塔设备的附件(一)裙座
1-塔设备的附件(一)--裙座
mAm sbaxmin0.9s,KB
裙座壳检查孔或较大管线引出截面为危险截面，应满足下列条件：
O 操作时 O 水压实验时
M Z m s 1 1 m a x m 0 1 1g A s m F V 1 1m K in ,K Bts
0 .3 M Z w 1 s 1 m M e m 1 m 1g A as x m F V 1 1m K i,0 n .B 9s
基础环上无筋板时基础环作为悬臂梁，在均匀载荷Dmax的作用下其最大弯曲应力
O 为：
b 2 bmax
1 max
Mm1 ax zb1
2
1•b2
b
6b
bmax []b
基础环上有筋板时，求出基础环厚
O 度：
b
6M s
[ ]b
3螺栓座的设计
O 为了使塔设备在刮风或地震时不致翻倒，必须安装足够数量和一定直径的地脚螺栓，把设备固定 在基础上。地脚螺栓承受的最大拉应力为
1.座体设计
首先参照塔体厚度试取一座体有效厚度L0,然后验算危险截面的应力，危险截面的位置一般取裙座基底 截面、裙座壳检查孔或较大管线引出孔截面。
M 裙座基底截面危险截面，应满足下列0条件0 ：
操作时
+
max
+水压试验时
+
Z sb
m0gFV 00 Asb
miK n,B Kts
0.3Mw00 Me Zsb
F1l3'
d3)c2
Z
F1l3'
(l2' d3)
c2(l4' d2)
2 z
三．总结，
O 裙座在化工设备中应用非常广泛，它是很好的固定装置，将设备与地面连接起来，虽然裙座不是 受压元件，但是由于裙座对整个塔器至关重要，标准要求与受压元件相同，因为裙座受压不多， 提高裙座的用材要求造成太大的浪费，这种处理大大提高了裙座支承塔体的可靠性。
裙座
二、裙座的强度计算
裙座是最常见的塔设备支承结构，如右图所示。
按所支承设备的高度与直径比，裙座可分成两种：
一种是圆筒形，一种是圆锥形。
由于圆筒形裙座制
造方便和节省材料，所以被广泛采用。
但对于承受
较大风载荷和地震载荷的塔，需要配置较多的地角
螺栓和承受面积较大的基础环，则采用圆锥形裙座
支撑结构。
裙座由裙座体、基础环板、螺栓座及基础螺栓Array等结构组成。
裙座的上端与塔体的底封头焊接，下
端与基础环、筋板焊接，距地面一定高度处开有人
孔、出料孔等通道，基础环上筋板之间还组成螺栓
座结构。
裙座体常用Q235-A或16Mn材料。
裙座体
直径超过800mm时，一般开设人孔。
裙座体上方开
直径为50mm的排气孔，在底部开设排液孔，以便
随时排除液体。
座体和塔体的联接焊缝应和塔体本身的环焊封
保持一定距离。
如果封头是由数块钢板拼焊而成，
则应在裙座上相应部位开有缺口,以免联接焊缝和
封头焊缝相互交叉，见下图。
基础环板通常是一块环形板,基础环板上的螺栓孔开成圆缺口而不是圆形孔，如下图螺栓座
由筋板和压板构成。
地脚螺栓穿过基础环板与压板，便把裙座固定在地基上。
塔设备机械设计说明
第一章绪论1.1塔设备概述塔设备是石油、化工、轻工等各工业生产中仅次与换热设备的常见设备。
在上述各工业生产过程中，常常需要将原料中间产物或粗产品中的各个组成部分（称为组分）分离出来作为产品或作为进一步生产的精制原料，如石油的分离、粗酒精的提纯等。
这些生产过程称为物质分离过程或物质传递过程，有时还伴有传热和化学反应过程。
传质过程是化学工程中一个重要的基本过程，通常采用蒸馏、吸收、萃取。
以及吸附、离子交换、干燥等方法。
相对应的设备又可称为蒸馏塔、吸收塔、萃取塔等。
在塔设备中所进行的工艺过程虽然各不相同，但从传质的必要条件看，都要求在塔内有足够的时间和足够的空间进行接触，同时为提高传质效果，必须使物料的接触尽可能的密切，接触面积尽可能大。
为此常在塔内设置各种结构形式的内件，以把气体和液体物料分散成许多细小的气泡和液滴。
根据塔内的内件的不同，可将塔设备分为填料塔和板式塔。
在板式塔中，塔内装有一定数量的塔盘，气体自塔底向上以鼓泡喷射的形式穿过塔盘上的液层，使两相密切接触，进行传质。
两相的组分浓度沿塔高呈阶梯式变化。
不论是填料塔还是板式塔，从设备设计角度看，其基本结构可以概括为：（1）塔体，包括圆筒、端盖和联接法兰等；（2）内件，指塔盘或填料及其支承装置；（3）支座，一般为裙式支座；（4）附件，包括人孔、进出料接管、各类仪表接管、液体和气体的分配装置，以及塔外的扶梯、平台、保温层等。
塔体是塔设备的外壳。
常见的塔体是由等直径、等壁厚的圆筒及上、下椭圆形封头所组成。
随着装置的大型化，为了节省材料，也有用不等直径、不等壁厚的塔体。
塔体除应满足工艺条件下的强度要求外，还应校核风力、地震、偏心等载荷作用下的强度和刚度，以及水压试验、吊装、运输、开停车情况下的强度和刚度。
另外对塔体安装的不垂直度和弯曲度也有一定的要求。
支座是塔体的支承并与基础连接的部分，一般采用裙座。
其高度视附属设备（如再沸器、泵等）及管道布置而定。
它承受各种情况下的全塔重量，以及风力、地震等载荷，因此，应有足够的强度和刚度。
塔器设备的功能及结构介绍
第二节 塔设备的分类及一般构造
6、再生塔：再生的过程是混合物经蒸汽传质、汽提而使溶液解吸再生的 过程。 7、干燥塔：固体物料的干燥包括两个基本过程，首先是对固体加热以使 湿分气化的传热过程，然后是气化后的湿分蒸气分压较大而扩散进入气相的 传质过程，而湿分从固体物料内部借扩散等的作用而源源不断地输送到达固 体表面，则是一个物料内部的传质过程。因此干燥过程的特点是传质和传热 过程同时并存。 这里需要说明一点，有些设备就其外形而言属塔式设备，但其工作实质不 是分离而是换热或反应。如凉水塔属冷却器，合成氨装臵中的合成塔属反应 器。
第二节 塔设备的分类及一般构造
随着炼油、化工生产工艺的不断改进和发展，与之相适应的塔设备也形成 了形式繁多的结构和类型，以满足各种特定的工艺要求。为了便于研究和比 较，人们从不同的角度对塔设备进行分类。如按工艺用途分类，按操作压力 分类，也可按其内部结构进行分类。 1、按操作压力分为加压塔、常压塔和减压塔。 塔设备根据其完成的工艺操作不同，其压力和温度也不相同。但当达 到相平衡时，压力、温度、气相组成和液相组成之间存在着一定的函数 关系。在实际生产中，原料和产品的成分和要求是工艺确定的，不能随 意改变，压力和温度有选择的余地，但二者之间是相互关联的，如一项 先确定了，另一项则只能由相平衡关系求出。从操作方便和设备简单的 角度来说，选常压操作最好，从冷却剂的来源角度看，一般宜将塔顶冷 凝温度控制在30～40℃以便采用廉价的水或空气作为冷却剂。所以塔设 备根据具体工艺要求，设备及操作成本综合考虑，有时可以在常压下操 作、有时需要在加压下操作,有时还需要减压操作。
第二节 塔设备的分类及一般构造
2、按塔的内件构成结构分为板式塔和填料塔。 塔设备尽管其用途各异，操作条件也各不相同，但就其构造而言都大 同小异，主要由塔体、支座、内部构件及 附件组成。根据塔内部构件的 结构可以将其分为板式塔和填料塔两大类。具体结构如图所示。 塔体是塔设备的外壳，由圆筒和两封头组成；封头可以是半球形、椭 圆形、碟形等；支座是将塔体安装在基础上的连接部分，一般采用裙式支 座，有圆筒形和圆锥形两种，常采用圆筒形。裙座与塔体采用对接銲接或 搭接焊接连接，裙座的高度由工艺要求的附属设备（如再沸器、泵）及管 线的布臵情况而定。
塔的附件及布置
1、塔的平台塔平台为从人孔、手孔检查设备哦；紧固法兰；操作和维修调节阀组及检修、安装液面调节阀、大口径阀门、检修仪表和安全阀等附件而设。
当下列附件需要布置在距离地面3600mm以上，或距平台面1800mm以上时，应考虑设置平台（从地面至3600mm以下的高度，可使用移动平台）：控制阀组；重沸器；人孔；安全阀；DN100以上的阀门，电动阀；取样装置；DN200以上的盲法兰或“8”字盲板；有必要加法兰的地方；液位计。
现有的平台宽度一般为1-1.5m。
人孔用平台最小宽度为1m。
塔顶平台是为操作吊柱，放空阀和维修安全阀设置的，可制成方形，大小按需要确定。
此外，还需考虑如下事项：（1）人孔中心线以距平台600-1000mm之间为宜，最适宜高度750mm。
（SH 3011规定平台距人孔底部不宜大于800mm）（2）设置人孔的部位必须注意塔的内部构件，一般应设在塔板上方的鼓泡区，不得设在塔的降液管或受液槽区域内；塔的人孔应设在塔的操作区内，进、出塔比较方便、安全、合理的地方，并宜设在同一方位上。
塔体上的人孔（或手孔），一般每3－8层塔板布置一个；一座塔上的人孔宜布置在同一垂直线上，使其整齐美观；在平台上的人孔盖的闭合方向要与平台出口方向一致，避免紧急事故时，人孔盖挡住人员撤离的通道。
人孔所在平台应设置服务点（非净化风等），方便使用风动扳手以及正压通风。
（3）有两个以上塔设备并联的时候，建议同一平台标高，做联合平台。
平台应设防护栏和踢脚板，栏杆高度以1.2m为宜；平台的进出口处应有自动复位栏杆；影响检修的栏杆段，应为可拆卸的。
（4）联合平台应考虑各塔、架之间的热胀及其移动因素，留有缝隙，加入适当的销子。
塔身用法兰连接时，应在法兰下侧设置平台，平台面与法兰的距离不宜大于1.5m。
（5）通常，平台的均布载荷为250-400kgf/m2（2.5-4kPa）为宜，因维修或管架原因需要平台承当更大负荷时，须给设备工程师提出条件。
关于塔设备各结构的详细介绍
关于塔设备各结构的详细介绍根据塔类设备在炼油工艺及化工生产过程中作用的不同，.采用结构的不同，操作压力的不同，塔设备可分为：(1)按用途及在工艺过程中的作用可分为：分馏塔、吸收塔、解收塔、抽提塔、汽提塔、稳定塔、水洗塔和于燥塔等;(2)按内件结构可分为：板式塔、填料塔和转盘塔等;.(3)按压力可分为：常压塔、减压塔和加压塔等。
塔设备包括塔体、端盖、支座、接管、人孔或手孔、物料进出口、塔内附件、塔外附件等。
塔体是塔设备的外壳，用钢板卷焊制成，其直径随处理量及操作条件而定。
常见的塔休多为等直径.、等壁厚的圆筒。
随着生产装置的大型化，由于工艺需要和节约原材料，也有各种用途的不等直径，不等壁厚的大型塔设备用于炼油化工生产中。
塔的高度主要取决于对分馏产品的要求，炼油厂的分馏塔一般为十几米到几十米高。
.塔体壳壁的厚度除满足工艺条件下的强度要求外，还应校核风力、地震、偏心载荷所引起的强度和刚度，以及水压试验、吊装、运输、开停工的悄况下塔体的强度及稳定性。
另外.对塔体安装的垂直度和弯曲度都有一定的要求。
端盖是由钢板压制焊接而成，一般塔设备多采用标准椭圆形端盖。
减压塔多为半球形端盖，以有利承受外部较高的压强，而且可利用端盖自身做为破沫空间，以节省金属。
塔体支座是支承塔体并与基础连接的部件，一般采用裙座.。
其高度根据工艺要求及管线布置要求所决定。
由于炼油厂的塔设备重量较大，高度也较高，露天安置经常受到风力以及地震等载荷作用，因此，它应具有足够的强度和刚度。
接管是用以连接工艺管线，使之与相关设备连成封闭的系统，有物料进、出口接管、进气、排气接管，侧线进、出口管，安装检修用人孔、手孔接管，各种化工仪表接管等。
人孔和手孔是为了安装检修的需要而设置的。
板式塔内件由塔盘、降液管、溢流堰、紧固件，支承件及涂沫网装置等组成。
填料塔内件由喷淋装置，填料，栅板，液休再分配器等组成。
塔体内件是完成工艺过程，保证产品质量的主要部件之一。
塔设备裙式支座的设计
塔设备裙式支座的设计摘要：裙座是塔设备的关键部位，牵涉到塔器的的安全运行，关系到人民生命和财产的安全塔设备是石油化工装置中重要设备，占整个系统设备总量的25%~46%，也就是说石油、化工设备装置中塔设备的投资比例在25%~46%以上，因此塔设备的安全运行关系到人民生命和财产的安全。
塔设备的安全运行除了塔体本身外，支撑也是同等重要，没有牢固的支撑，塔体甚至可能倒塌。
大型塔设备都是由裙座支撑，因此裙座的设计是设备设计中的一关键点。
裙座的设计除强度外主要考虑以下三个方面：1.环境温度的影响JB/T4710-2005《钢制塔式容器》中规定裙座壳用钢应按受压元件用钢选择，可见裙座的重要性。
受压元件用钢对材料的含碳量，硫磷含量及材料的强度，延展性，韧性都有较高要求，但不是所有受压元件用钢均可以使用到裙座上。
JB/T4710中规定裙座设计温度取使用地月平均气温的最低值加20度。
我国幅员辽阔，南方与北方气温相差很大，对于南方使用Q235系材料即可，但对于北方最冷月月平均气温达到零下30~40度的须使用Q245R、Q345R甚至低温钢。
2.介质温度的影响JB/T4710仅校核了按常温考虑的底截面及具有最大开孔的断面的组合应力，这两个截面远离塔体，仅环境温度影响，设计计算时许用应力按常温时选取即可，但对于裙座与下封头的焊缝及保温内的部分裙座标准上没有考虑。
在200度以内材料许用应力变化不大，但之后急剧缩小，因此当设备工作温度大于200度后不校核此部分的应力是很危险的。
此部分温度可通过传热计算得到，但不是设备专业范围，费时、费力、需花费一定财力且运行平稳后此部分的温度与设备内介质温度相差不大，因此可按设备介质温度作为此部分的设计温度，笔者有个简单易行的办法：在采用常温校核裙座后，对保温部分裙座采用与本体同牌号的材料连接塔体和裙座作为过渡段，因为裙座一般是采用Q235类材料，而塔体材料强度要高于裙座，只需要确认下过渡段材料在其设计温度下许用应力不低于环境温度下的裙座材料的许用应力即可。
第七章-4 塔设备的附件
20
7.4 塔设备的附件
过程设备设计
思考题
1. 塔设备由哪几部分组成?各部分的作用是什么? 2. 填料塔中液体分布器的作用是什么?
ห้องสมุดไป่ตู้21
�
第五章 第六章 过程设备设计(下) 第七章 第八章
储存设备 换热设备
塔设备 反应设备
1
第七章 塔设备
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 概 述
填料塔 板式塔 塔设备的附件 塔的强度设计 塔设备的振动
2
7.4 塔设备的附件
过程设备设计
7.4 塔设备的附件
教学重点: 塔设备的基本附件. 教学难点: 无.
6
7.4 塔设备的附件
过程设备设计
特点——比表面积大,重量轻,空隙率大,使用方便, 除沫效率高,压力降小,应用广泛.
应用场合——清洁气体. 不宜用于液滴中含有或易析出固体物质的场合 (如碱液,碳酸氢钠溶液等),以免液体蒸发后 留下固体堵塞丝网. 当雾沫中含有少量悬浮物时,应注意经常冲洗.
7
7.4 塔设备的附件
9
7.4 塔设备的附件
过程设备设计
二,折流板式除沫
结构 由50mm×50mm×3mm角钢制成.
液相 进口 弯管 液相进口 气相出口
原理 夹带液体的气体通过角钢通道时,由 于碰撞及惯性作用而达到截留及惯性 分离.分离下来的液体由导液管与进 料一起进入分布器.
图7-66 折流板除沫器
10
7.4 塔设备的附件
3
7.4 塔设备的附件
过程设备设计
7.4.1 除沫器
现象——气速大时,塔顶雾沫夹带,造成物料流失,效 率降低,环境污染. 目的——减少液体夹带损失,确保气体纯度,后续设备 正常操作. 分类——丝网除沫器,折流板除沫器,旋流板除沫器, 多孔材料除沫器,玻璃纤维除沫器,干填料层 除沫器.
- 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)。
O 度：
b
6M s
[ ]b
3螺栓座的设计
O 为了使塔设备在刮风或地震时不致翻倒，必须安装足够数量和一定 直径的地脚螺栓，把设备固定在基础上。地脚螺栓承受的最大拉应 力为
B
max
M
00 w
Z
b
M
e
mmin g Ab
,
M
00 E
0.25M
00 w
Zb
Me
m0
g
Fv00 Ab
d1
4 B Ab n[ ]bt
m0 g Fv00 Ab
,
0.3M
00 w
Zb
Me
mmax Ab
g
基础环上无筋板时基础环作为悬臂梁，在均 匀载荷Dmax的作用下其最大弯曲应力
O为：
b 2 b max
1 max
M
1 m
ax
Hale Waihona Puke zb121
•
2 b
b
6
由此得出基础厚度
b 1.73b
bmax [ ]b
基础环上有筋板时，求出基础环厚
塔设备附件（一） 裙座
立式储罐裙座设计
O一.概述 O1.常用的裙座 O塔体常用号裙座支承，常用的裙座结构有圆筒形
裙座和圆锥形裙座。圆筒形裙座制作方便，经济 上合理，应用广泛。圆锥形裙座常用于细高塔， 如塔径DN<1m,且高径比H/DN>25,或 DN>1m,H/DN>30的支承为了防止风载荷或地震 载荷引起的弯矩造成的倾倒，圆锥形裙座可配置 更多的地脚螺旋，且具有足够大的稳定性，圆锥 形裙座的半锥角不得超过15°，原因是半锥角增 大，裙座所受应力急剧增加，裙座筒体的厚度也 需急剧增
C2
4.盖板设计
O 分块盖板 O 分块盖板的最大应力计算：
Z
(l2'
F1l3'
d
3
)
2 c
Z
(l
' 2
F1l3'
d
3
)
2 c
(l4'
d
2
)
2 z
三．总结，
O 裙座在化工设备中应用非常广泛，它是很好的固定装置，将设备与 地面连接起来，虽然裙座不是受压元件，但是由于裙座对整个塔器 至关重要，标准要求与受压元件相同，因为裙座受压不多，提高裙 座的用材要求造成太大的浪费，这种处理大大提高了裙座支承塔体 的可靠性。
人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。
把塔设备固定在基础上。 O（4）管孔 O在裙座上有检修用的检查孔、引出孔、排气孔等。
1.座体设计
首先参照塔体厚度试取一座体有效厚度L0,然后验算危险截面的应力， 危险截面的位置一般取裙座基底截面、裙座壳检查孔或较大管线引出 孔截面。
裙操+水座作压基时试底验截时面危+ M险Zm0截sba0x面+ ，m应0 g满Asb足FV0下0 列条mi件n K：B,
二．圆筒形裙座机械设计
O圆筒形裙座主要有以下几个部分组成： O（1）座体 O它的上端与塔体底封头焊接在基础环上，座体承受塔体
的全部载荷并把载荷传到基础环上去。 O（2）基础环 O基础环是块环形垫板，它把由座体传下来的载荷平均分
配到基础上去。 O（3）螺栓座 O由盖板和筋板组成，共安装地脚螺栓用，以便地脚螺栓
min
KB,0.9 s
2.基础环设计
O （1）基础环尺寸的确定 O 基础环内、外径一般可参考下试选取： DOb=Dis+(160~400)或
Dib=Dis-(160~400)
O (2)基础环厚度的设计 O 操作时或水压试验时，设备重力和弯矩在混凝土基础上所产生的最
大轴向压力为
bmax
max
M 00 max Zb
K
t s
0.3M
00 w
Me
Z sb
mmax Asb
min0.9 s , KB
裙座壳检查孔或较大管线引出截面为危 险截面，应满足下列条件：
O 操作时
M 11 max Z sm
m011 g FV11 Asm
min
KB, K
t s
O 水压实验时
0.3M
11 w
M
e
Z sm
m1ma1xg FV11 Asm