【正文】 由式465得 圓整后的塔徑塔截面積 塔截面積為氣相流通截面積A與降液管截面積A之和。由《化工單元設(shè)備及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》第182頁(yè)A/A==實(shí)際空塔氣速 塔圓整后的降液管截面積 設(shè)計(jì)點(diǎn)的泛點(diǎn)率：U/W= 由于塔徑較大采用塔盤選雙流型因?yàn)榱髁枯^大故溢流堰為弓形不設(shè)進(jìn)口堰降液管為弓形[16]。由《化工單元設(shè)備及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》中雙溢流[16] （～） 由《化工單元設(shè)備及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》中511得E由圖519查得E=～ 所以底隙h 由以上設(shè)計(jì)結(jié)果得弓形降液管所占面積Af[16]A=A－A=－=根據(jù)以上選取的L/D按《化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》式510Wd=D由《化工單元設(shè)備過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》第168頁(yè)選擇FZ41型閥片厚度為2mm塔板厚4mmH==39mm的重閥。F（閥門動(dòng)能因子）綜合考慮F對(duì)塔板效率壓力降和生產(chǎn)能力的影響根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可取F=8～13即閥門全開(kāi)時(shí)比較適宜。由此可得適宜閥孔氣速u為:u= F/去F=12 則u=12/=浮閥數(shù)N[16]F型浮閥的孔徑為39mm故浮閥個(gè)數(shù)N可據(jù)：N=V/ ud=（）=1553個(gè)對(duì)于塔板為雙流型時(shí)利用《化工單元設(shè)備過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》式516計(jì)算塔板的有效傳質(zhì)面積AA=2－2其中對(duì)于塔徑大于900mmm的W在50～75mmm之間破沫區(qū)寬度W在80～100mm之間。所以取W==r=D/2－W=2－=x=D/2－（W+W）=2－(+)=x= W/2+ W=+=A=2－2 =開(kāi)孔所占面積A==1553= m選擇錯(cuò)排方式其孔心距t可由下方法估算。A/A==t==按t==1397個(gè)閥孔氣速u=（1397）=動(dòng)能因子F==13變化不大開(kāi)孔率==根據(jù)《塔設(shè)備工藝計(jì)算》185頁(yè)計(jì)算塔板的壓力降即（1） 干板阻力[19]由式321a計(jì)算得 臨界孔速 因u0u0,故按式321計(jì)算干板阻力即 液柱(2) 板上充氣液層阻力[19]此塔為石油精餾塔取充氣因數(shù)依式322知液柱 (3)此阻力很小可忽略不計(jì)。因此與氣體流經(jīng)一層浮閥塔板的壓力降所相當(dāng)?shù)囊褐叨葹椋阂褐▎伟鍓航禐椋?1016Pa）液沫夾帶量校核為控制夾帶量e過(guò)大,應(yīng)使泛點(diǎn)F≤～《化工單元設(shè)備及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》中式520及521得：=。所以F=。(1)過(guò)量液沫夾帶線關(guān)系式令F=《化工設(shè)備單元及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》式536得：qvv=－,由此做過(guò)量液沫夾帶線1。(2)。取h=即可確定液相流量的下限線。h=10E,取E=,求得qvl得值 qvl=l==(m/h)可見(jiàn)該線為垂直于qvl軸的直線該線記為2。(3)嚴(yán)重漏夜線關(guān)系式[17]因動(dòng)能因子F＜5時(shí)會(huì)發(fā)生漏夜故取F=5時(shí)計(jì)算相應(yīng)的流量qvv由《化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》式538qvv=3600Au式中u= F/所以qvv=3600（）=1397（m/h）上式為常數(shù)表達(dá)式為一條平行qvv軸的直線為漏夜線也稱為氣相下限線該線記為3。 (4)液相上限關(guān)系式[17] t=5s降液的最大流量為： qvv=3600AH/5=720 AH=720=540（m/h）可見(jiàn)該線為一平行qvv軸的直線記為4。(5)降液管泛線關(guān)系式 當(dāng)降液管內(nèi)泡沫層升至上一層塔板時(shí)即發(fā)生了降液管液泛。根據(jù)降液管的液泛的條件得以下降液管液泛工況下的關(guān)系[17]。 10+10+10=由上式計(jì)算降液管泛線上點(diǎn)得表見(jiàn)表521表521 降液管泛線上點(diǎn)qvl(m/h)110220330440550660qvv(m/h)138231364913532133841326413083由表中數(shù)據(jù)作出降液管的液泛線并記為線5。氣液負(fù)荷性能圖見(jiàn)下圖6 塔的機(jī)械設(shè)計(jì)選擇材料筒體與封頭材料選用20R裙座材料選用Q235B材料的有關(guān)性能參數(shù)如下：20R =123MPa =133 MPa, =245MpaQ235B =105MPa =113 MPa, =235MpE=10Mpa表61機(jī)械設(shè)計(jì)條件主要工藝參數(shù)數(shù)據(jù)① 塔體上每隔9m左右開(kāi)設(shè)一個(gè)人孔共4個(gè)人孔。相應(yīng)在人孔處安裝操作平臺(tái)平臺(tái)寬B=900mm單位質(zhì)量150kg/包角② 塔體外表面積層厚度保溫材料密度③ 塔器設(shè)置地區(qū)基本風(fēng)壓值400N/；抗震防烈度為8度設(shè)計(jì)場(chǎng)地為Ⅱ類粗糙度為B類。④ 高度的圓錐形裙座⑤ 塔體與封頭及裙座的附加量取C=2mm⑥ 塔體焊接接頭系數(shù)Ф=（雙面焊對(duì)接接頭局部無(wú)損檢測(cè)）塔體與裙座對(duì)接焊接。塔體內(nèi)徑/mm4000塔高H/mm3200計(jì)算壓力塔板上清液高度原油密度860偏心距mm偏心質(zhì)量kg2000,4000設(shè)計(jì)溫度℃350設(shè)計(jì)壓力Pa保溫層厚度100 mm按壓力計(jì)算厚度 按設(shè)計(jì)壓力計(jì)算塔體和封頭厚度設(shè)計(jì)壓力P==圓筒計(jì)算厚度:加上厚度附加量C=3mm并圓整還應(yīng)考慮多種載荷的作用以及制造、運(yùn)輸、安裝等因素取：筒體的名義厚度S=36mm有效厚度S= 封頭計(jì)算厚度（采用橢圓型標(biāo)準(zhǔn)封頭）： 封頭的名義厚度S=36mm有效厚度S=一、 塔設(shè)備質(zhì)量計(jì)算：筒體的高度：H=26+3+1=D=4000+66=4066mm (1)筒體質(zhì)量：(2)封頭質(zhì)量：DN4000,厚度33mm查表得 （3）裙座質(zhì)量：所以二、塔內(nèi)物件質(zhì)量：由《化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》表93查塔盤單位質(zhì)量為75kg/(1)人孔、法蘭、接管及附屬物質(zhì)量(2)保溫層質(zhì)量為封頭保溫層質(zhì)量。代入上式得(3)平臺(tái)、扶梯質(zhì)量(4)操作塔內(nèi)物料質(zhì)量(5)充水質(zhì)量(6)全塔操作質(zhì)量⑺全塔最小操作質(zhì)量(8)全塔最大操作質(zhì)量將塔沿高度方向分為8段每段質(zhì)量列入下表62表62 各塔段質(zhì)量/kg項(xiàng)目塔 段 號(hào)合 計(jì)123456783581169261532315323153231532315323566510278600375600450600450753202801201163740160200200068807345550973455509918542993147308007004670046700467004670046220093802402870628116287062870626235544802911794657987529816298752981623207858829622224208812224720881222479091182433塔段長(zhǎng)度/m1455555232人孔平臺(tái)001010114塔板數(shù)0058686134 自振周期計(jì)算：塔體內(nèi)直徑有效厚度塔高H=32m,操作質(zhì)量自振周期[18]： 地震載荷及彎矩計(jì)算見(jiàn)表地震載荷及彎矩計(jì)算見(jiàn)表63表63 地震載荷及彎矩計(jì)算項(xiàng)目塔 段 號(hào)1234567828706281162870628706145555521882265392756523215073148993215073215078551116412512512512512564181231430764753588250351450035882503588250684090由上表數(shù)據(jù)得：A=B=綜合振型參與系數(shù)：本場(chǎng)地設(shè)抗地震8級(jí)的第二類場(chǎng)地由《化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》表634及表635可查得：特征周期水平地震力：垂直影響系數(shù)：當(dāng)量質(zhì)量：底界面處垂直地震力：取綜合影響系數(shù)：確定危險(xiǎn)截面00為裙座基底面11為裙座人孔截面22為裙座與塔體焊縫截面。計(jì)算危險(xiǎn)截面地震彎矩：00截面：11截面：22截面：五、風(fēng)載荷和偏心彎矩計(jì)算(1)風(fēng)振系數(shù)計(jì)算：由《化工單元過(guò)程及設(shè)備課設(shè)設(shè)計(jì)》933塔段風(fēng)振系數(shù)由計(jì)算。其中ξ—脈動(dòng)增大系數(shù)由表928查找—第i計(jì)算段脈動(dòng)影響系數(shù)由表929查找Ф—第i計(jì)算段的整型系數(shù)由表930查找—第i段據(jù)地面高度m—第i計(jì)算段據(jù)塔底的高度—塔器第i計(jì)算段的有效直徑mm將塔分為五段計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表64，風(fēng)力載荷圖見(jiàn)下圖4表64各塔段的風(fēng)振系數(shù)塔段項(xiàng)目12345高度10005000140002300032000()⑵有效直徑設(shè)籠式扶梯與塔頂管線成角取平臺(tái)構(gòu)件的投影面積則取下試計(jì)算結(jié)果較大者：式中塔和管線的保溫層厚度塔頂管線外徑圖4 風(fēng)力載荷圖,則K=800,為簡(jiǎn)便計(jì)算且偏安全計(jì)算D=3200+72+200+400+800=4672mm 各塔段計(jì)算結(jié)果如下：水平風(fēng)力計(jì)算：由《化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》式932得。,結(jié)果如下表見(jiàn)表65：表65 風(fēng)力計(jì)算塔段項(xiàng)目1234510004000900090009000467213535547184932796140671 風(fēng)彎矩計(jì)算00截面：11截面：22截面：偏心彎矩計(jì)算：(1)計(jì)算壓力引起的軸向拉應(yīng)力(2)操作質(zhì)量引起的軸向壓應(yīng)力：00截面為人孔處的截面積11截面 22截面最大彎矩引的軸向應(yīng)力最大彎矩取下試計(jì)算結(jié)果中較大者見(jiàn)表651表65 最大彎矩項(xiàng)目較大者(3)計(jì)算如下：為裙座人孔處的抗彎截面系數(shù)由式953b確定。 筒體和裙座危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度和穩(wěn)定性校核(1)筒體強(qiáng)度與穩(wěn)定性校核[17]筒體危險(xiǎn)截面22處最大組合軸向應(yīng)力軸向許用應(yīng)力： MPa 因?yàn)? 所以滿足強(qiáng)度條件筒體危險(xiǎn)截面22處最大組合軸向應(yīng)力按照GB150《鋼制壓力容器》中規(guī)定：B=2/3EA=210=324Mpa許用軸向壓應(yīng)力 其中 則 因?yàn)? 故滿足穩(wěn)定性條件(2)裙座穩(wěn)定性校核[17]：裙座危險(xiǎn)截面00及11處最大組合軸向應(yīng)力因?yàn)?因?yàn)? 故滿足穩(wěn)定條件。 筒體和去做水壓試驗(yàn)校核(1)筒體水壓試驗(yàn)校核[17]；由試驗(yàn)壓力引起的環(huán)向應(yīng)力校核試驗(yàn)壓力因?yàn)? 故滿足要求。由試驗(yàn)壓力引起的軸向應(yīng)力(2)水壓試驗(yàn)時(shí)重力引起的軸向應(yīng)力由彎矩引起的軸向應(yīng)力(3)最大組合軸向拉應(yīng)力校核許用應(yīng)力因?yàn)? 故滿足要求。(4)最大組合軸向壓應(yīng)力校核[17]軸向許用應(yīng)力其中 因?yàn)? 故滿足穩(wěn)定性條件。(5)裙座水壓試驗(yàn)壓力校核水壓試驗(yàn)時(shí)重力引起的軸向應(yīng)力由彎矩引起的軸向應(yīng)力—為裙座底部截面的抗彎截面系數(shù)=最大組合軸向壓應(yīng)力軸向許用應(yīng)力其中因?yàn)榍? 故滿足要求 基礎(chǔ)環(huán)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)環(huán)尺寸[17]取基礎(chǔ)環(huán)應(yīng)力校核[17]其中 =Mpa因此取=2MPa選用75號(hào)混凝土 許用應(yīng)力 因?yàn)? 故滿足要求 基礎(chǔ)環(huán)厚度基本寬度bL=πD/32－2δ=兩板間基礎(chǔ)環(huán)部分的長(zhǎng)度比 b/L=查《化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》表931得：故 基礎(chǔ)環(huán)許用應(yīng)力故基礎(chǔ)環(huán)厚度 所以 取 地腳螺栓設(shè)計(jì)地腳均布螺柱所受最大拉應(yīng)力計(jì)算均布螺柱所受最大拉應(yīng)力取以以下計(jì)算結(jié)果中較大者[17]：