【正文】 = 接管有效厚度： δet = δnst ? C = 9 ?1 = 8mm 開孔直徑： d = di +2c = 480 +2 1 = 482mm 開孔補強面積 A： A = dδ+ 2δδet(1?fr) = 482 + 2 8 (1? ) = C 有效補強范圍 有效補強寬度： Bmax = { 2d = 2 482 = 964mmd +2δn +2δnt = 482 +2 4+2 9 = 508mm 取其中較大值，故 B=964mm 有效高度： h1min = {√dδnt = √482 9 = 取其中較小值，故 h1 = 。 有效補強面積 封頭有效厚度 δe = δn ? c = 4?1 = 3mm 封頭多余金屬面積 A1： A1 = (B ? d)(δe ? δ)?2δet(δe ?δ)(1 ?fr) = (504 ?252) (3 ?) ?2 (3 ?) (1 ?) = 接管多余金屬面積 A2 接管計算厚度 δt = pcdi2[σ]nt ?。 = A2 = 2h1(δet ?δt)fr +2h2(δet ?C2)fr = 2 (5 ?) +2 (5 ?1) = 焊縫金屬截面積 (焊腳取 )A3 A3 = 6 6 12 2 = 有效補強面積 Ae = A1 +A2 +A3 = ++ 36 = 所需另行補強面積 A4 = A?Ae = ? = ? A4 0 故無需補強 同理可證，接管法蘭與銅液出口也無需補強。 開孔最大直徑要求 根據(jù) GB1502020 規(guī)定，圓筒上開孔的限制： 當圓筒內(nèi)徑 Di≤ 1500mm 時，開孔最大直徑 dop≤ Di/2，且 dop≤ 520mm；當圓筒內(nèi)徑Di1500mm時，開孔最大直徑 dop≤ Di/3，且 dop≤ 1000Mm； 橢圓形封頭、凸形封頭或球殼上開孔最大直徑 d ≤ 12Di，其孔的中心線宜垂直于封頭表面。 焊接形式設計 裙座與塔體的連接采用焊接。但由于裙座對整個塔器而言是個至關重要的元件，支撐整個塔器，如它破壞將直接影響塔器的正常使用。 計算封頭厚度： δh = KPcDi2[?]t?? c δh = 14002 189 ? = 低合金鋼 δmin δh，故 δh取 3mm，由于鋼材的厚度負偏差不大于 ，且不超過名義厚度的 6%，故取 C1=0mm， δn = δh +C2 = 3 +1 = 4mm。 平蓋：結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、封頭厚度大、材料耗費多、多用于 直徑小高壓容器。4 = 10290~10780Pa Pz = 取 Pc = 確定筒體壁厚： 假設厚度為 3~16mm， Q345R 在 100℃時的許用應力 [?]t = 189MPa， 焊接接頭形式 采用 雙面全焊透， 局部 無損檢測，因此 216。在設計時為了避免 裂紋沿厚度方向擴展，各層板間的縱向焊縫應相互錯開 75176。 塔全高 的確定 塔頂空間高度應該有足夠的高度以使氣流攜帶的液滴能夠從氣相中分離出來，減少塔頂出口氣體中液體的夾帶，這段高度一般取 ~，在這里 h1 取 。 綜述，塔器根據(jù)工作壓力、工作溫度以及介質(zhì)特性，選擇塔器主體、封頭等的材料，材料選擇力求經(jīng)濟合理又能滿足性能要求。裙座一般選用圓筒形。 根據(jù) 塔器設計的原理和方法，結(jié)合 課題 所給予的設計條件和實際情況 ， 依據(jù)《 GB1502020 鋼制壓力容器》與《 JT47102020 鋼制塔式容器》等標準，確定銅氨液、再生氣回流塔設計的機械 設計 ，將 主要 從兩個 方面 進行。 fluent 目錄 1 緒論 填料塔主要由塔體、填料 、塔體支座、除沫器、接管、人孔和手孔、吊耳和吊柱以及其他附件組成。進行了圓筒軸向應力校核和裙座軸向應力校核。本銅氨液、再生氣回流塔的作用是利用銅氨液對再生氣中所含的少量一氧化碳和二氧化碳進行脫洗 。 Cuprammonia。設備工程師是在工藝工程師的工藝設計基礎上進行塔的機械設計。Ⅱ要有足夠的強度承受填 料重量，并考慮填料孔隙中的持液重量，以及可能加于系統(tǒng)的壓力波動、機械波動、溫度波動等因素。 ④除沫器：除沫器的 作用是減少液體的夾帶損失，確保氣體的純度，保證后續(xù)設備的正常操作。 2 材料選擇和結(jié)構(gòu)設計 筒體、封頭、裙座材料的確定 已知塔徑 1400mm；工作壓力： ；工作溫度： 20~60℃；介質(zhì)： 銅液量：42~54m3/h；再生氣量： 840~1400mm3/h。 內(nèi)壓圓筒設計與計算 圓筒形壓力 容器結(jié)構(gòu)形式，具有結(jié)構(gòu)簡單、易于制造、便于在塔體內(nèi)部裝設附件等優(yōu)點。 已知塔徑 1400mm；工作壓力： ；工作溫度： 20~60℃；介質(zhì)：銅液量：42~54m3/h；再生氣量： 840~1400mm3/h。 橢圓形封頭：由半個橢圓面和短圓筒組成，橢球部分經(jīng)線曲率變化平滑連續(xù)、應力分布均勻、且封頭深度較半球形封頭小得多、易于沖壓成型、在中低壓容器中應用廣泛。選擇材料為與筒體相同的 Q345R，則 [?]t = 189MPa，選雙面焊接對接接頭， 局部 無損檢測時取 216。 （ 1） 類型 DN1m， H/DN=7750/1400=30，因此選用圓筒形裙座。 （ 3） 焊接接頭可以分為對接或塔接型式。開孔后，除了削 弱了器壁的強度外，在殼體和接管的連接處，因結(jié)構(gòu)的連續(xù)性被破壞，會產(chǎn)生很高的局部應力，給容器的安全造成隱患， 故需對開孔進行結(jié)構(gòu)補強。 h2min = {√dδnt = √221 6 = 取其中較小值，故 h2 = 。 = A2 = 2h1(δet ?δt)fr +2h2(δet ?C2)fr = 2 (?) +2 (? 1) = 焊縫金屬截面積 (焊腳取 )A3 A3 = 6 6 12 2 = 有效補強面積 Ae = A1 + A2 +A3 = + +36 = 所需另行補強面積 A4 = A? Ae = ? = ? A4 0 故無需補強。 有效補強面積 封頭有效厚度 δe = δn ? c = 4?1 = 3mm 封頭多余金屬面積 A1： A1 = (B ? d)(δe ? δ)?2δet(δe ?δ)(1 ?fr) = (964 ?482) (3 ?) ? 2 8 (3 ?) (1 ?) = 接管多余金屬面積 A2 接管計算厚度 δt = pcdi2[σ]nt ?。 E 補強圈設計 工程直徑 DN450 選擇補強圈，參照文獻補強圈標準 JB/T47362020 選擇外徑D0 = 760mm，內(nèi)徑 Di = 455mm，補強圈厚度 δ = A4D0 ?Di= ? 455 = 所以選用 δn = 6mm，坡口型式為 A 型的補強圈。 水壓試驗： 本次設計的筒體為內(nèi)壓容器，按下列公式計算： PT = [?][?]t 在常溫 20℃時， Q345R 在耐壓溫度下的許用應力 [?] = 189MPa 所以， PT = = 試驗壓力下圓筒的應力： ?T = PT(Di +δe)2δe ?T = (1400 +3)2 3 ?T應滿足下列條件： ?T ≤ ??s ??s = 345 = 所以，筒體厚度滿足水壓試驗的強度要求。 m平臺 = π4 [(+ )2 ?] 12 1 200 = 故 m04 =253+= 操作狀態(tài)下塔內(nèi)物料質(zhì)量 操作時填料塔內(nèi)最高液位高度為 1095mm，填料段上噴灑裝置下，液體再分布器存留液為 100mm。3 = 地震載荷與地震彎矩計算 按照 JB/T47102020《鋼制塔式器》標準計算方法和步驟在上章靜載荷的基礎上對動載荷進行計算，參考文獻《過程設備設計》對塔體進行校核分析。0按式計算： Fv0。Ⅰ =m??h??∑ m??h??????=?? F??0。0 = 1635Czα1m0gH 底截面 00， h=0 ME10。0 = 。 表 風壓高度變化系數(shù) f?? 距地面高度 hit 地面粗糙度類別 A B C 5 10 15 20 30 40 50 60 70 80 90 100 注： A 類地面粗糙度指海面、海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū)； B 類指田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵及房屋比較稀疏的中小城鎮(zhèn)和大城市郊區(qū)； C 類指有密集建筑群的大城市市區(qū)。Ⅰ = Pi li2 +Pi (li +li:12 ) +Pi:2(li + li:1 + li:22 )+ ? Ⅰ Ⅰ截面（離地 1000mm處）風彎矩 MwⅠ 。Ⅰ 177。0Asb ） ≤ {KBcosβK[?]st 其中： Fv0。hZsm +m0h。Ⅰ 為 Ⅰ Ⅰ 截面處的風彎矩， ； mmaxⅠ 。6)2(14002 :4)2 = 對接焊縫 JJ 截面處的拉應力按下式計算 4MmaxJ。裙座材料為 Q345R， [?]t = ，筒體材料為 Q345R， [?]t = ，故 [?]wt = x = 4MmaxJ。圓筒軸向應力校核及圓筒穩(wěn)定校核。0 +。( )2]189 = 因此 [?]c [?]G 故筋板符合校核要求。吊柱的吊鉤與塔頂之間的距離，一般為 1000mm 以上，手柄至操作平臺之間的距離，一般為 1200~1500 之間。 吊耳公稱直徑 250mm，單個吊耳吊重 ~30t， D0=273， D1=510， D2=400， L=150，S=16mm。 填料支撐板 填料支撐板選用柵板結(jié)構(gòu)。人孔的選擇應考慮設計壓力，試驗條件，設計溫度，物料特性及安裝環(huán)境等因素。 操作平臺的寬度應根據(jù)檢修需要而定，一般為 米 ~ 米，最小不得小于 米。 按照一般直管選用方法， DN≤ 80mm 的管子伸出長一般選擇 150mm，管徑處于80mmDN≤ 250mm 的直管一般伸出長為 200mm。600 之間，設計壓力為 ，設計溫度為 100℃，法蘭材料為 Q345R。最后還對法蘭和平臺及扶梯進行了選擇。 連接尺寸 符號 公稱尺寸DN，mm 管子外徑D1，mm 法蘭外徑D 螺栓孔中心圓直徑 K 螺栓孔直徑 L 螺栓孔數(shù)量 n 螺紋T? 法蘭厚度 C 法蘭內(nèi)徑B1 破口寬度 b 法蘭理論重量 A 200 219 320 280 18 8 M16 22 222 0 B 300 325 440 395 22 12 M20 24 328 0 c 250 273 375 335 18 12 M16 24 276 0 d 200 219 320 280 18 8 M16 22 222 0 e 200 219 320 280 18 8 M16 22 222 0 f 450 480 595 550 22 16 M20 30 485 0 本章總結(jié) 在本章中主要做了零部件的設計和選用。 回流管與液體進料管應滿足以下要求：液體不直接接觸塔填料區(qū)；盡量使液體均勻分布；接管安裝高度應不妨礙液體分布器上端液體流動；液體內(nèi)含有氣體時，應設法派出；管內(nèi)的允許流速一般不超過 到 。 法蘭連接設計 容器法蘭的選取 壓力容器法蘭分類如下圖： 為了簡化計算、降低成本、增加互換性，世界各國都制定了一系列法蘭標準 。操作溫度高于 350℃時，應采用對焊法蘭人孔。 設備接管 排液管 排液管一般設置在底部封頭處，通過裙座上的通道管引導裙座外部。此章主要選取和塔體設計無關的一系列內(nèi)件。 吊柱設置方位應考慮吊柱中心線與人孔中心線間有合適的夾角，使人站在平臺上能操縱手柄轉(zhuǎn)動吊柱管，將吊鉤的垂直中心線轉(zhuǎn)到人孔附近，以便從人孔裝入或取出塔內(nèi)件。d3)δc2:4(l4。0Ab取其中較大值 式中： ?B為地腳螺栓承受的最大拉應力， MPa； Ab為基礎環(huán)面積， mm2； Zb為基礎環(huán)的截面系數(shù)， mm3； ?B = {108108 ?106 = 108:108108 ?。通過計算得出強度和穩(wěn)定性都符合要求。Jg?FvJ。Jg? FvJ。Ⅰ +MeZsm +mmaxⅠ 。hAsm ） ≤ {KBcosβK[?]st 式中： Fvh。0Zsb +m0g+Fv0。ⅠπDiδei = 1408 3 = 最大彎矩引起的軸向應力 ?3： ?3 = MwⅡ 。Ⅱ = Pi li2+ Pi (li + li:12 )+ Pi:2 (li +li:1 + li:22 )+ ? = ? + [( ?)+ ]+ ([( ?)] + +75002 ) = 106 塔體的強度和穩(wěn)定性校核 對塔底危險截面（Ⅱ