīng)便于人員進(jìn)入任何一層塔板，但由于設(shè)置人孔處的塔板間距要增大，且人孔設(shè)置過多會(huì)使制造時(shí)塔體的彎曲度難以達(dá)到要求。 人孔的選擇應(yīng)考慮設(shè)計(jì)壓力、實(shí)驗(yàn)條件、設(shè)計(jì)溫度、物料特性及安裝環(huán)境等因素，人孔法蘭的密封面形式及墊片用材，一般與塔的接管法蘭相同，操作溫度高于350℃,應(yīng)采用對(duì)焊法蘭人孔。當(dāng)裙座上無敷設(shè)層時(shí)，可不用排氣管而僅開設(shè)排氣孔，排氣孔的數(shù)量和排氣管相同。吊柱的方位應(yīng)使吊柱中心線與人孔中心線間有合適的夾角，使人能站在平臺(tái)上操縱手柄，讓經(jīng)過吊鉤的垂直線可以轉(zhuǎn)到人孔附近，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、溫度較高的重要場合?；钐追ㄌm的優(yōu)點(diǎn)是：形狀簡單，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。 常用的法蘭壓緊面型式(1) 平面型密封面這類密封結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，便于進(jìn)行防腐襯里。在凹面放置墊片，其優(yōu)點(diǎn)是便于對(duì)中，能防止軟質(zhì)墊片被擠出，而且壓緊面比平面型密封面窄，較易密封。墊片較窄，壓緊墊片所需的螺栓力較小，壓力較高時(shí)，螺栓尺寸也不會(huì)過大。本設(shè)計(jì)，壓力并不太高，綜合考慮后選用凹凸型密封面。常用墊片分為：非金屬、金屬、組合式墊片三種。(2) 金屬墊片：金屬墊片具有耐高溫、耐高壓、耐油、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。金屬墊片主要用于中、高溫和中、高壓的法蘭聯(lián)接密封。這樣一來，組合后的墊片可滿足高溫、振動(dòng)、溫度波動(dòng)、高壓等工作狀態(tài)下的密封要求。所以本設(shè)計(jì)選用金屬墊片。螺紋管主要用來接溫度計(jì)、壓力表或液面計(jì)等，根據(jù)需要可制成陰螺紋或陽螺紋，見圖(c)。由于凸緣與管道法蘭配用，因此它的聯(lián)接尺寸應(yīng)根據(jù)所選用的管法蘭來確定。2．氣液進(jìn)料管在這種情況下，不僅要求進(jìn)料均勻，且要求液體通過塔板時(shí)蒸汽能分離出來，當(dāng)然也用下圖的T型進(jìn)料管。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)。視鏡已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，目前在化工生產(chǎn)中常用的還有壓力容器視鏡、帶燈視鏡、帶燈有沖洗孔的視鏡、組合視鏡等。在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)中，有反射式玻璃板液面計(jì)、反射式防霜液面計(jì)、透光式板式液面計(jì)和磁性液面計(jì)。由于開孔應(yīng)力集中的局部性，在遠(yuǎn)離開孔區(qū)的應(yīng)力值與正常應(yīng)力值一樣，故除非制造或結(jié)構(gòu)上的需要，一般并不把整個(gè)容器壁加厚。 補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)是指在殼體開孔周圍貼焊一圈鋼板，即補(bǔ)強(qiáng)圈。為了檢驗(yàn)焊縫的緊密性，補(bǔ)強(qiáng)圈上有一個(gè)M10的小螺紋孔。但補(bǔ)強(qiáng)圈與殼體之間存在著一層靜止的氣隙，傳熱效果差，致使二者溫差與熱膨脹差較大，容易引起溫差應(yīng)力。因此，對(duì)補(bǔ)強(qiáng)圈搭焊結(jié)構(gòu)的使用范圍需加以限制。（三）不需補(bǔ)強(qiáng)的最大開孔直徑 容器上的開孔并不是都需要補(bǔ)強(qiáng)。 當(dāng)殼體開孔滿足下述全部條件時(shí)，可不另行補(bǔ)強(qiáng)： （1）； （2）兩相鄰開孔中心的間距(對(duì)曲面間距以弧長計(jì)算)大于兩孔直徑之和的兩倍； （3）接管公稱外徑小于或等于89mm； （4）接管最小壁厚滿足表36的要求。操作平臺(tái)的的布置使得檢修時(shí)不再需要另外設(shè)置腳手架和纜線。(4) 操作平臺(tái)的寬度應(yīng)根據(jù)檢修的需要而定，～。一般情況下無保溫層的間隙為100mm。平臺(tái)的欄桿圖，一般用DN=20mm、25mm的鋼管制成，管端應(yīng)封閉，以防止腐蝕氣體侵入， (a)，當(dāng)安裝標(biāo)高在15m以上時(shí)，（b）。平臺(tái)鋪板一般宜采用花紋鋼板或鋼板鋼。(2) 直梯高度一般不應(yīng)超過5m，若超過5m時(shí)，應(yīng)設(shè)中間休息平臺(tái)，當(dāng)直梯標(biāo)高超過4m時(shí)，應(yīng)設(shè)安全籠，從地面至安全籠第一圈的距離為2m～。(6) 當(dāng)平臺(tái)距離地面高度大于4m或平臺(tái)間大于3m時(shí)，梯子應(yīng)設(shè)置安全門。梯子所有構(gòu)件一般均采用Q235A，當(dāng)塔體為不繡鋼時(shí)與塔體相焊的連接板應(yīng)采用同種材料。平臺(tái)離人孔中心的距離為1，平臺(tái)離保溫層表面的間隙為50。否則需要15min左右。如果為液相進(jìn)料，可取與塔板間距相同或稍大的數(shù)值。物料起泡性：起泡性大的物料，塔盤間距應(yīng)大，反之塔盤間距小?！?。對(duì)板數(shù)較多或放在室內(nèi)的塔，可考慮較小的塔板間距，適當(dāng)增加塔徑以降低