【正文】 厚度與上封頭厚度相同的材料厚度段： 16~36mm。 查取相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)： JB/T 47162022《鋼制壓力容器封頭》可得封頭尺寸，如表 41 和圖 41。該塔體的設(shè)計溫度為 275℃，即， [σ]t=20=148MPa， [σ]t=275=103MPa， ReL=235MPa 計算壓力選取為設(shè)計壓力，即 Pc=，最高工作壓力為 。 封頭的設(shè)計計算及強(qiáng)度校核 上封頭的設(shè)計計算及強(qiáng)度校核 封頭選取為標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，選取鋼材材料為 Q235R。所以： 391481 . 2 5 1 . 1 2 1 0 1 0 2 . 0 4103T tP P g H M P a??? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? () 2 . 0 4 ( 1 9 0 0 1 5 . 7 5 ) 1 2 4 . 0 722T i eTePD M P a?? ??? ? ? ?? ? ? ? ?? ? 18 對于液壓試驗來說， 0 .9 R 0 .9 1 .0 2 3 5 2 1 1 .5eL M P a? ? ? ? ? 強(qiáng)度校核， 124 .07 R 211 .5T e LM P a M P a? ? ? ? ?，滿足要求。 水壓試驗校核： 本校核屬于水壓試驗校核，屬于液壓試驗。通過查閱 GB1502022《壓力容器》 得， [σ]t=20=148MPa， [σ]t=275=103MPa， ReL=235MPa 初選設(shè)計壓力 Pc=。選取與筒體 I 相同厚度段： 16~36厚度段。 筒 體 I 水壓試驗強(qiáng)度合格。對于液壓試驗，參數(shù) ? =，最大工作壓力為 P=。 筒體Ⅰ的計算厚度為： 1 . 3 3 0 0 0 1 9 . 1 32 [ ] 2 1 0 3 1 . 0 1 . 3citcPD mmP? ?? ? ? ?? ? ? ? ? 設(shè)計厚度 2C 6 mm? ? ? ? ? ? ? 名義厚度：厚度負(fù)偏差 C1= 即 1C 2 5 .1 3 0 .3 5 .1 7 3 0nd mm? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 有效厚度 12( C ) 30 ( 6) 24. 3en C m m? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 強(qiáng)度校核： () 1 . 3 ( 3 0 0 0 2 4 . 3 ) 8 0 . 8 92 2 2 4 . 3c i etePD M P a?? ??? ? ? ??? 由于 103 103t M Pa???? ? ? ? 且 103ttM Pa M Pa?? ? ? ? ? ? ?? ?，所以筒體 I 強(qiáng)度合格。通過查閱GB1502022《壓力容器》 得， [σ]t=20=148MPa， [σ]t=275=103MPa， ReL=235MPa，腐蝕裕量 C2=6mm，焊接接頭系數(shù) ????? 。 筒體的設(shè)計計算及強(qiáng)度校核 筒體Ⅰ的設(shè)計計算及強(qiáng)度校核 筒體的材料選取 Q235R，初選 16~36 厚度段。 16 4 塔設(shè)備的設(shè)計計算及強(qiáng)度校核 設(shè)計數(shù)據(jù)及設(shè)計依據(jù)標(biāo)準(zhǔn) 本塔設(shè)備的設(shè)計參數(shù)及數(shù)據(jù)見表 3— 1 設(shè)計數(shù)據(jù)表。因此，在塔的設(shè)計階段就應(yīng)該采取措施以防止共振的發(fā)生。因為它對塔設(shè)備的破壞較大，所以塔設(shè)備振動的主要原因是風(fēng)的誘導(dǎo)振動。 塔設(shè)備的振動及預(yù)防 塔設(shè)備的振動原因 安裝于室外的塔設(shè)備，在風(fēng)力的作用下，將產(chǎn)生兩個方向的振動。此外，還有多孔材料除沫器以及玻璃纖維除沫器。為了避免這種情況，需要在塔頂設(shè)置除沫裝置，從而減小液體的夾帶損失，確保氣體的純度，保證后續(xù)設(shè)備的正常操作。引出管或者引出孔加強(qiáng)處應(yīng)焊接支撐板予以支持，保證引出管及引出管加強(qiáng)管穩(wěn)定，不會隨著內(nèi)部流體的流動而發(fā)生震動。 其設(shè)計的主要要求是確定加強(qiáng)圈的間距，截面尺寸及結(jié)構(gòu)設(shè)計，保證其有足夠的穩(wěn)定性。 加強(qiáng)圈 由于該塔設(shè)備為外壓容器，屬于長圓通。為了便于操作人員通過塔上人孔進(jìn)出塔體，因此需要在每一個人孔以及塔頂處設(shè)置操作平臺。并且與塔釜隔板配合使用，使流體順著排出管流出塔體。 塔釜隔板 塔釜隔板與導(dǎo)流槽共同使用，使流體更加穩(wěn)定，平緩的流到塔底，更加準(zhǔn)確的流入排出管，使液相介質(zhì)排出塔體。 導(dǎo)流槽 為了是最后一層塔盤上流下來的流體順著導(dǎo)流槽流到塔底，準(zhǔn)確的進(jìn)入排出管，并從排出管排除塔體，以防造成流體直接流到塔底造成液滴飛濺已經(jīng)不能準(zhǔn)確的流入排出管。當(dāng)塔盤采用平型受液盤時，為保證降液管的液封，使液體均勻流入下層塔盤，并減少液流在水平方向上的沖擊，故在液流進(jìn)入斷設(shè)置入口堰。液封盤上應(yīng)該開設(shè)淚空以供停工時排液所用。凹形受液盤的深度一般大于 50mm，但不超過塔盤間距的 1/3，否則應(yīng)該增大塔板間距。因為可以避免在塔盤上形成死角，結(jié)構(gòu)可分為可拆式和固定式。受液盤的形式和性能直接影響到塔的側(cè)線取出，降液管的液封和流體流入塔盤的均勻性。但不能對降液板進(jìn)行校正調(diào)節(jié)，也不便于檢修，適合于介質(zhì)比較干凈，不宜聚合，且直徑較小的塔設(shè)備?？烧凼焦谓狄汗苡姓圻呡o助梁，可以增加降液板的剛度，但組裝不能調(diào)節(jié)。左右，使降液管下部的截面積為上部截面的 55%~60%，這樣可以增加塔盤的有效面積。對于小直徑或者負(fù)荷小的塔，可以選用垂直式塔盤；如果降液面積占塔盤總面積的比例超過 12%以上時，應(yīng)選用傾斜式降液管。 降液管的尺寸主要取決于液相介質(zhì)的流動狀態(tài)及其停留時間。弓形降液管用適用于大液量及大直徑的塔，塔盤面積的利用率 高，降液能力大，氣液分離效果好。 ③降液管 降液管的結(jié)構(gòu)形式可以分為圓形降液管和弓形降液管兩類。 塔盤板安放在焊接與塔壁的支撐圈上。在塔體的不同高度處，通常開設(shè)有若干人孔，人可以從上方或下方進(jìn)入。 為了便于塔內(nèi)清洗和維修，使人能進(jìn)入各層塔盤，在塔盤連接中央處設(shè)置一塊通道板。通過人孔送人塔內(nèi)，裝在焊于塔體內(nèi)部的支撐件上。該塔塔徑 DN=3000mm﹥ 800mm，故采用分塊式塔盤。 ②塔盤 塔盤按照其塔徑的大小及塔盤的結(jié)構(gòu)特點可以分為整塊式塔盤 及分塊式塔盤。閥片四周向下傾斜，且有銳邊，增加了氣體進(jìn)入液層的湍動作用，有利于氣液傳質(zhì)。浮閥關(guān)閉閥孔時，它能使浮閥與塔板之間保留一小段間隙。目前國內(nèi)應(yīng)用最為普遍的是 F1 型浮閥，分為輕閥和重閥兩種。 11 圖 32 塔盤的結(jié)構(gòu)圖 1— 降液管； 2— 受液槽； 3— 氣液相接觸組件（浮閥）； 4— 入口溢流堰； 5— 出口溢流堰。 浮閥塔操作時氣、液兩相的流程與泡罩塔相似，蒸氣從閥孔上升，頂開閥片，穿過環(huán)形縫隙，然后以水平方向吹入液層，形成泡沫。如圖 32 所示。如果出口路口有泵，氣體進(jìn)入泵內(nèi)，會影響泵的正常運轉(zhuǎn)，故在釜液出口處都是應(yīng)裝設(shè)防渦流擋板。 對于物料清潔和輕微腐蝕的情況，可以不必采用可拆結(jié)構(gòu)，直接與塔壁焊死即可。⑤管內(nèi)的允許的流速一般不超過 ~。③接管安裝高度應(yīng)不妨礙塔盤液體流動。 開孔接管 表 32 開孔接管表 名 稱 數(shù) 量 公稱直徑 （ mm） 公稱壓力 （ MPa） 管口形式 管口外伸高度 （ mm） 焊接接頭形式 進(jìn)料口 2 150 RF 200 10 回流口 1 180 RF 200 5 重沸器反回口 1 450 RF 250 11 氣相出口 1 150 RF 圖 11 表 32 續(xù)表 液相出口 1 250 RF 圖 11 重沸器進(jìn)料口 1 400 RF 圖 11 人孔 5 600 / / 11 放空口 1 50 RF 圖 5 吹掃口 1 50 RF 150 5 熱電偶口 3 40 RF 150 5 壓力傳送口 1 20 RF 150 5 液位變送器口 2 50 RF 150 5 液位變送器口 2 50 RF 150 5 安全閥口 1 150 RF 圖 11 排氣口 4 100 / / 圖 11 引出口 1 450 / / 圖 2 引出口 1 600 / / 圖 2 檢查口 2 500 / / 圖 2 進(jìn)料口 10 液體進(jìn)料管的設(shè)計應(yīng)滿足如下要求：①液體不直接加到塔盤的鼓泡區(qū)。 手孔也常用作小直徑填料塔裝卸填料之用，在每段填料層的上、下方各設(shè)置一個手孔。設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為： HG/T 21521— 2022《垂直吊蓋帶頸對焊法蘭人孔》。 9 本設(shè)計中的穩(wěn)定塔的人孔公稱壓力為 ，設(shè)計溫度為 275℃。 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。 塔體上與采用垂直吊蓋人孔，但個別有妨礙操作或者有保溫層時，可采用回轉(zhuǎn)蓋人孔。 塔徑小于 Φ800mm 時，在塔頂設(shè)置法蘭，不在塔頂上開設(shè)人孔。人孔設(shè)置一般在氣液進(jìn)、出口等需要經(jīng)常維修清理的部位。同時兼作填料裝卸孔用。一般板式塔每隔 10 到 20 層塔板或 5 到 10m 塔段，設(shè)置一個人孔。 人孔和手孔 人孔 人孔是安裝或者檢修人員進(jìn)出塔內(nèi)的唯一通道。吊柱與塔體連接的襯板應(yīng)與塔體的材料相同。 吊柱的結(jié)構(gòu)以及塔體上的安裝中，吊柱管通常采用 20 無縫鋼管，其它部件可以采用 Q235A 和 Q235A 吊柱 安裝在室外，無框架的整體塔設(shè)備，為了安裝以及拆卸內(nèi)件，更換或者補(bǔ)充材料，往往在塔頂設(shè)置吊柱。F 有缺口及夾層等缺陷，因此用于常溫操作，設(shè)計溫度高與 20℃，且不以風(fēng)載荷或地震載荷確定裙座 8 筒體厚度的場合。 常用的裙座材料一般選用 Q235A 以及 Q235A 裙座材料 裙座不直接與塔內(nèi)介質(zhì)接觸，也不承受塔內(nèi)介質(zhì)的壓力，因此不受壓力容器用材的限制。采用對接接頭時，裙座筒體外與塔體下封頭外徑相等，焊縫必須采用全融透的連續(xù)焊。 圖 31 裙座的結(jié)構(gòu)簡圖 1— 檢查孔 2— 蓋板 3— 地腳螺栓座 4— 基礎(chǔ)環(huán) 5— 裙座殼 6— 引出孔 7— 地腳螺栓 8— 筋板 裙座與塔體的焊縫 裙座與塔底焊接接于封頭之間的焊接接頭可分為對接以及搭接接頭。 裙座 裙座組成 塔設(shè)備的裙座分為圓筒形和圓錐形兩類，由如下幾個部分組成：裙座筒體、基礎(chǔ)環(huán)、地腳螺栓座、人孔、排氣孔、引出管通道、保溫支撐圈等。同時對于大型塔設(shè)備，較小的塔徑還可以減小壁厚，節(jié)省投資。 該塔設(shè)備由于采用雙溢流型塔盤，并且經(jīng)核算該塔的氣液相負(fù)荷均偏大，故塔頂氣相負(fù)荷偏小，則在塔內(nèi)上升蒸汽的體積流量 Vs，提餾段要大于精餾段。 由于該塔存在變徑部分，故上封頭和下封頭基本尺寸不相同，具體尺寸及 圖示見設(shè)計部分 和 。由于封頭的橢球部分經(jīng)線曲率半徑變化平滑，故應(yīng)力分布較為均勻，且橢球形封頭深度較半球形封頭的深度小的多，易于沖壓成型，是目前中、低壓容器中較多的封頭之一。標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭是由半個托球面和短圓筒組成。 表 31 設(shè)計數(shù)據(jù)表 設(shè)計壓力 最高設(shè)計壓力 容器類別 一類 設(shè)計溫度 275℃ 最高（低）工作溫度 240℃ 全容器 150m3 基本風(fēng)壓 500Pa 地震設(shè)防烈度 7 度（ ） 焊接接頭系數(shù) 操作介質(zhì) HC+H2S 地震設(shè)計分組 第一組 腐蝕裕度 6mm 介質(zhì)特性 易燃 場地土類別 II 設(shè)計壽命 20 年 封頭 該塔共兩個封頭，為上封頭和下封頭。 操作介質(zhì)為碳?xì)浠衔?，介質(zhì)密度 ρ=700kg/m3。設(shè)置穩(wěn)定塔的目的在于將脫硫重 汽油中的輕烴和 H2S汽提出去 ,以保證重汽油產(chǎn)品的閃點和銅片腐蝕合格。氣相作為循環(huán)氫進(jìn)入循環(huán)氫脫硫部分 。反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)空冷器冷卻 55 ℃后進(jìn)入加氫脫硫產(chǎn)品分離罐 D 201 ,進(jìn)行氣、油、水三相分離。 4 2 穩(wěn)定塔的工藝流程及結(jié)構(gòu)簡圖 脫硫裝置穩(wěn)定塔的工藝流程及其簡圖 如圖 21 所示 ,重汽油與氫氣混合再被加熱到一定溫度后進(jìn)入加氫脫硫反應(yīng)器。 由于浮閥塔的以上特點，則使浮閥塔代替泡罩塔，成為當(dāng)今最廣泛的塔型之一，根據(jù)其具有優(yōu)異的綜合性能，在當(dāng)前石油化工領(lǐng)域是被首選的。 浮閥塔有如下優(yōu)點： 生產(chǎn)能力大； 操作彈性大，在較寬的氣相負(fù)荷范圍內(nèi)，塔板效率變化較??； 塔板效率高，因為其氣液相接觸良好，霧沫夾帶較??； 塔板結(jié)構(gòu)及安裝簡單，重量較輕，費用較低。 該塔采用浮閥塔塔板，雙溢流型。 60 年代以后 ,石油化工的生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大 ,大型塔的直徑已超 過 10m。 與此同時，還出現(xiàn)了浮閥塔，它操作容易，結(jié)構(gòu)也比較簡單，同樣得到了廣泛應(yīng)用。通過大量的實驗研究和工業(yè)實踐，逐步掌握了篩板塔的操作規(guī)律和正確設(shè)計方法，還開發(fā)了大孔徑篩板，解決了篩孔容易堵塞的問題。泡罩塔結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但容易操作，自 1854 年應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)以后，很快得到推廣，直到 20 世紀(jì) 50 年代初， 它始終處于主導(dǎo)地位。 工業(yè)上最早出現(xiàn)的板式塔是 篩板塔 和 泡罩塔 。其中板式塔又 分為浮閥塔，泡罩塔，舌形塔等。隨著石油、化工的迅速發(fā)展，塔設(shè)備的合理造型及設(shè)計將越來越受到關(guān)注和重視。其廣泛用于蒸餾、吸收、介吸（氣提）、萃取 、氣體的洗滌、增濕及冷卻等單元操作中，它的操作性的好壞，對整個裝置的生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量，成本以及環(huán)境保護(hù)、“三廢”處理等都有較大的影響。據(jù)統(tǒng)計，塔設(shè)備無論其投資費用還是所消耗