天然气脱水塔设计论文
天然气脱水塔的设计

天然气脱水塔的设计天然气脱水塔是一种用于去除天然气中水分的设备,其设计和运行对天然气生产和加工过程至关重要。
本文将介绍天然气脱水塔的设计原理、结构和关键技术,并探讨其在天然气加工领域的应用。
一、设计原理天然气中的水分会对管道和设备造成腐蚀,同时还会降低天然气的热值。
天然气生产和加工过程中需要将天然气中的水分去除,以确保天然气的质量和安全性。
天然气脱水塔的设计原理主要是利用吸附剂或者冷凝器来吸附或凝结天然气中的水分,从而实现天然气的脱水。
天然气脱水塔的设计需要考虑天然气中水分的含量、进气温度、压力和流量等因素,以确保脱水效果和设备的安全运行。
还需要考虑能耗、设备成本和维护成本等经济因素,以实现经济和可靠的脱水效果。
二、结构设计天然气脱水塔的结构通常包括进气口、出气口、吸附剂或冷凝器、脱水塔本体和排水口等部分。
吸附剂通常是一种多孔材料,可以在表面吸附水分子;而冷凝器则是利用冷却的原理将水分凝结成液态。
脱水塔本体的结构通常是一个密封的容器,内部装有吸附剂或冷凝器,以及相应的排水装置。
脱水塔的结构设计需要考虑其密封性和耐压性,以确保设备的安全运行。
同时还需要考虑设备的排水和排气系统,以及清洗和维护的便利性。
结构设计还需要考虑设备的稳定性和抗震性,以确保在恶劣环境下的安全运行。
三、关键技术天然气脱水塔的设计涉及到一系列关键技术,包括吸附剂或冷凝器的选择、塔床设计、排水系统设计、设备控制和安全保护等方面。
吸附剂或冷凝器的选择是影响脱水效果的关键因素。
不同的吸附剂或冷凝器在吸附或凝结水分时具有不同的性能和适用范围,需要根据天然气的成分和工艺条件进行选择。
塔床设计对脱水效果和设备稳定性具有重要影响。
合理的塔床设计可以增加吸附或冷凝的接触面积,提高脱水效率和设备利用率,同时还可以减小塔床阻力和能耗。
排水系统的设计也是天然气脱水塔关键技术之一。
排水系统需要能够及时有效地排出吸附剂或冷凝器中的积水,以避免影响脱水效果和设备稳定性。
天然气脱水塔的设计

天然气脱水塔的设计天然气脱水塔是一种用于将天然气中水分去除的设备。
由于天然气中含有大量的水分,如果不在恰当的地方进行脱水处理,会对接下来的输送、储存、使用等环节带来影响。
因此,在天然气输送、储藏、使用中,天然气脱水塔的设计至关重要。
1、除冰水析出法该方法主要是根据天然气中水分的结晶温度较低而采用的。
在该方法中,通过降低天然气的压力,使天然气中的水分冷凝为水,然后通过分离器将水分与天然气分离。
这种方法的缺点是对于水含量很少的天然气无法使用。
2、吸附剂法吸附剂法主要采用膨胀剂、沸石、硅胶等吸附剂吸附天然气中的水分。
在该方法中,天然气输入脱水塔后,通过吸附剂与水分接触,从而把水分吸附到吸附剂上,从而达到脱水的目的。
该方法的优点是脱水效果显著,适用于任何水含量的天然气,但也存在着吸附剂的饱和和替换、再生等问题,需要定期更换和维护。
3、分子筛法分子筛法主要是通过使用分子筛材料对天然气中的水分进行吸附,从而实现脱水的功能。
该方法广泛应用于天然气脱水塔中,因为该方法具有高效、立体排列、容易维护等优点。
1、塔内结构设计在天然气脱水塔的设计中,塔内结构设计至关重要。
首先,塔体应保证结构的牢固性和耐腐蚀性。
其次,应该根据天然气脱水的要求,将塔体内部分成不同的区域,如进气区、脱水区、分离区、底部排水区等。
三个区域之间应该使用离子丝屏隔离,以防塔内吸附剂的交叉污染。
2、进气方式的设计进气口是天然气脱水塔的重要组成部分。
天然气在进入脱水塔之前,往往需要经过除尘等预处理。
其次,进气流量和压力也会对脱水效果产生影响。
在设计进气口时,应考虑到这些因素,并进行相应的调整。
3、吸附剂的选择吸附剂的选择是影响天然气脱水效果的关键因素之一。
不同的吸附剂对水分的亲和力不同,对天然气纯度和干度的要求也并不相同。
因此,在选择吸附剂时,应考虑到天然气的水含量、压力、温度等因素,并进行相应的挑选。
4、脱水塔维护和清洗天然气脱水塔在投用后,往往需要定期进行维护和清洗。
天然气脱水塔的设计

天然气脱水塔的设计天然气在开采、输送和储存过程中,常常伴随着水蒸气的存在。
由于水蒸气对输气系统和储气设施的安全性和运行稳定性有较大的影响,因此需要对天然气中的水蒸气进行脱除。
而天然气脱水塔则是实现这一目标的关键设备之一。
本文将对天然气脱水塔的设计进行介绍。
一、脱水原理天然气中的水蒸气是由地下储层中的水汽、生产工艺中的水汽以及输气过程中的蒸汽所引入的。
天然气中的水蒸气会造成管道、阀门和储气设施的腐蚀,同时也会影响天然气的燃烧性能和质量。
在对天然气进行储存、加工和运输时,必须将其中的水蒸气脱除。
常见的脱水方法包括物理法、化学法和吸附法等。
物理法通常采用冷凝、膜分离和吸附等手段,化学法则利用化学物质与水蒸气进行反应,实现水蒸气的脱除,而吸附法则是利用固体吸附剂对水蒸气进行吸附。
天然气脱水塔通常采用冷凝和吸附结合的方式进行脱水。
其基本原理是利用塔内的填料和冷却介质,以及适当的操作参数,将天然气中的水蒸气以冷凝的形式从天然气中分离出来,同时通过填料和吸附剂将残留的水分也吸附并分离出来。
二、塔内结构设计天然气脱水塔的设计需要考虑塔内结构、填料、冷却介质、温度和压力控制等因素。
塔内结构设计包括塔的尺寸、高度、塔板、进出口、分离区域以及填料层等。
1. 尺寸和高度:塔的尺寸和高度需根据处理的气量和脱水效果来确定。
一般情况下,较大的气量和较高的含水量需要相对较大的塔体积和高度,以保证充分的分离和脱水效果。
2. 塔板和填料:塔内通常设置塔板来分隔塔体积,防止气液流速过大破坏分离效果。
填料选用对水蒸气有良好吸附和冷凝效果的材料,如硅胶、活性炭等。
3. 进出口设计:进出口的位置和尺寸需考虑天然气流动的均匀性和减小冲击,同时也要防止气液泡沫的产生。
4. 分离区域:为了保证天然气和水蒸气的充分接触和分离,需要在塔内设置合适的分离区域,使气液分离效果得到最大程度的发挥。
三、冷却介质和温度控制天然气脱水塔通常采用冷却介质来降低天然气中水蒸气的温度,促使其冷凝和分离。
天然气脱水塔的设计

天然气脱水塔的设计天然气脱水是指在从地下气层开采出来的天然气中去除水分的过程。
天然气中含有的水分会影响天然气的燃烧效率和管道输送过程,因此需要通过脱水工艺去除水分。
而脱水塔作为脱水工艺中的重要设备,在天然气脱水过程中扮演着至关重要的角色。
天然气脱水塔是一种通过物理或化学方法去除天然气中水分的设备。
其主要包括物理吸附法、化学吸收法、凝析法、冻结法、蒸汽凝结法等,各种脱水方法都需要在脱水塔内进行,因此脱水塔的设计是至关重要的一环。
下面将从脱水塔的设计原理、结构、材料以及运行维护等方面进行详细探讨。
一、设计原理脱水塔的设计原理主要包括两个方面,一是根据天然气中水分的含量和要求的脱水效率来确定脱水塔的规格和参数;二是通过适当的脱水方法和工艺来实现脱水效果。
在确定脱水塔规格和参数时,需要考虑到天然气中水分的含量、压力、温度以及产量等因素,并进行合理的计算和预测。
在选择脱水方法和工艺时,则需要根据天然气的具体情况和要求进行权衡和选择。
二、结构设计脱水塔的结构设计主要包括塔体、填料、进出口管道、排水口、加热冷却设备等。
塔体通常采用碳钢、不锈钢等耐腐蚀材料制作,填料一般采用活性炭、分子筛、硅胶等吸附剂,进出口管道和排水口则需要根据天然气的输送要求和排水需要进行设计。
同时加热冷却设备也是脱水塔中不可或缺的一部分,其设计能够帮助提高脱水效率和保障塔体运行的稳定性。
三、材料选择脱水塔的材料选择是其设计中非常重要的一环。
因为天然气中通常含有一定的硫化氢、二氧化碳等腐蚀性物质,因此塔体和填料的材料选择需要具有一定的耐腐蚀性和耐高温性能。
一般来说,塔体和进出口管道需要采用碳钢、不锈钢等耐腐蚀材料制作,而填料则需要选择具有良好吸附性能和稳定性能的材料。
四、运行维护脱水塔的运行维护是保障其长期稳定运行的关键。
在脱水塔的使用过程中,需要定期清洗填料、检查进出口管道和排水口的通畅情况,检查加热冷却设备的运行情况,以及定期对塔体进行检修和保养。
天然气三甘醇脱水工艺设计——吸收塔及重沸器设计、泵的选型_毕业论文

ABSTRACT
The water in the natural gas for transmission and use are harmful, therefore, in economic conditions allow as far as possible remove the water in the nature gas is necessary for gas transmission and use. The water in Natural gas usually of gas and liquid form existence, in a few instances will also is solid.
4)图表应绘制于无格子的页面上
5)软件工程类课题应有程序清单,并提供电Байду номын сангаас文档
5.装订顺序
1)设计(论文)
2)附件:按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)次序装订
3)其它
学生毕业设计(论文)原创性声明
本人以信誉声明:所呈交的毕业设计(论文)是在导师梁平的指导下进行的设计(研究)工作及取得的成果,设计(论文)中引用他(她)人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出,论文中的结论和结果为本人独立完成,不包含他人成果及为获得重庆科技学院或其它教育机构的学位或证书而使用其材料。与我一同工作的同志对本设计(研究)所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
KIMRAY三甘醇泵也称甘醇能量转换泵,利用吸收塔出来的高压富甘醇与来自再生装置的低压贫甘醇进行能量交换,将高压富甘醇变为低压富甘醇离开循环泵,而低压贫甘醇变为高压贫甘醇进入吸收塔。
三甘醇脱水系统的KIMRAY泵具有以下优点:
【精品】天然气脱水新工艺新技术的探析论文

天然气脱水新工艺新技术的探析论文随着人们对资源需求量的不断增加,传统的煤矿资源已经不能够再满足工业、生活的需要。
天然气资源的发现在极大的程度上解决了能源紧张的现状,为我国经济的发展提供了巨大的动力。
近几年来对天然气的研究逐渐深入,关于天然气的开采、净化技术得到了很大程度的提升。
天然气脱水是天然气净化过程中相当重要的一个环节,对天然气净化有着举足轻重的作用。
传统的天然气脱水主要采用固体吸附、低温分离以及溶剂吸收等方法,这些方法不仅效果较低、而且净化效果也不是太明显。
近几年来对天然气脱水进行了深入的研究,现阶段天然气脱水方法有超音速脱水技术、膜分离脱水技术。
本文就将对这几种天然气脱水技术进行分析研究,现报告如下。
1 低温分离法1.1 工艺原理。
低温分离法是传统天然气脱水的一种简单有效地方法,这种方法主要是以低温的形式将天然气分离出来。
天然气饱和含水量会随着温度的降低以及压力的升高而相应的减少,因此可以通过此种方法对天然气进行分类。
将使用水汽进行饱和的天然气在低温下或者高压下冷却的的环境下来进行脱水。
这种脱水方法比较的简单,因此所需要的设备也较为简洁,所需要的成本较低。
1.2 存在的问题。
由于工作原理主要是通过低温或者高压来使得饱和天然气分离出来,也就是说要想达到分离的目的低温或者高压是两个必须的条件。
当天然气压力过低时,将会极大地影响分离的效果。
因此这个时候需要在外部引入增压设备或者是引入冷源,这样就造成了成本的提高。
对于含有较高硫的天然气,在分离时会造成污水输送、尾气排放处理的困难。
也就是说采用该种方法对天然气脱水,会造成很大程度上的污染。
2 固体吸附法2.1 工艺原理。
这是一种利用固体吸附剂的吸附张力对天然气中水分子进行吸附进而达到分离天然气的目的。
在工业上对天然气进行分离时采用的是分子筛作为吸附剂,这种技术较为成熟,且在工业生产中应用也较为广泛。
采用这种方法脱水效果较好,可以满足管输天然气的露点要求。
天然气脱水塔的设计
天然气脱水塔的设计
天然气脱水塔是用于脱除天然气中的水分的设备,其设计涉及到多个方面,包括设备结构、工艺参数等。
以下是天然气脱水塔的设计要点。
天然气脱水塔的结构应包括进气区、脱水区和排出水分区。
进气区应设置进气管道和用于气液分离的分离器,用于将湿天然气引入脱水塔。
脱水区应设置填料层,用于增大接触面积,从而加速水分的脱除。
排出水分区则设置排水管道,用于排出从天然气中脱除的水分。
天然气脱水塔的工艺参数需要根据具体要求进行确定。
进气温度、压力和湿度是设计过程中较为重要的参数。
进气温度和压力需要保证脱除水分的效果,通常情况下应尽量控制在较低的温度和较高的压力下进行脱水操作。
而进气湿度应控制在一定范围内,过高的湿度会影响脱水效果。
在填料层设计过程中,需要考虑填料的选择和布置。
填料应具有良好的亲水性,以便吸附和吸收天然气中的水分。
填料的布置应充分考虑其表面积和通气性,从而提高脱水效果。
天然气脱水塔的设计还需要考虑操作和维护的便利性。
塔体应设置进出口,以便进行天然气的引入和排出,同时方便对设备进行清洗和维护。
还应考虑与其他设备的连接,确保天然气脱水塔在整个系统中的正常工作。
天然气脱水塔的设计需要考虑设备结构、工艺参数、填料选择和布置等因素,以确保其能够有效地脱除天然气中的水分。
天然气脱水塔的设计
天然气脱水塔的设计天然气脱水塔是一种常见的用于去除天然气中水分的设备。
在天然气生产和加工过程中,天然气中含有大量的水分,如果不进行脱水处理,会对后续的天然气加工和使用造成严重的影响。
脱水塔的设计很重要,可以有效地去除天然气中的水分,提高天然气的质量和利用价值。
下面是适用于设计天然气脱水塔的一些建议。
脱水塔的设计应考虑到天然气的流量和压力。
根据天然气的流量和压力确定脱水塔的尺寸和结构,以确保能够满足天然气的处理要求。
还需要考虑到脱水塔的操作稳定性和安全性,避免因为压力过高或过低而导致的设备故障或事故。
脱水塔的设计应考虑到天然气中的水分含量和水分的性质。
不同的自然气田或天然气来源中的水分含量可能会有所不同,因此需要根据实际情况确定脱水塔的脱水效果和水分去除率。
天然气中的水分可能存在不同的形式,例如液态水或水蒸气,需要选择合适的脱水方法和设备。
脱水塔的设计应考虑到脱水介质和脱水工艺。
常用的脱水介质包括乙二醇、聚合物和分子筛等,根据实际需要选择合适的脱水介质。
脱水工艺包括冷却法、吸附法和膜分离法等,需要根据天然气的特点和要求选择合适的脱水工艺。
脱水塔还需要考虑到脱水介质和脱水工艺的再生和循环利用,以提高能源利用效率。
脱水塔的设计应考虑到设备的维护和清洁。
脱水塔内部容易积聚水垢和杂质,影响脱水效果和设备的使用寿命。
需要在设计中考虑到容易清洗和维护的结构和设备,以便定期清洁和维护脱水塔。
天然气脱水塔的设计应考虑到天然气的流量和压力、水分含量和性质、脱水介质和工艺、设备的维护和清洁等因素。
合理的设计能够有效地去除天然气中的水分,提高天然气的质量和利用价值。
天然气脱水塔的设计
天然气脱水塔的设计作者:赵永刚来源:《科技创新与应用》2020年第02期摘 ;要:为了获得最佳的天然气开采效果,针对天然气脱水塔设计展开分析。
介绍脱水塔设计条件,从确定干燥塔数量、再生气方案设计、分子筛脱水塔设计、干燥塔时间分配方案四个方面阐述脱水塔设计方案,最后从运用变气量再生技术、改变操作时间、变气量解吸处理、调整再生气量四个方面提出设计优化建议,总结科学的脱水塔设计方案,提高天然气脱水质量,为油藏开采工作提供先进的设备支持。
关键词:天然气;脱水塔;油藏;水蒸气中图分类号:TE96 ; ; ; ; 文献标志码:A ; ; ; ; 文章编号:2095-2945(2020)02-0068-02Abstract: In order to obtain the best effect of natural gas exploitation, the design of natural gas dehydration tower is analyzed. This paper introduces the design conditions of dehydration tower, and expounds the design scheme of dehydration tower from four aspects: determining the number of drying tower, the design of regeneration scheme, the design of molecular sieve dehydration tower, and the time distribution scheme of drying tower. Finally, the design optimization suggestions are put forward from the following four aspects: the application of variable gas regeneration technology, changing operation time, variable gas desorption treatment and adjusting the amount of regenerated gas, and then summarizes the scientific design scheme of dewatering tower to improve the dehydration quality of natural gas, so as to provide advanced equipment support for reservoir production.Keywords: natural gas; dehydration tower; reservoir; water vapor天然气往往在离开油藏时含有大量水蒸气,受天然气压力、温度变化的影响,水蒸气有可能会形成水化物,水化物一旦出现局部积累,会对管线内部天然气流通率带来限制,导致出现管线压降、输气量降低等现象,如果情节比较严重还会堵塞管道,直接中断输气。
天然气脱水塔的设计
天然气脱水塔的设计天然气脱水塔是用于去除天然气中水分的设备,通常应用于天然气的生产、储运和加工过程中。
在天然气中脱水是非常重要的,因为水分的存在会导致管道堵塞、设备腐蚀、减少天然气的燃烧效率等问题。
设计一台高效可靠的天然气脱水塔是非常重要的。
本文将重点介绍天然气脱水塔的设计原理、结构和关键技术。
一、设计原理天然气脱水塔的设计原理主要包括物理吸附和化学吸附两种方式。
1. 物理吸附物理吸附是通过将含水分的天然气在吸附剂上进行干燥处理,使得水分被吸附在吸附剂表面而达到脱水的效果。
常用的吸附剂有硅胶、活性炭、分子筛等。
物理吸附的优点是操作简单,无需再生,但容易受到温度和压力的影响。
2. 化学吸附二、结构设计天然气脱水塔的结构设计主要包括塔体、填料、进出口设备和控制系统等部分。
1. 塔体塔体是天然气脱水塔的主体结构,一般采用碳钢或不锈钢材料制作。
塔体内部通常设置有填料层,用于增大接触面积,提高脱水效率。
2. 填料填料是用于增大气液接触面积,促进脱水过程的关键组成部分。
常用的填料包括环形填料、栅板填料等,其选择应根据天然气的实际情况和工艺要求进行合理设计。
3. 进出口设备进出口设备包括天然气进口阀门、出口阀门、排水阀门等,用于控制天然气的进出和排水操作。
4. 控制系统控制系统包括温度、压力、流量等传感器,用于监测和控制天然气脱水塔的运行状态,保证其安全可靠运行。
三、关键技术塔体材料选择应根据天然气的成分、压力、温度等因素作出合理的选择,以保证塔体具有良好的耐腐蚀性和承压性能。
填料的结构设计应根据天然气的性质和工艺要求进行合理选择和优化设计,以提高脱水效率和降低能耗。
控制系统的设计应根据天然气脱水塔的工艺要求和安全性要求进行合理的设计,以确保其能够实现自动化运行和安全可靠的工作。
天然气脱水塔的设计是一项复杂的工程,需要考虑多方面的因素,包括物理吸附和化学吸附的原理、结构设计和关键技术。
只有合理设计和严格执行相关标准和规范,才能确保天然气脱水塔的安全可靠运行,为天然气生产和加工提供保障。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
新疆工业高等专科学校课程设计说明书题目名称:氯气缓冲罐设计系部:化学工程系专业班级:应化09-4(1)班学生姓名:阿布杜卡迪尔. 图尔荪指导教师郭承前完成日期: 2011-12-25 新疆工业高等专科学校课程设计评定意见设计题目:天然气脱水塔设计学生姓名:阿布杜卡迪尔。
图尔荪评定意见:评定成绩:指导教师(签名):2012年12月30日甘醇型天然气脱水塔设计摘要:天然气中含有水分,天然气和水合形成天然气水合物,它是半稳定的固态化合物,可以在零度以上形成,它不仅可能导致管线堵塞,也可以造成喷嘴和分离设备的堵塞。
吸收脱水使用吸湿性液体吸收的方法脱出气流中的水蒸气。
三甘醇对天然气有很强的脱水能力,热稳定性好,浓溶液不会凝固,容易再生。
携带损失量小,露点降大。
甘醇吸收塔的优点:①一次投资低,压降少,可节省动力;②可连续运行;③容易扩建;④塔设备容易重新装配;⑤可方便的应用于在某些固体吸附剂易受污染的场合。
本设备属于中压容器,是典型的薄壁圆筒压力容器。
在设计中对脱水塔的工作原理进行了简述,对各部件的选用进行了比较。
对塔体所受的各种应力进行了校核,并对塔体可能承受的风压和地震载荷进行了计算和校核。
对塔的开孔进行了补强设计。
并对塔的一些工艺技术要求进行了说明。
关键词:天然气脱水;三甘醇;三甘醇脱水;脱目录1.1 简体强度计算 (1)2. 1 塔设备所承受的各项载荷计算 (2)3.1 等面积补强的设计法 (2)3.2 适用的开孔范围 (2)3.3 内压容器开孔所需补强面积 (2)3.4 有效补强范围 (3)3.5 补强面积 (3)4 吸收塔的工艺计算 (4)4.1 物料平衡 (4)4.2.2 甘醇循环流量 (4)4.2.2 甘醇循环流量 (4)4.3 吸收塔 (5)4.3.1 直径 (5)4.3.2 高度 (5)5 塔体及裙座的机械设计 (6)5.1 塔体部分 (6)5.1.1 确定设计参数 (6)5.1.2 塔体壁厚计算 (6)5.1.3 校核在压力实验时筒体中的压力 (6)5.2 封头 (7)5.3 塔高确定 (7)6 塔体及裙座的强度计算及校核 (7)6.1 塔体各项载荷计算 (7)6.1.1 质量载荷 (7)6.1.2 风载荷 (8)6.1.3 地震载荷 (9)6.1.4 最大弯矩的计算 (10)6.2 塔体的强度及轴向稳定性验算 (10)6.2.1 圆筒轴向应力计算 (10)6.2.2 圆筒轴向稳定性校核 (10)6.2.3 圆筒拉应力校核 (11)6.3 裙座、基础环、地脚螺栓的设计及验算 (11)6.3.1 座体 (11)6.3.2 基础环 (12)6.3.3 地脚螺栓 (13)6.4 裙座与塔体对接焊缝的验算 (14)7 人孔、接管补强 (14)7.1 人孔补强 (14)7.1.1 开孔所需补强面积 (14)7.1.2 效补强范围 (15)7.1.3 有效补强面积 (15)7.1.4 所需另行补强面积 (16)7.1.5 补强圈设计 (16)7.2 接管补 (16)7.2.1 进料管直径300mm (16)8结论 (18)参考文献 (18)致谢 (19)附录 A (21)附录 B (22)附录 C (23)1.1 筒体强度计算为保证筒体强度,筒体内较大的环向应力不应高于材料的许用应力,即在实际设[]2t pDσδ≤ (3-1) 计工作中,尚须考虑以下因素:(1) 焊缝系数 容器筒体一般由钢板卷焊而成。
由于在焊接加热过程中,对焊缝金属组织产生不利影响,同时在焊缝处往往形成夹渣、气孔、未焊透等缺陷,导致焊缝及其附近金属的强度可能低于钢板本体的强度。
因此,式(3-1)中钢板的许用应力 应该用强度较低的焊缝许用应力代替,办法是把钢板的许用应力乘以焊缝系数ϕ,ϕ<1,于是式(3-1)可写成[]2t pDσϕδ≤ (3-2) (2) 工艺设计中确定的容器内径,在制造过程中测量的也是圆筒的内径,而受力分析中指的却是筒体面直径。
用内径代替式(3-1)中的中面直径更为方便,于是有()[]2t i p D δσϕδ+≤ (3-3) 解出上式中的,得到内压圆筒的计算壁厚。
2[]itpD pδσϕ=- (3-4) (3) 考虑到钢板厚度不均匀及介质对筒壁的腐蚀作用,在确定筒体所需厚度时,还应在计算壁厚的基础上,增加壁厚附加量C 。
综合以上因素,内压圆筒壁厚的计算公式为2[]id t pD C pδσϕ=+- (3-5)对于已有的圆筒,测量壁厚,则其最大许可承压的计算公式为2[]()2[][]()t t n ei n i eC pD C D δϕδδϕδδδ-==+-+ (3-6) 以上诸式中δ—圆筒计算壁厚,mm ; d δ—圆筒设计壁厚,mm ; n δ—圆筒名义壁厚,mm ; e δ—圆筒有效壁厚,mm ; p —容器设计压力,MPa ; i D —圆筒内压,mm ;[]t σ—设计温度t ℃下,筒体材料的许用应力,MPa ; ϕ—焊缝系数; C —壁厚附加量,mm 。
2.1 塔设备所承受的各项载荷计算 2.1.1 操作压力当为内压时,在塔壁上引起周向及轴向拉应力;当为外压时,为满足不失稳前提下,则在塔壁上引起周向及轴向压应力。
显然,操作压力对裙座不起作用。
塔体在设计压力p 作用下产生轴向应力σ1=4ipD δ(4-2) 式中p —设计压力,Mpa ;D i —筒体内径,mm ;δ—筒体壁厚(不包括壁厚附加量),mm 。
3.1 等面积补强的设计法3.2 适用的开孔范围圆筒当内径1500mm i D ≤时,开孔最大直径2iD d ≤,且520mm d ≤;当内径1500mmi D >时,开孔最大直径3iD d ≤,且1000mm d ≤。
凸形封头或球壳的开孔最大直径2i Dd ≤。
锥壳(或锥形封头)的最大开孔直径3i Dd ≤,i D 为开孔中心处的锥壳内直径。
3.3 内压容器开孔所需补强面积内压容器的圆筒、球壳、锥壳、椭圆形封头及碟形封头开孔后所需的补强面积为22(1)mm et r A d f δδδ=+- (5-1)式中d —开孔直径,圆形孔取接管内直径加两倍壁厚,mm ;δ—壳体开孔处的计算厚度,对于锥壳是以开孔中心处锥壳内之间能够来计算;mm ;et δ—接管有效厚度,mm ;r f —强度削弱系数,等于设计温度下接管材料与壳体材料许用应力之比值,当该比值大于1.0时,取r f =1.0;对于安放式接管,取r f =1.0。
3.4 有效补强范围筒体或封头开孔时,其补强区域的有效范围按图中矩形WXYZ 范围确定。
有效宽度B 按下式计算,取二者中较大值222n nt dB d δδ⎫=⎬++⎭(5-2)有效高度按下式计算,分别取较小值。
外侧高度 nt d δ⎫⎪⎬⎪⎭接管实际外伸高度=h 1 (5-3)内侧高度 nt d δ⎫⎪⎬⎪⎭接管实际内伸高度=h 2 (5-5)3.5 补强面积在有效范围内,可作为补强的截面积按下式计算A e =A 1+A 2+A 3 (5-6)其中A e —补强面积,mm 2;A 1—壳体有效厚度减去计算厚度之外的多余有效面积,2mm ;A 1=(B-d)( δe -δ)-2δet (δe -δ)(1- f r ) (5-7)A 2—接管有效厚度减去计算厚度之外的多余面积,2mm ;A 2=2h 1(δet -δt )f r +2h 2(δet -C 2)f r (5-8)δt —接管计算厚度,mm ;C 2—腐蚀裕量,mm ; A 3—焊缝金属截面积,mm 2。
另加的补强面积A 4=A-(A 1+A 2+A 3) (5-9)式中A 4—有效补强范围内另加的补强面积,2mm 。
当采用补强圈进行局部补强时,补强圈的外径和内径,可根据接管的公称直径,按下表选取。
补强圈的厚度δr 可粗略按下式计算δr =4AD d (5-10)式中 d 、D —分别为补强圈的内、外径。
表3-1 补强圈尺寸接管公称直径 7080100 125 150 175 200 225 250 300 350 400 450 500接管外径 7689108 133 159 194 219 245 273 325 377 426 480 530补强圈内径 8093112 137 163 198 223 249 277 329 381 430 484 534补强圈外径140 160 200 250 300 360 400 440 480 550 620 680 760 840 当采用标准补强圈时,可按JB/T4736或HG21506选用。
4 吸收塔的工艺计算4.1 物料平衡4.2.1 脱水量由图查得: 进料气水含量=835g 水/1000m 3(GPA )=835kg 水/106m 3(GPA );干气水含量 =102g 水/1000m 3(GPA )=102 kg 水/106m 3(GPA );进料气脱水量 8.06124102835.02=-⨯=)( (kg/h )。
4.2.2 甘醇循环流量进料气带入的水量 =2.0×835/24=69.58(kg/h );三甘醇循环流量按脱除进料气带入的全部水量计算。
此法虽然保守,但却比较安全。
三甘醇循环流量 =16.7×69.58=1161.99(L/h )=1.162(m 3/h ); 贫甘醇浓度为99%(w ),在吸收温度下的密度为1.108kg/L 。
故其质量循环流量 =1162.99×1.108=1287.48(kg/h )。
4.3 吸收塔4.3.1 直径三甘醇在操作条件下的密度=1108(kg/m 3); 气体在操作条件下的密度84.4033273314.89.017105.53=+⨯⨯⨯⨯==)(ZRT PM gρ(kg/m 3) (6-1)板间距取0.6m ,k =0.0488。
吸收塔允许空塔气速2495.084.4084.4011080488.0]/[5.05.0=-⨯=-=)()(l g l g k v ρρρ(m/s ) (6-2)进料气在操作条件下的体积流量6.7351515.5)6.15273(9.0332731013.0100.26=⨯+⨯+⨯⨯⨯=)((m 3/d )=0.4068(m 3/s ); 吸收塔截面积 =0.4068/0.2495=1.6305(m 3); 吸收塔直径4421.13605.14=⨯=π(m ),取内径为1.50m 。
4.3.2 高度吸收塔直径D =1.50m ;吸收塔内板间距为0.6m ,共8层塔板,高度=4.80m ; 进口气涤器高度(1D )=1.50(m );贫甘醇进口至塔顶捕雾器高度(1D )=1.50(m ); 吸收塔总高度=4.80+1.50+1.50=7.80(m )。