【正文】 m所以筒體有效壁厚因此滿足安裝、制造及運(yùn)輸?shù)葘?duì)剛度的要求。封頭的厚度由文獻(xiàn)[9]式446得，式中K為應(yīng)力增強(qiáng)系數(shù)，查圖可得K=1則==圓整取最小壁厚校核：，則滿足要求。取與筒體相同的壁厚20mm。表41 各段基本參數(shù)總匯段號(hào)123456段距,m0～～55～1212～1919～2626～,Pa400動(dòng)前系數(shù)脈動(dòng)系數(shù)m風(fēng)振系數(shù)風(fēng)壓變化系數(shù)各段高m777扶梯寬度平臺(tái)寬度00有效直徑m風(fēng)力式中:——塔器各設(shè)計(jì)段的外徑，m； ——塔器第i段的保溫層厚度，m； ——系數(shù)，籠式扶梯當(dāng)量寬度； ——系數(shù)，操作平臺(tái)當(dāng)量寬度；風(fēng)彎矩的計(jì)算危險(xiǎn)截面，取00，11，22，危險(xiǎn)截面的風(fēng)彎矩分別為：將全塔分為6段，將各質(zhì)量列于表42中表42各段塔的質(zhì)量段號(hào)質(zhì)量123456——————————889將地震力及地震彎矩及有關(guān)數(shù)值列入表43中，計(jì)算公式見文獻(xiàn)[8]中式168，178表43 各段塔地震載荷及彎矩 段號(hào)項(xiàng)目123456操作質(zhì)量操作質(zhì)量距地高3375000結(jié)構(gòu)系數(shù)C 64810306因?yàn)樗砸曉O(shè)備為柔性結(jié)構(gòu)，須考慮高振型的影響，在進(jìn)行穩(wěn)定或其它驗(yàn)算時(shí)，即：任意截面地震彎矩由文獻(xiàn)[7]式89，得計(jì)算11截面彎矩： 計(jì)算22截面彎矩 由各種載荷在塔設(shè)備上引起的彎矩有風(fēng)彎矩、地震彎矩、偏心彎矩，所以在正常操作條件下，取最大彎矩值如下：將各段塔殼穩(wěn)定性強(qiáng)度的驗(yàn)算列入下表44表44殼穩(wěn)定性強(qiáng)度驗(yàn)算 計(jì)算截面項(xiàng)目001122塔殼有效厚度，mm最大彎矩操作時(shí)引起軸向000引起軸向應(yīng)力引起軸向應(yīng)力計(jì)算截面上操作質(zhì)kg軸向壓應(yīng)力軸向拉應(yīng)力由文獻(xiàn)[7]式69：查圖并利用插值法求B臨界許用應(yīng)力取最小值，所以由表44中數(shù)據(jù)可知，組合拉應(yīng)力，組合壓應(yīng)力，所以塔體驗(yàn)算合格，塔體壁厚20mm，塔體最大組合拉應(yīng)力發(fā)生在ⅡⅡ截面上，所以校核塔體抗拉強(qiáng)度，即：=因?yàn)?，所以合格。由文獻(xiàn)[8]式191計(jì)算：式中：——水壓試驗(yàn)壓力，Pa取+液柱靜壓=大于所以滿足水壓試驗(yàn)強(qiáng)度條件。裙座采用與塔體直徑，同厚度的圓筒體，與塔體對(duì)接焊。由文獻(xiàn)[8]中式193，194因?yàn)椋翰榈茫? ，所以 ==所以00截面合格因ⅠⅠ截面是人孔處，人孔尺寸為，由文獻(xiàn)[4]得，因?yàn)? 所以 = = = =所以ⅠⅠ截面合格。參考文獻(xiàn)[9]式835知：基礎(chǔ)環(huán)外徑 基礎(chǔ)環(huán)內(nèi)徑 式中：——裙座基底的外徑，m； 所以取所以取正常工作時(shí)：水壓實(shí)驗(yàn)時(shí)：取其中較大的值 ； 因此： 所以：各種標(biāo)號(hào)混凝土值由文獻(xiàn)[7]的表87知，因?yàn)?，所以混凝土基礎(chǔ)強(qiáng)度足夠。 受地震載荷時(shí)：取以上兩數(shù)的較大值，由文獻(xiàn)[8]197計(jì)算地腳螺栓直徑，即： = =式中： 取的螺栓16個(gè)。式中：——操作條件下裙座與塔釜封頭對(duì)接焊縫截面計(jì)算應(yīng)力，；——焊縫材料許用應(yīng)力，取之為113。已知T=，因?yàn)轱L(fēng)壓值，設(shè)環(huán)境溫度為，在該溫度下的空氣密度為，動(dòng)力黏度為，設(shè)備的外徑經(jīng)計(jì)算得：根據(jù)柏努力方程可知當(dāng)?shù)仫L(fēng)速為：雷諾系數(shù)為： 因?yàn)?，所以屬于超臨界區(qū)，在此區(qū)間內(nèi)取，所以第一臨界風(fēng)速為： 相應(yīng)的雷諾系數(shù)為：在第一臨界風(fēng)速下，雷諾系數(shù)值處于過渡區(qū)，這時(shí)不存在卡曼渦街，因此無須校核塔頂振幅及卡曼渦街引起的橫向誘發(fā)震動(dòng)帶來的影響。開孔補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)：補(bǔ)強(qiáng)板搭接結(jié)構(gòu)。由前面的計(jì)算可知，殼體計(jì)算壁厚，接管的計(jì)算壁厚為： 式中：——接管計(jì)算壁厚，mm；——接管材料在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力，接管材料選用20鋼，查得，代入數(shù)據(jù)得：開孔直徑： 式中： ——開孔直徑，mm； ——接管內(nèi)徑，mm； ——接管壁厚附加量，mm；代入數(shù)據(jù)得： 已知?dú)んw的名義壁厚，接管名義壁厚與之相同， 則接管有效補(bǔ)強(qiáng)寬度為： 接管外側(cè)有效補(bǔ)強(qiáng)寬度為： 需要補(bǔ)強(qiáng)的金屬面積為：可以作為補(bǔ)強(qiáng)的面積為：式中： ——封頭受內(nèi)壓所需設(shè)計(jì)厚度外，多余金屬，；——開孔補(bǔ)強(qiáng)的有效壁厚，mm；——?dú)んw有效壁厚，mm；——?dú)んw計(jì)算壁厚，mm；—接管承受內(nèi)壓或外壓所需設(shè)計(jì)厚度外的多余金屬，；—接管名義厚度，mm；—強(qiáng)度削弱系數(shù)，是設(shè)計(jì)溫度下接管與殼體材料許用應(yīng)力比值，即：—接管區(qū)焊縫面積；已知，經(jīng)圓整，將已知數(shù)據(jù)代入，得： 顯然，所需另行補(bǔ)強(qiáng)面積所以要采用補(bǔ)強(qiáng)圈進(jìn)行另行補(bǔ)強(qiáng)。本塔開孔采用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)，材質(zhì)選用與殼體材質(zhì)相同的16MnR，厚度與殼體壁厚相同，本塔裙座部分由于不受壓，故接管無須另行補(bǔ)強(qiáng)。 法蘭的連接實(shí)際上是一對(duì)法蘭、密封墊片和螺栓、螺母、墊圈等零件組成。前者用于管道連接,后者用于設(shè)備筒體的連接。管法蘭的公稱直徑應(yīng)與連接的管子直徑(一般是無縫鋼管的公稱直徑相當(dāng)于外徑)相一致。下面以塔節(jié)之間連接的容器法蘭為例選取合適的法蘭，進(jìn)行強(qiáng)度校核。 螺栓設(shè)計(jì)包括螺栓材料的選擇、螺栓尺寸和個(gè)數(shù)的確定等。當(dāng)時(shí)，為墊片接觸面平均直徑；當(dāng)時(shí)，為墊片接觸面外徑減去2b。當(dāng)時(shí)，； 時(shí)， y——墊片的預(yù)緊比壓，墊片的實(shí)際寬度： 所以 查得油橡膠石棉板，m=2所以在操作工況時(shí)，螺栓載荷應(yīng)等于抵抗內(nèi)壓產(chǎn)生的軸向使法蘭連接分開的載荷和維持密封墊片表面所必需的壓緊載荷之和，即： 式中： ——操作工況下的螺栓載荷，N； m——墊片系數(shù)，無因次； P——設(shè)計(jì)壓力，；所以 = =（2）螺栓尺寸與數(shù)目計(jì)算確定螺栓截面尺寸時(shí)應(yīng)分別求出兩種工況下螺栓的總面積，選其大者為螺栓所需總截面積，從而確定實(shí)際選用螺栓直徑與個(gè)數(shù)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取n=40則式中應(yīng)圓整標(biāo)準(zhǔn)螺栓根徑，并據(jù)此確定螺栓公稱直徑，選用M36螺栓。（3）螺栓設(shè)計(jì)載荷 法蘭設(shè)計(jì)需要確定螺栓設(shè)計(jì)載荷。 法蘭材料選用16MnR，公稱直徑為1500mm,，對(duì)焊法蘭。第5章 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)塔設(shè)備最常用的是按塔的內(nèi)件結(jié)構(gòu)而分類的板式塔和填料塔，這兩種塔設(shè)備各有其優(yōu)點(diǎn)，它們既適用于蒸餾操作，也適用于吸收操作，但是工業(yè)生產(chǎn)中，處理量大的多采用板式塔，處理量小的多采用填料塔。因此篩板塔盤的生產(chǎn)能力可比圓形泡罩塔提高很多。，由于氣液接觸狀態(tài)良好，且蒸汽以水平向吹入液層，故液沫夾帶較少。，氣流通過篩孔時(shí)，只有一次收縮、擴(kuò)大及轉(zhuǎn)彎，故干板壓力降比泡罩塔低。按照液體流動(dòng)的形式，塔盤分為溢流式和穿流式兩類。穿流式塔盤的氣液兩相同時(shí)通過塔盤上的孔道流動(dòng)，處理能力大，壓降較小，但操作彈性及效率差，所以選擇溢流式塔盤。當(dāng)塔徑小于800mm時(shí)采用整塊式塔盤；塔徑大于900mm時(shí)采用分塊式塔盤，因?yàn)檫@樣便于人在塔內(nèi)進(jìn)行安裝和拆卸。分塊式塔盤便于安裝、檢修和清洗，可將塔盤分為數(shù)塊通過人孔送入塔內(nèi)，裝在焊于塔體內(nèi)壁的塔盤支撐件上。常用的分塊式塔盤又可分為自身梁式和槽式兩種結(jié)構(gòu)。為進(jìn)行塔內(nèi)清洗和檢修，使人能夠進(jìn)入各層塔盤，可在塔板接近中央處設(shè)置一塊內(nèi)部通道板。降液管一般分為圓形和弓形兩種，圓形降液管通常在液體負(fù)荷低或塔徑較小時(shí)使用。弓形降液管將堰板與塔壁之間的全部截面都用做降液面積。分塊式塔盤的降液管結(jié)構(gòu)分為可拆式和固接式兩種，常用的降液管形式有垂直式、傾斜式和階梯式，對(duì)于小直徑或負(fù)荷很小的塔盤，采用垂直式降液管，當(dāng)降液面積的12%以上時(shí)，采用傾斜式降液管。為保證降液管出口的液封，在塔盤上設(shè)置受液盤，受液盤有平形和凹形兩種，對(duì)于易聚合的物質(zhì)，為避免在塔盤上形成死角，應(yīng)當(dāng)采用平行受液盤，本塔采用凹形受液盤，此種結(jié)構(gòu)對(duì)液體流向有緩沖作用，可降低塔盤入口處的液封，使得液流平穩(wěn)，有利于塔盤入口區(qū)域更好的鼓泡。在一些采用平形受液盤的大塔中，為保證降液管底端的液封，常設(shè)置進(jìn)口堰，但進(jìn)口堰占用一部分塔盤面積，還易使沉淀物淤積而造成堵塞，而且本塔采用凹形受液盤已可保證液封，因而無須設(shè)置進(jìn)口堰。裙座與塔釜封頭間焊接可用的對(duì)接焊和搭接焊兩種。在搭接焊縫受剪切載荷，受力情況較差，只是因?yàn)榘惭b較方便，才在一些小塔或者焊縫受力較小的情況下采用。進(jìn)料裝置的結(jié)構(gòu)跟所進(jìn)料物的狀態(tài)有關(guān)，本設(shè)計(jì)中為氣態(tài)類進(jìn)料，故進(jìn)料管口置于塔板間的蒸汽空間，一般將進(jìn)氣管口做成斜切，以改善氣體分布。第6章 塔設(shè)備的制造要求石油化工生產(chǎn)所用的塔設(shè)備大都是用鋼板制成的。大型的高塔設(shè)備由于體積大、重量重、加上運(yùn)輸?shù)南拗?，因此多?shù)在裝置的工作現(xiàn)場進(jìn)行組裝和檢驗(yàn)。制訂化工設(shè)備制造技術(shù)規(guī)范是一項(xiàng)比較復(fù)雜的工作，它不僅要考慮到板材的尺寸公差(如長、寬、厚的公差)，而且還要考慮制造過程中一切可能產(chǎn)生的誤差，例如準(zhǔn)備工序、卷制、沖壓加工、裝配、焊接和熱處理等過程所造成的誤差。，其余均按照GB985—88之規(guī)定。4．對(duì)接焊縫進(jìn)行射線探傷檢查，其長度不小于全部對(duì)接焊縫的20%，評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)按GB3323—87縱焊縫Ⅱ級(jí)，環(huán)焊縫Ⅲ級(jí)為合格?！?3規(guī)定塔盤間距，以塔板支撐圈上表面為準(zhǔn)?！?0執(zhí)行，制造完畢后應(yīng)該徹底除銹，涂兩層紅丹漆，并在塔壁全高互成的方向上涂寬10mm的有色線條，以便找正。，每隔3000mm焊一圈，最頂距筒體與封頭接逢約150mm。 Pressure Vessel Code, Section ,Rules for Construction of Pressure Vessels, division, 1998[16] Spence. J., Tooh . A . S. Pressure Vessels design: Concepts and Principles. Alden Press. UK,1994 [17]Henry,Bednar H, Vessel Design Handbook,1985致謝本次設(shè)計(jì)是在老師的細(xì)心指導(dǎo)下，經(jīng)過三個(gè)多月的努力完成的，在設(shè)計(jì)過程中，每當(dāng)我遇到疑點(diǎn)和難點(diǎn)時(shí)，老師給我提供了很大幫助，耐心的為我講解，提供資料供我翻閱，幫我拓寬了思路并豐富了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為設(shè)計(jì)的順利進(jìn)行提供了條件，使我順利的完成了本次設(shè)計(jì)。但是，在設(shè)計(jì)的過程中還是有一些不足之處。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我對(duì)大學(xué)四年所學(xué)的知識(shí)重新進(jìn)行了一次復(fù)習(xí)，對(duì)本專業(yè)的一些知識(shí)重點(diǎn)有了充分的認(rèn)識(shí)。在自己面臨困難的時(shí)候，勇于面對(duì)并主動(dòng)尋求最合適的解決辦法，這是我最大的收獲。是他們把我從對(duì)本專業(yè)一無所知帶到能夠從事過程行業(yè)，并使我可以把所學(xué)到的知識(shí)和技能，應(yīng)用于實(shí)踐。otherwise an alternative material with a better corrosion resistance is used 。 the Code upper limit is 20℉) . lowalloy and finegrain carbon steels tested for notch toughness are found to perform satisfactorily. In the range of intermediate temperatures (from +33℉ to about +800℉) low carbon steels are sufficient. Up to about 800℉ they behave essentially in an elastic mann