【正文】 ：22截面：33截面：44截面：由于本次設(shè)計(jì)在塔設(shè)備之外并無懸掛再沸器、冷凝器等設(shè)備，故不必考慮偏心作用，因此也就不用計(jì)算偏心彎矩。塔式容器任意計(jì)算截面II截面處的最大彎矩按下式計(jì)算： 塔式容器底截面00截面處的最大彎矩按下式計(jì)算： 因此：底截面00處最大彎矩為： 11截面處最大彎矩為： 22截面處最大彎矩為： 33截面處最大彎矩為： 44截面處最大彎矩為： 首先假設(shè)一個筒體有效厚度，或參照內(nèi)、外壓筒體計(jì)算取一有效厚度，按下述要求計(jì)算并使之滿足穩(wěn)定條件。有內(nèi)壓在塔體中引起的軸向應(yīng)力：操作或非操作時重力及垂直地震力在塔體中引起的軸向應(yīng)力：式中，——任意計(jì)算截面II以上塔設(shè)備的操作質(zhì)量，kg； ——垂直地震力，僅在最大彎矩為地震彎矩參與組合時計(jì)入彎矩在塔體中引起的軸向應(yīng)力：塔殼22截面，33截面處軸向應(yīng)力（不考慮垂直地震力） 軸向應(yīng)力匯總計(jì)算截面22截面33截面pcDi1000mm600mm5mm、拉應(yīng)力校核 （1）圓筒軸向許用壓應(yīng)力按下式求?。? 式中，B——按GB1502011 壓力容器中查取，系數(shù)，得A2=，A3=，因此B2=120MPa，B3=125MPa； ——材料在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力，查表得在該設(shè)計(jì)溫度下為=133MPa，=146MPa； K——載荷組合系數(shù)，取K=。22截面：33截面： （2）圓筒最大組合壓應(yīng)力： 對內(nèi)壓容器：，22截面：，33截面： （3）圓筒拉應(yīng)力校核： 對內(nèi)壓容器：，22截面：，33截面：。因此，滿足強(qiáng)度條件。 對內(nèi)壓容器，試驗(yàn)壓力按下式確定：， 其中， 因此，為使液壓試驗(yàn)時容器材料處于彈性狀態(tài)，在壓力試驗(yàn)前必須按下式校核試驗(yàn)時圓筒的薄膜應(yīng)力。 試驗(yàn)壓力引起的周向應(yīng)力：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，——試驗(yàn)時，計(jì)算截面22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、扶梯及平臺質(zhì)量），這里=。彎矩引起的軸向應(yīng)力：壓力試驗(yàn)時，圓筒材料的許用軸向壓應(yīng)力按下式確定： 校核判斷： 周向應(yīng)力 液壓試驗(yàn) 軸向壓應(yīng)力所以，校核通過，塔設(shè)備運(yùn)行在正常范圍。首先參照塔體厚度試取一座體有效厚度，然后驗(yàn)算危險(xiǎn)截面的應(yīng)力。危險(xiǎn)截面位置一般取裙座基底截面00，裙座引出孔處的截面11。（1）裙座基底截面計(jì)算裙座底截面應(yīng)滿足下列條件：操作時：水壓試驗(yàn)時： 式中，——基底截面的最大彎矩，； ——基底截面的風(fēng)彎矩，； ——塔設(shè)備的操作質(zhì)量，m0=； ——塔設(shè)備的最大質(zhì)量，mmax=； ——裙座圓筒底部的抗彎截面系數(shù)， ； ——裙座圓筒底部的截面積， ； ——裙座圓筒底部的內(nèi)直徑，為1000mm； B——按GB1502011里查取， 根據(jù)系數(shù)，查得B=117MPa； ——設(shè)計(jì)溫度下座體材料的許用應(yīng)力，； ——座體有效厚度，取5mm； K——載荷組合系數(shù)，取K=。 項(xiàng)僅在最大彎矩為地震彎矩參與組合時計(jì)入。 計(jì)算得， 所以，裙座基底截面符合條件。（2）裙座殼管線引出孔處計(jì)算裙座引出孔處截面應(yīng)滿足下列條件：操作時：水壓試驗(yàn)時： 式中，——裙座引出孔處截面的最大彎矩，； ——裙座引出孔處截面的風(fēng)彎矩，； ——裙座11截面以上塔設(shè)備的操作質(zhì)量，=； ——裙座11截面以上塔設(shè)備的液壓試驗(yàn)時的質(zhì)量，=； ——裙座引出管處裙座殼的抗彎截面系數(shù)， ； ——裙座引出管處的裙座殼截面積， ； B—— 按GB1502011里查取， 根據(jù)系數(shù)，查得B=117MPa； ——裙座殼引出管接管處水平方向的最大寬度，此處由上查得為133mm； ——座體有效厚度，為5mm； ——裙座殼引出管線引出孔加強(qiáng)管長度，此處為150mm； ——裙座殼管線引出孔處座體截面的內(nèi)直徑和內(nèi)半徑； ——裙座殼引出管引出孔處加強(qiáng)管的厚度，此處為4mm。 計(jì)算得， 所以，裙座引出管孔處截面符合條件。（1）基礎(chǔ)環(huán)尺寸的確定 基礎(chǔ)環(huán)內(nèi)外徑一般可參考下式選取： 式中，——基礎(chǔ)環(huán)的外徑，mm；——基礎(chǔ)環(huán)的內(nèi)徑，mm。（2）基礎(chǔ)環(huán)厚度的計(jì)算操作時或水壓試驗(yàn)時，設(shè)備重力和彎矩在混凝土基礎(chǔ)上（基礎(chǔ)環(huán)地面上）所產(chǎn)生的最大組合軸向壓應(yīng)力為式中，——基礎(chǔ)環(huán)的抗彎截面系數(shù)， ； ——基礎(chǔ)環(huán)的面積， ； 僅在最大彎矩為地震彎矩參與組合時計(jì)入。 基礎(chǔ)環(huán)的厚度須滿足，Ra為混凝土基礎(chǔ)的許用應(yīng)力，選混凝土標(biāo)號75，Ra=?；A(chǔ)環(huán)上有筋板時，在均勻載荷的作用下，其厚度計(jì)算式為：，所以 再加上厚度附加量2mm，并圓整到鋼板規(guī)格厚度，同時對基礎(chǔ)環(huán)其厚度均不得小于16mm，所以取。（1）地腳螺栓的計(jì)算為了使塔設(shè)備在刮風(fēng)或地震時不致翻到，必須安裝足夠數(shù)量和一定直徑的地腳螺栓，把設(shè)備固定在基礎(chǔ)上。地腳螺栓承受的最大拉應(yīng)力為： 如果，則設(shè)備自身足夠穩(wěn)定，但是為了固定塔設(shè)備的位置，應(yīng)該設(shè)置一定數(shù)量的地腳螺栓。如果，則設(shè)備必須安裝地腳螺栓，并進(jìn)行計(jì)算。 所以必須安裝地腳螺栓。對于小直徑塔，可假設(shè)螺栓數(shù)目n=8個，此時地腳螺栓的小徑：式中，——地腳螺栓材料的許用應(yīng)力， C2——腐蝕裕量，一般取C2=3mm 將其圓整，并且圓整后地腳螺栓的公稱直徑不得小于M24，選取d1=20mm，螺栓公稱直徑為M243，六角螺母的對邊距S為36mm。 螺栓座尺寸匯總項(xiàng)目尺寸項(xiàng)目尺寸螺栓規(guī)格M243100筋板長度200墊板上地腳螺栓孔直徑27130蓋板上地腳螺栓孔直徑40筋板寬度（b）144筋板厚度12筋板內(nèi)側(cè)間距70蓋板厚度16墊板寬度50墊板厚度12 地腳螺栓座尺寸（2）筋板設(shè)計(jì) 筋板的壓應(yīng)力為：式中，——一個地腳螺栓承受的最大拉應(yīng)力， ； n1——對應(yīng)于一個地腳螺栓的筋板個數(shù)， n1=2； ——筋板厚度，12mm； ——筋板寬度，144mm； 所以，筋板的臨界許用壓應(yīng)力計(jì)算：，式中為慣性半徑，對長方形截面的筋板可這樣取，因?yàn)樗?，式中筋板的壓?yīng)力滿足。（3）蓋板設(shè)計(jì)選取分塊蓋板，最大壓應(yīng)力計(jì)算： 所以滿足條件。裙座與塔體焊接于封頭間的焊接接頭可分為對接和搭接。采用對接接頭時，裙座筒體外徑與塔體下封頭的外徑相等，焊縫必須采用全焊透的連續(xù)焊。對接焊縫可承受較大的軸向載荷，但由于焊縫在塔體底封頭的橢球面上，所以封頭受力不理想。采用搭接接頭時，塔接部位刻在下封頭上，也可在塔體上。搭接焊縫承載后承受剪力，因而受力情況不佳，但封頭受力相對較好。此處由于是小直徑塔，選用對接結(jié)構(gòu)的焊縫型式。其驗(yàn)算過程如下：JJ截面處對接焊縫的最大拉應(yīng)力為：式中，——裙座頂部截面的內(nèi)徑，為1000mm； ——裙座與筒體焊縫所承受的塔器操作質(zhì)量，； ——裙座與塔體焊縫處的最大彎矩，； ——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)力的較小值。 所以對接焊縫滿足強(qiáng)度要求。參考文獻(xiàn)[1] 陳敏恒 叢德滋 方圖南 齊鳴齋主編．化工原理，化學(xué)工業(yè)出版社，2009年1月．[2] 國家醫(yī)藥管理局上海醫(yī)藥設(shè)計(jì)院編．化工工藝設(shè)計(jì)手冊上冊 第二版，化學(xué)工業(yè)出版社1996年1月．[3] 馬江權(quán) 冷一欣主編．化工原理課程設(shè)計(jì)，中國石化出版社，2009年6月．[4] 王國勝主編．化工原理課程設(shè)計(jì)，大連理工大學(xué)出版社，2005年2月．[5] 化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書編輯委員會．塔設(shè)備設(shè)計(jì)，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1988年11月．[6] 路秀林 王者相等編．塔設(shè)備，化學(xué)工業(yè)出版社，2004年1月．[7] 王樹楹主編．現(xiàn)代填料塔技術(shù)指南 中國石化出版社，1998年1月．[8] 喻健良主編．化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)，大連理工大學(xué)出版社，2009年7月．[9] 中華人民共和國機(jī)械工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)．JB47102005 鋼制塔式容器，2005年．[10] 中華人民共和國化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)．HG20592~206352009 鋼制管法蘭、墊片和緊固件，2009年．[11] 中華人民共和國化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)．HG21514~215352005 鋼制人孔和手孔，2005年．[12] 中華人民共和國化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)．HG206521998 塔器設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定，1998年．[13] 中華人民共和國化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)．HG205831998 鋼制化工容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)定，1998年．[14] 鄭津洋、董其伍、桑芝富主編．過程設(shè)備設(shè)計(jì)，化學(xué)工業(yè)出版社，2010年6月．[15] 匡國柱 史啟才主編．化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)，化學(xué)工業(yè)出版社，2008年2月．[16] 中華人民共和國機(jī)械工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)．JB4700~47072000 壓力容器法蘭，2000年．[17] 任曉光主編. 化工原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)，化學(xué)工業(yè)出版社，2009年2月．[18] 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)．GB1502011《壓力容器》，2011年．[19] 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)． GB61702000 I型六角螺母，2000年．[20] 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)．GB/T57822000 六角頭螺栓，2000年．[21] 中華人民共和國化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)．HG216181998 絲網(wǎng)除沫器，1998年．[22] 中華人民共和國機(jī)械工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)．JB/T47462002鋼制壓力容器用封頭，2002年．[23] 劉大江．精餾塔設(shè)備的發(fā)展．工業(yè)科技第34卷第2期．2005年．31[24] 張蔚．甲醇精餾技術(shù)淺析．山西化工第29卷第1期．2009年2月．52~54[25] 劉光啟 馬連湘 劉杰主編．化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊．化學(xué)化工有機(jī)卷．2002年4月．580~595[26] 劉鴻文主編． 材料力學(xué)．高等教育出版．2009年3月．[27] 李云． 姜培正主編．過程流體機(jī)械，化學(xué)工業(yè)出版社，2008年6月．[28] 華東化工學(xué)院機(jī)械制圖教研組編．化工制圖，人民教育出版社，1981年4月．[29] 丁窘果．化工容器及設(shè)備設(shè)計(jì)．浙江大學(xué)出版社，1996年7月．[30] 卓震．化工容器及設(shè)備．中國石化出版社，1998年11月[31] 上?；瘜W(xué)工業(yè)部設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù)中心站．塔設(shè)備設(shè)計(jì)（征求意見稿）上下冊．1980年10月62