【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 m塔設(shè)備任意截面II處的風(fēng)彎矩計(jì)算公式如下： 式中 ——任意截面II處的風(fēng)彎矩，Nmm ——各計(jì)算段的水平風(fēng)力，N ——第i段的計(jì)算長(zhǎng)度，mm塔設(shè)備底截面00處的風(fēng)彎矩計(jì)算公式如下： 地震設(shè)計(jì)本設(shè)備建設(shè)地區(qū)抗震設(shè)防烈度為7度，建造地為III類場(chǎng)地土，設(shè)計(jì)地震分組為第一組。故計(jì)算地震載荷時(shí)，僅考慮水平地震力。計(jì)算地震載荷與計(jì)算風(fēng)載荷一樣，實(shí)際全塔質(zhì)量按全塔或分段均布，將全塔沿高度分成若干段，每一段質(zhì)量視為集中于該段1/2處。任意高度hk處的集中質(zhì)量mk引起的基本振型水平地震力應(yīng)按下式計(jì)算：式中 ——集中質(zhì)量mk引起的基本振型水平地震力，N——基本振型自振周期T1的地震影響系數(shù)，按下圖確定 ——基本振型參與系數(shù) ——距地面hk處的集中質(zhì)量，kg表33 對(duì)應(yīng)于設(shè)防烈度的值設(shè)防烈度789設(shè)計(jì)基本地震加速度地震影響系數(shù)的最大值圖36 地震影響系數(shù)曲線圖中 ——各類場(chǎng)地土的特征周期（見表34），s ——第i振型的自振周期，s ——地震影響系數(shù)的最大值，見表33 ——地震影響系數(shù)曲線下降段的衰減系數(shù) ——地震影響系數(shù)曲線直線下降段下降斜率的調(diào)整系數(shù) ——地震影響系數(shù)曲線的阻尼調(diào)整系數(shù)表34 各類場(chǎng)地土的特征周期值設(shè)計(jì)地震分組場(chǎng)地土類別IIIIIIIV第一組第二組第三組阻尼比應(yīng)根據(jù)實(shí)測(cè)值確定，無(wú)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)，一階振型阻尼比可取=~。高階振型阻尼比，可參照第一振型阻尼比選取。曲線下降段的衰減系數(shù)，根據(jù)塔設(shè)備的阻尼比按下式確定： 直線下降段下降斜率的調(diào)整系數(shù)按下式確定：阻尼調(diào)整系數(shù)按下式確定： 基本振型參與系數(shù)按下式確定： 圖37 多質(zhì)點(diǎn)體系基本振型示意圖塔設(shè)備任意截面II的基本振型地震彎矩計(jì)算：對(duì)于等直徑、等厚度塔設(shè)備的任意截面II和底截面00的基本振型地震彎矩按下列兩式計(jì)算： 當(dāng)塔設(shè)備H/D15，且H20m時(shí)，還應(yīng)考慮高振型影響，任意截面II的地震彎矩可按下式估算：上述式中 ——第i段集中力量距地面高度，mm ——任意截面II以上的集中質(zhì)量mk距地面高度，mm ——塔設(shè)備第i計(jì)算段的操作質(zhì)量，kg ——計(jì)算截面距地面高度，mm 偏心彎矩計(jì)算本設(shè)備再沸器為降膜蒸發(fā)器，再沸器與精餾塔之間通過管道連接，故偏心質(zhì)量me=0kg，故偏心質(zhì)量引起的偏心彎矩Me=0Nmm。 塔體的強(qiáng)度與穩(wěn)定校核(1) 最大彎矩計(jì)算塔設(shè)備任意截面II處的最大彎矩應(yīng)按下式計(jì)算： 塔設(shè)備底截面00處的最大彎矩應(yīng)按下式計(jì)算：(2) 塔殼軸向應(yīng)力校核a） 軸向應(yīng)力計(jì)算塔設(shè)備任意截面II處的軸向應(yīng)力應(yīng)分別按下列公式計(jì)算。由內(nèi)壓或外壓引起的軸向應(yīng)力：其中計(jì)算壓力取絕對(duì)值。操作或非操作時(shí)重力及垂直地震力引起的軸向應(yīng)力：其中僅在最大彎矩為地震彎矩參與組合時(shí)計(jì)入此項(xiàng)。彎矩引起的軸向應(yīng)力： b） 圓筒穩(wěn)定校核圓筒許用軸向壓應(yīng)力應(yīng)按下式確定： 圓筒最大組合壓應(yīng)力（對(duì)外壓容器）應(yīng)按下式計(jì)算并校核： c） 圓筒拉應(yīng)力校核圓筒最大組合拉應(yīng)力（對(duì)外壓容器）應(yīng)按下式計(jì)算并校核： 上列各式中 ——任意截面II以上塔設(shè)備的操作質(zhì)量，kg ——設(shè)計(jì)溫度下塔殼的許用軸向壓應(yīng)力，MPa——載荷組合系數(shù)， ——設(shè)計(jì)溫度下塔殼材料的許用應(yīng)力，MPa ——焊接接頭系數(shù)(3) 壓力試驗(yàn)時(shí)應(yīng)力校核a） 圓筒應(yīng)力計(jì)算試驗(yàn)壓力引起的軸向應(yīng)力： 重力引起的軸向應(yīng)力： 式中為液壓試驗(yàn)時(shí)計(jì)算截面II以上的質(zhì)量（只計(jì)入塔殼、內(nèi)構(gòu)件、偏心質(zhì)量、保溫層、扶梯和平臺(tái)質(zhì)量），kg彎矩引起的軸向應(yīng)力： b） 應(yīng)力校核壓力試驗(yàn)時(shí)，塔體材料的許用軸向壓應(yīng)力應(yīng)按下式確定： 液壓試驗(yàn)時(shí)，塔體最大組合軸向拉應(yīng)力校核： 液壓試驗(yàn)時(shí)，塔體最大組合軸向壓應(yīng)力校核： 裙座的計(jì)算參照筒體厚度試取裙座殼壁厚，驗(yàn)算危險(xiǎn)截面（裙座殼底截面和人孔截面）的應(yīng)力。(1) 裙座殼底截面應(yīng)力校核 其中僅在最大彎矩為地震彎矩參與組合時(shí)計(jì)入此項(xiàng)。 上列式中 ——裙座圓筒底部抗彎截面系數(shù)，mm3 ——裙座圓筒的底部截面積，mm2(2) 人孔截面應(yīng)力校核其中僅在最大彎矩為地震彎矩參與組合時(shí)計(jì)入此項(xiàng)。 上列式中 ——人孔截面處裙座殼的抗彎截面系數(shù)，mm3 ——人孔截面處裙座截面積，mm2(3) 基礎(chǔ)環(huán)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)環(huán)板內(nèi)、外徑按下式選?。? 混凝土基礎(chǔ)上的最大拉應(yīng)力計(jì)算： 式中 ——基礎(chǔ)環(huán)的抗彎截面系數(shù)，mm3 ——基礎(chǔ)環(huán)面積，mm2 基礎(chǔ)環(huán)上有筋板時(shí)應(yīng)按下式計(jì)算基礎(chǔ)環(huán)厚度： 式中 ——矩形板的計(jì)算力矩，取矩形板X、Y軸的彎矩、 中絕對(duì)值較大者，Nmm ——基礎(chǔ)環(huán)材料的許用應(yīng)力，MPa矩形板的計(jì)算力矩按下式計(jì)算： 式中 ——基礎(chǔ)環(huán)外直徑與裙座殼體外直徑之差的1/2，mm ——兩相鄰筋板最大外側(cè)間距，mm 、——矩形板力矩計(jì)算系數(shù)，根據(jù)的值查表得到。(4) 地腳螺栓選用地腳螺栓承受的最大拉應(yīng)力應(yīng)按下式計(jì)算： 當(dāng)時(shí)，設(shè)備自身穩(wěn)定，但為固定設(shè)備位置，應(yīng)設(shè)置一定數(shù)量的地腳螺栓。當(dāng)時(shí)，設(shè)備應(yīng)設(shè)置地腳螺栓。地腳螺栓的螺紋小徑應(yīng)按下式計(jì)算： (5) 裙座殼與塔體焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)力校核裙座殼與塔體對(duì)接焊縫截面拉應(yīng)力校核： 其中僅在最大彎矩為地震彎矩參與組合時(shí)計(jì)入此項(xiàng)。為設(shè)計(jì)溫度下焊接接頭的許用應(yīng)力，取兩側(cè)母材許用應(yīng)力的小值。第四章 設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果 工藝設(shè)計(jì)結(jié)果塔徑：900mm塔高：26100mm精餾段填料層高度： 分段數(shù)：1提餾段填料層高度： 分段數(shù)：3填料層總壓降： 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果 格柵板填料支承裝置材料：Q235A 格柵板數(shù)：3塊柵板條間距：140mm 格板條間距：210mm分塊格柵板寬度：298mm 格柵板的厚度：10mm格柵板的高度：13mm 支持圈尺寸D1=894mm，D2=794mm支持圈厚度：8mm 支持板數(shù)：6塊 可拆型槽盤氣液分布器通用結(jié)構(gòu)尺寸：總高度H=；升氣管高度L1=254mm；分布板底距下端高度L2=96mm；分布板寬度L=222mm；檔液帽寬度W=120mm；升氣管寬度b=110mm；d1孔數(shù)n=55個(gè)精餾段：d1=、d2=、h1=、h2=提餾段第一段：d1=、d2=、h1=、h2=提餾段第二段：d1=、d2=、h1=、h2=提餾段第三段：d1=、d2=、h1=、h2= 絲網(wǎng)除沫器選用DN900上裝式絲網(wǎng)除沫器。外形尺寸為：H=100mm，H1=218mm，D=820mm。 接管尺寸進(jìn)料管：181mm塔頂采出管：342mm塔頂蒸汽出口管：1404mm釜液采出管：70塔釜防渦流擋板結(jié)構(gòu)尺寸：A=150mm，B=100mm，材質(zhì)為碳鋼，t=6mm再沸器入塔接管：1685mm 人孔選用垂直吊蓋板式平焊法蘭人孔。標(biāo)記：人孔 I (XB450) HG/T 21519—2005 法蘭容器法蘭選用甲型平焊法蘭，材質(zhì)為Q235A。容器法蘭標(biāo)記為：法蘭—RF 900— JB/T 4701—2000進(jìn)料管管法蘭標(biāo)記：法蘭 PL 15(B) RF Q235A塔頂采出管管法蘭標(biāo)記：法蘭 PL 25(B) RF Q235A塔頂蒸汽出口管管法蘭標(biāo)記：法蘭 PL RF Q235A釜液采出管管法蘭標(biāo)記：法蘭 PL 65(B) RF Q235A再沸器入塔接管管法蘭標(biāo)記：法蘭 PL RF Q235A 強(qiáng)度設(shè)計(jì)結(jié)果塔體壁厚：11mm 材質(zhì)：Q235A封頭壁厚：11mm封頭標(biāo)記：EHA 90011—Q235裙座殼壁厚：11mm基礎(chǔ)環(huán)板內(nèi)徑600mm，外徑1200mm，厚度28mm，材質(zhì)為Q235。地腳螺栓規(guī)格選擇M364。第五章 過程控制 控制方案概述[5]精餾操作的控制涉及變量多，內(nèi)在機(jī)理復(fù)雜，變量間相互關(guān)聯(lián)，加之控制要求較高，因此必須深入分析工藝特性，總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合具體情況才能設(shè)計(jì)出合理的控制方案。精餾過程中的主要要求包括：保證質(zhì)量指標(biāo)、保證平穩(wěn)操作、滿足約束條件、符合節(jié)能要求和經(jīng)濟(jì)性。在精餾操作中，質(zhì)量指標(biāo)、產(chǎn)品回收率和能量消耗均是要控制的目標(biāo)，其中質(zhì)量指標(biāo)是必要條件，在質(zhì)量指標(biāo)一定的前提下，應(yīng)在控制過程中是產(chǎn)品產(chǎn)量盡量高一些，同時(shí)能量消耗盡可能低一些。本設(shè)備用于將反應(yīng)工序所得烷化液進(jìn)行初步精制，塔釜餾分為對(duì)叔丁基苯酚和重餾分，該餾分經(jīng)進(jìn)料泵送至精餾塔II的中部繼續(xù)精制以獲得對(duì)叔丁基苯酚產(chǎn)品，故塔釜產(chǎn)物為本設(shè)備的主要產(chǎn)品。因此過程控制方案的基本要求是保證重關(guān)鍵組分盡量高的純度，同時(shí)對(duì)重關(guān)鍵組分的塔頂損失有特殊要求，對(duì)塔頂餾出液的組成沒有特殊要求。根據(jù)本設(shè)備工藝要求，選擇提餾段溫控方案作為本設(shè)備的過程控制方案。以塔釜產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)作為被控變量，原則上應(yīng)選擇直接表征產(chǎn)品質(zhì)量的指標(biāo)，即餾出物中對(duì)叔丁基苯酚含量，但由于目前缺乏檢測(cè)混合叔丁基苯酚的儀表，且成分儀表從采樣到分析滯后大、反應(yīng)慢、可靠性差，不宜采用產(chǎn)品成分作被控變量，而應(yīng)采用提餾段溫度作為衡量質(zhì)量指標(biāo)的間接指標(biāo)。提餾段溫控方案的主要控制系統(tǒng)是以提餾段靈敏點(diǎn)溫度作為被控變量，加熱蒸汽量為操縱變量。塔頂餾出液中對(duì)叔丁基苯酚的損失指標(biāo)通過流量調(diào)節(jié)器改變其餾出量。用物料平衡(含熱量平衡)進(jìn)行控制。其塔底產(chǎn)品對(duì)叔丁基苯酚純度指標(biāo)則通過提餾段溫差調(diào)節(jié)器與塔底再沸器的加熱蒸汽流量調(diào)節(jié)器組成串級(jí)控制，進(jìn)行能量平衡的控制。除了這個(gè)主要控制系統(tǒng)外，還設(shè)有四個(gè)輔助控制系統(tǒng)，以滿足某些參數(shù)的約束條件及減小干擾因素的影響。為保證物料平穩(wěn)，需建立塔釜液位控制系統(tǒng)、塔頂采出量控制系統(tǒng)和進(jìn)料流量控制系統(tǒng)，對(duì)塔頂餾出量D作均勻控制，對(duì)塔底采出量B和進(jìn)料量F作定值控制；為維持塔壓恒定，在塔頂設(shè)置壓力控制系統(tǒng)，對(duì)塔頂壓力作定值控制，因本塔為減壓塔，塔頂使用全凝器，控制手段不能使用通常的冷劑量，而應(yīng)直接調(diào)節(jié)連接真空系統(tǒng)的管路閥門開度。由于上述系統(tǒng)對(duì)塔頂、塔釜成分均無(wú)直接影響，因此均可采用簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)系統(tǒng)。表41 控制系統(tǒng)一覽表控制系統(tǒng)控制類型被控變量控制變量進(jìn)料流量控制定值控制進(jìn)料流量進(jìn)料流量塔釜液位控制均勻控制塔釜液位塔底采出量塔底采出量塔頂采出量控制定值控制