【正文】 2 塔體圓筒、封頭、裙座質(zhì)量 01m 塔內(nèi)件如塔盤或填料的質(zhì)量 02m 保溫材料的質(zhì)量 03m 操作平臺(tái)及扶梯的質(zhì)量 04m 操作時(shí)物料的質(zhì)量 05m 塔附件 如人孔、接管、法蘭等質(zhì)量 am 水壓試驗(yàn)時(shí)充水的質(zhì)量 wm 偏心載荷 em 0kg 塔設(shè)備在正常操作時(shí)的質(zhì)量 0m 塔設(shè)備在水壓試驗(yàn)時(shí)的最大質(zhì)量 max 塔設(shè)備在停工檢修時(shí)的最小質(zhì)量 min 33 3． 2 風(fēng)載荷的計(jì)算 圖 31 風(fēng)載荷 水平風(fēng)力的計(jì)算 查《化工容器及設(shè)備簡明設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 168 得呼和浩特設(shè)計(jì)風(fēng)壓為 500MPa,將塔分段載荷計(jì)算， 分段高度見下圖： 圖 32 分段高度 塔設(shè)備中第 i 段的水平力 iP 34 61 2 0 10i i i i eiP K K q f l D N??? （ 39） 式中： iP 第 i 段的水平力， N。平臺(tái)離塔體間隙為 100mm ，平臺(tái)寬 B 為 m1 、高為 的雙橫檔平臺(tái)。根據(jù)塔的條件設(shè)置填料整體高度為 ，其中陶瓷矩鞍形 mh ???? ；拉西環(huán) mh ??? ； 陶瓷拉西環(huán) ： 32121 mhDV i ????? ?? kgVm 4 6 1 84 5 ????? ?拉 陶瓷矩鞍形 ： 32222 mhDV i ????? ?? kgVm ????? ?陶 )( 陶拉 mmm ?? 8 2 5 1) 9 7 4 6 1 8( ??? 保溫材料的質(zhì)量 03m 由于設(shè)備操作溫度 C??50 故不設(shè)保溫層，所以 03m =0 操作平臺(tái)及扶梯的質(zhì)量 04m 查《化工容器及設(shè)備簡明設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 116? 知所選平臺(tái)、扶梯質(zhì)量： 表 31 平臺(tái)、扶梯質(zhì)量 03m 扶平 mm ?? （ 32） 名稱 鋼制平臺(tái) mkg/ 籠式扶梯 mkg/ 質(zhì)量 150 40 30 人孔、進(jìn)料口、上封頭需設(shè)置平臺(tái)。 裙座的 mmD ni 2 1 5 22622 1 0 022 1 0 0 ?????? ? ??? eihDm ?? 裙 ?????? 29 ? 故 裙封筒 mmmm ??? 201 ??? ? 塔內(nèi)件如塔盤或填料的質(zhì)量 02m 構(gòu)件質(zhì)量取設(shè)備內(nèi)填 料質(zhì)量的 110% 填料選陶瓷拉西環(huán) ?? 亂堆，密度為 3/457 mkg 。 水壓試驗(yàn)及強(qiáng)度校核 對(duì)于內(nèi)壓容器：試驗(yàn)壓力按下式計(jì)算 ? ?? ? tPP??? （ 24） 取水壓試驗(yàn)時(shí)液體溫度為 20C? 式中： TP? 液壓試驗(yàn)壓力； P? 設(shè)計(jì)壓力 ???? 試驗(yàn)溫度下材料的許用應(yīng)力， 20C? 時(shí) Q345R 的 ? ? 185MPa? ? ； ??t?? 設(shè)計(jì)溫度下材料的許用應(yīng)力， 45C? 時(shí) Q345R的 ? ? 185t MPa? ? ； 所以 ? ?? ?1 . 2 5 1 . 2 5 3 . 1 9 3 . 9 9T tP P M P a??? ? ? ? 水壓試驗(yàn)應(yīng)力校核公式 ( ) ( ) 0 . 92T i eTsP rH De ?? ? ?????? （ 25） 式中 T?? 試驗(yàn)壓力下圓筒應(yīng)力， MPa ； TP? 耐壓試驗(yàn)壓力，當(dāng)設(shè)計(jì)考慮液體靜壓力時(shí)，應(yīng)當(dāng)加上液體靜壓力； e?? 筒體有效厚度， mm ； 27 s?? 筒體屈服強(qiáng)度，查《化工容器及設(shè)備簡明設(shè)計(jì)手冊(cè)》對(duì)于 Q345R： 325s MPa? ? ； 不等式左邊： ( ) ( )2( ) ( 210 0 )2 T i eTP rH DeM Pa????????????? ??????? ? 不等式右邊： 0 .9 0 .9 3 2 5 0 .8 5 2 4 8 .6 3s M P a?? ? ? ? ? 由上可見： ? ??? 故水壓試驗(yàn)合格。故該標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭取其名義厚度 mmn 26?? 。 2C 為腐蝕裕量，對(duì)于低合金鋼 2C 不小于 mm1 ，取 mmC 22 ? 。 封頭的計(jì)算厚度： ? ? Ct iC pDP ?? ??? （ 23） 式中： ?CP 計(jì)算壓力， MPa ； ?? 封頭的計(jì)算厚度， mm ； ?iD 封頭的內(nèi)徑， mm ； ???t? 材料在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力， MPa ； ?? 焊接接頭系數(shù)， 焊接接頭采用 V 坡口雙面焊接，采用局部無損檢測，由焊接接頭系數(shù)表查得 ?? 。 ? ? mmpDP Ct iC ???? ???? ??? 設(shè)計(jì)厚度 mmCd ????? ?? 名義厚度 mmCdn ????? ?? 圓整后取名義厚度 mmn 26?? 25 則有效厚度 mmCne ????? ?? 檢查當(dāng) mmn 26?? 時(shí)， Q345R 的許用應(yīng)力 ? ? MPat 185?? 沒有變化， ?取名義厚度mmn 26?? 。 C 為厚度附加量， 21 CCC ?? ， 1C 為厚度負(fù)偏差，根據(jù)《化工容器及設(shè)備簡明設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 11? 4 得鋼板厚度為 8 25 時(shí)， mmC ? 。 其中根據(jù)設(shè)計(jì)所需要求人孔、裙座、補(bǔ)強(qiáng)圈選用 Q345R、地腳螺栓選用30CrMoA. 設(shè)計(jì)壓力 MPaP ? 設(shè)計(jì)溫度 CTC ??45 設(shè)計(jì)風(fēng)壓 3/500 MN 地震烈度 8 級(jí) 水壓試驗(yàn)時(shí)，液柱靜壓力： gHPL ?? （ 21） 式中： ? ? 水的密度， 3/mkg ； ?g 重力加速度， kgN/ ； ?H 塔體總高， m ； 2 9 3 6 056522 8 5 0 02 ??????? 封筒總 HHH 24 M P agHP L ????? 總? ?液柱靜壓力 ?LP 設(shè) 計(jì)壓力的 5%，故計(jì)入計(jì)算壓力中，則 計(jì)算壓力 M P aPP C ????? 筒體厚度的計(jì)算 查 GB150 許用應(yīng)力表得 Q345R 在 C?45 時(shí)的的許用應(yīng)力 ? ? MPat 185?? ，（ 16 36mm ）。 表 120 填料塔附屬結(jié)構(gòu) 類別 形式 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 適用范圍 優(yōu)缺點(diǎn) 簡圖 液體分布器 沖擊式噴淋器 液體直接由管口流出， 沖擊到下設(shè)的反射板后被分散灑落 應(yīng)用較少 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、便宜、易于安裝 缺點(diǎn)：噴淋不均勻液體流向塔壁使大塔中的頂部填料無效 23 第二章 筒體及封頭的設(shè)計(jì) 選擇材料 受壓元件 根據(jù)設(shè)計(jì)溫 度 CTC ??45 、設(shè)計(jì)壓力 MPaP ? 、介質(zhì)特性和操作特點(diǎn)及材料的強(qiáng)度、塑性、韌性、制造性能和與介質(zhì)相容性，選用 Q345R 低合金鋼為本脫硫塔筒體和封頭的材料。床層限制板 必須固定于塔壁，否則將失去作用。將會(huì)發(fā)生以下情況： 對(duì)于填料壓板：填料層頂部的填料將發(fā)生移動(dòng)，跳躍或撞擊，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使填料破碎。為了便于制造安裝，設(shè)計(jì)成可拆結(jié)構(gòu)，整個(gè)再分布器由多條梁型構(gòu)件拼裝而成。液體再分布裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與液體分布裝置相同，但需配備適宜的液體收集裝置。嚴(yán)重時(shí)使塔中心的填料不能被液體濕潤而形成“干堆”。 其結(jié)構(gòu)見圖 519 圖 19 水平引入管排管式噴淋器 查表《塔設(shè)備》 540 得排管式噴淋器的設(shè)計(jì)參考數(shù)據(jù) 表 118 排管式噴淋器的設(shè)計(jì)參考數(shù)據(jù) 塔徑 DN mm 主管直徑 mm 支管排數(shù) 排管外緣直徑 mm 最大體積流量 3/mh 2021 100 6 1940 78 填料的液體再分布器 當(dāng)液體沿填料層向下流動(dòng)時(shí)，具有流向塔壁而形成“壁流”的傾向。 由 《塔設(shè)備》表 549，支承板波形尺寸（ mm ） 19 表 115 支承板形式尺寸 塔徑 波形 波形尺寸 bH? t 900 4000 300 300? 300 支承板結(jié)構(gòu)尺寸見 《塔設(shè)備》表 550 知： 表 116 支承板結(jié)構(gòu)尺寸 塔徑 支承板 外徑 支承板 分塊數(shù) 支承板 梁數(shù) 支承圈 寬度 支承圈 厚度 2100 2060 7 50 14 其結(jié)構(gòu)形式見圖 541 圖 18 支承板結(jié)構(gòu)示意圖 支承板結(jié)構(gòu) 尺寸見 《塔設(shè)備》表 551 知： 表 117 支承板的特性 塔徑 DN mm 自由截面 % 支承板允許載荷， N 碳鋼 不銹鋼 2100 102 89090 107560 填料的液體分布器 液體分布器安裝于填料上部，它將液相加料及回流液均勻地分布到填料的表 20 面上，形成液體的初始分布。因 此不僅要求支承裝置具有足夠的強(qiáng)度和剛度，而且要求結(jié)構(gòu)簡單、便于安裝。 絲網(wǎng)除沫器由于其比表面積大、空隙率大、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、壓降小以及除沫效率高等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于填料塔的除沫裝置中。確保氣體的純度，保證后續(xù)設(shè)備的正 18 常操作。這不但造成物料的流失，也使塔的效率降低，同時(shí)還可能造成環(huán)境的污染。 由《塔設(shè)備》表 51 知的特征數(shù)據(jù)（亂堆） 表 112 陶瓷拉西環(huán)填料的特性 數(shù)據(jù) 公稱尺寸mm 外徑 ? 高 mm 壁厚 mm 堆積個(gè)數(shù) 個(gè) 3/m 堆積密度 3/kgm 50 50 50? 6000 457 比表面積 23/mm 空隙率 33/mm 干填料因子 1/m 濕填料因子 1/m 93 81 177 220 為了防止拉西環(huán)亂堆造成堵塞，在填料底層鋪一層整砌的陶瓷矩鞍填料，其相互重疊的部分較少、空隙率較大，故填料表面利用率高。 由《塔設(shè)備》本脫硫塔選擇陶瓷拉西環(huán)填料和陶瓷矩鞍填料。 人孔尺寸 由 《化工容器及設(shè)備簡明設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 23113 得所選人孔結(jié)構(gòu)表如下： 表 12 人孔結(jié)構(gòu)表 密封面型式 公稱壓力PN 公稱壓力DN wds? d D 1D 1H 2H b 凹凸面 MFM型 500 530 14? 495 755 670 290 135 62 1b 2b A B L 0d 螺柱數(shù)量 螺母數(shù)量 螺柱直徑? 長度 總質(zhì)量kg 55 60 430 225 300 30 20 40 39 225M ? 413 人孔的型式： 12 圖 13 人孔的形式 接管的選取 根據(jù)工藝條件，選取接管材料為 20 號(hào)鋼 , 20 號(hào)鋼? ? 1 4 7 ( 1 6 )t M P a m m? ??.查《 HG205531993 化工配管用無縫及焊接鋼管尺寸》 Ia系列表 得： 本設(shè)備的接管尺寸按其公稱尺寸的不同列表如下 表 13 接管尺寸 公稱直徑 DN 外徑 mm 壁厚和理論重量 40sch A B mm /kgm 15 1/2 80 3 200 8 250 10 根據(jù)《 GB150 鋼制壓力容器》中相關(guān)規(guī)定： 13 ? ?()2 tt ieD e?? ? ????? 而接管都符合規(guī)定 所以滿足要求 其中各類接管中的彎管選擇如下： 圖 14 彎管結(jié)構(gòu)示意圖 根據(jù) GBT12459— 2021 鋼制對(duì)焊無縫管 件知： 表 14 彎管結(jié)構(gòu)尺寸 公稱尺寸 mm 中心面至端面 Amm 80 114 200 305 接管法蘭的選取 (1) 法蘭及密封面的選?。? 由《 HGT20592 206352021 鋼制管法蘭、墊片和緊固件》表 322 及該設(shè)備公稱壓力選?。?WN），密封面型式選取突面（ RF）。 結(jié)構(gòu)：圓筒形裙座由裙座筒體、基礎(chǔ)環(huán)、地腳螺栓座、人孔、排氣孔、引出管通道等組成。此時(shí)，圓筒形裙座的結(jié)構(gòu)尺寸可以滿 足地腳螺栓的合理布置。圓筒形裙座制造方便、經(jīng)濟(jì)上合理，故廣泛應(yīng)用。 封頭的選型 根據(jù)所給條件選擇標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，由此可知： 22/ ?ii hD 由 《化工容器及設(shè)備簡明設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 135 知： 1?k 。而是目前制造和使用最多的一種筒體形式，它采用鋼板在大型卷板機(jī)上卷成圓筒，經(jīng)焊接縱焊縫成為筒節(jié)，然后與封頭或端部法蘭組裝焊接成容器。 設(shè)備技術(shù)特性 工作