塔设备设计说明书

《化工设备机械基础》

塔设备设计

课程设计说明书

学院：木工学院

班级：林产化工0 8

学号：

姓名：万永燕郑舒元

分组：第四组

目录

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摘要 (3)

关键字 (4)

第二章设计参数及要求 (4)

1.1符号说明 (4)

1.2.设计参数及要求 (5)

5

7

第二章材料选择 (8)

2.1概论 (8)

2.2塔体材料选择 (8)

2.3 裙座材料的选择 (8)

第三章塔体的结构设计及计算 (8)

3.1 按计算压力计算塔体和封头厚度 (8)

3.2 塔设备质量载荷计算 (9)

3.3 风载荷和风弯矩 (11)

3.4 地震弯矩计算 (12)

3.5 各种载荷引起的轴向应力 (13)

3.6 塔体和裙座危险截面的强度与稳定校核 (14)

3.7 塔体水压试验和吊装时的应力校核 (17)

3.7.1 水压试验时各种载荷引起的应力 (17)

18

3.8塔设备结构上的设计 (18)

18

19

板式塔的总体结构 (20)

小结 (20)

附录 (21)

附录一有关部件的质量 (21)

附录二矩形力矩计算表 (21)

附录三螺纹小径与公称直径对照表 (22)

参考文献 (23)

前言

摘要

塔设备是化工、石油等工业中广泛使用的重要生产设备。塔设备的基本功能在于提供气、液两相以充分接触的机会，使质、热两种传递过程能够迅速有效地进行；还要能使接触之后的气、液两相及时分开，互不夹带。因此，蒸馏和吸收操作可在同样的设备中进行。根据塔内气液接触部件的结构型式，塔设备可分为板式塔与填料塔两大类。板式塔内沿塔高装有若干层塔板(或称塔盘)，液体靠重力作用由顶部逐板流向塔底，并在各块板面上形成流动的液层；气体则靠压强差推动，由塔底向上依次穿过各塔板上的液层而流向塔顶。气、液两相在塔内进行逐级接触，两相的组成沿塔高呈阶梯式变化。填料塔内装有各种形式的固体填充

物，即填料。液相由塔顶喷淋装置分布于填料层上，靠重力作用沿填料表面流下；气相则在压强差推动下穿过填料的间隙，由塔的一端流向另一端。气、液在填料的润湿表面上进行接触，其组成沿塔高连续地变化。目前在工业生产中，当处理量大时多采用板式塔，而当处理量较小时多采用填料塔。蒸馏操作的规模往往较大，所需塔径常达一米以上，故采用板式塔较多；吸收操作的规模一般较小，故采用填料塔较多。

板式塔为逐级接触式气液传质设备。在一个圆筒形的壳体内装有若干层按一定间距放置的水平塔板，塔板上开有很多筛孔，每层塔板靠塔壁处设有降液管。气液两相在塔板内进行逐级接触，两相的组成沿塔高呈阶梯式变化。板式塔的空塔气速很高，因而生产能力较大，塔板效率稳定，造价低，检修、清理方便

关键字

塔体、封头、裙座、。

第二章设计参数及要求

1.1符号说明

Pc ----- 计算压力，MPa；

Di ----- 圆筒或球壳内径，mm；

[Pw]-----圆筒或球壳的最大允许工作压力，MPa；

----- 圆筒或球壳的计算厚度，mm；

δn ----- 圆筒或球壳的名义厚度，mm；

δe ----- 圆筒或球壳的有效厚度，mm；

t]

[δ----- 圆筒或球壳材料在设计温度下的许用应力，MPa；

t

δ ------ 圆筒或球壳材料在设计温度下的计算应力，MPa；φ ------ 焊接接头系数；

C ------- 厚度附加量，mm；

1.2.设计参数及要求

1.2.1设计参数

1.2.2设计要求

（1） 塔体内径Di =1200 mm,塔高近似取H=28680mm 。

（2） 计算压力MPa p c 20.0=，设计温度t=200℃。

（3） 设计地区：基本风压值20/400m N q =，地震设防烈度为8度，场地土类：Ⅰ

类，设计地震分组：第二组，设计基本地震加速度为0.3g 。

（4） 塔内装有N=26层浮阀塔，每块塔盘上存留介质层高度为mm h w 60=，介质密

度为31/5.794m kg =ρ。

（5） 沿塔高每6块塔板左右开设一个手孔，手孔数为3个，相应在手孔处安装半

圆形平台3个，平台宽度为B=800mm ，高度为1000mm 。

（6） 塔外保温层的厚度为mm s 100=δ操作质量为./20003m kg m e =。

（7） 塔体与封头材料选用MnR 16，其中[][]MPa 170170==σσ，

MPa t ，Mpa s 345=σ，

（8） 裙座材料选用Q235-A 。

（9） 塔体与裙座对接焊接，塔体焊接接头系数85.0=φ。

（10） 塔体与封头厚度附加量C=2mm ，裙座厚度附加量C=2mm 。

第二章 材料选择

2.1概论

塔设备与其他化工设备一样，置于室外，无框架的自支承式塔体，绝大多数是采用钢材制造的。这是因为钢材具有猪狗的强度和塑性，制造性能较好，设计制造的经验也比较成熟，因此，在大型的塔设备中，钢材更具有无法比拟的有点。

2.2塔体材料选择

设计中塔体的材料选择是：MnR 16；塔体是塔设备的外壳，由等直径和等壁厚的圆筒和两个封头组成，塔体除满足工艺条件下的强度、刚度外，还应考虑风力、地震、偏心载荷所英气的强度、刚度问题，以及吊装、运输、检验、开停工作等的影响，所以选择塔体的材料很重要。

2.3 裙座材料的选择

设计中裙座材料的选择是：Q A -235；塔体裙座是塔体安放到基础上的连接部分，它必须保证塔体坐落在确定位置上进行正常工作，为此，它应当具有足够的强大和刚度，能够承受各种操作情况下的全塔质量，以及风力、地震等引起的载荷。

第三章 塔体的结构设计及计算

3.1 按计算压力计算塔体和封头厚度

(1) 塔体厚度计算

取δ=4mm ，考虑厚度附加量C=2mm ，经圆整，取mm n 8=δ，mm e 6=δ 。