1、( 此文檔為 word 格式，下載后您可任意編輯修改！)優(yōu)秀論文審核通過未經(jīng)允許切勿外傳脫硫裝置穩(wěn)定塔設(shè)計(jì)摘要本次設(shè)計(jì)主要針對(duì)120 萬噸年催化汽油加氫脫硫裝置穩(wěn)定塔。加氫脫硫過程作為原油后續(xù)加工的一項(xiàng)重要的加工過程，脫硫裝置穩(wěn)定塔設(shè)備顯得尤為重要。因此嚴(yán)格要求該塔體在各個(gè)載荷工況下的強(qiáng)度必須合格。本設(shè)計(jì)前部分對(duì)塔的各個(gè)結(jié)構(gòu)件進(jìn)行分析介紹，并且確定了該結(jié)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)以及受力狀態(tài)，確保該結(jié)構(gòu)件適用于該塔體。該塔采用的是浮閥塔塔盤，一共25 塊塔盤，溫度 275 等。承受的載荷有內(nèi)壓、地震載荷、風(fēng)載荷，由于存在變徑段，因此該塔需要對(duì)不同直徑塔段及該塔段的封頭的厚度進(jìn)行計(jì)算和校核，同時(shí)設(shè)計(jì)計(jì)算該塔體的

2、裙座。進(jìn)而對(duì)塔體的地震載荷，風(fēng)載荷等進(jìn)行穩(wěn)定性校核。在滿足強(qiáng)度要求的同時(shí)，還需校核塔體的裙座，地腳螺栓，塔體與裙座的焊接處的強(qiáng)度，確保整個(gè)塔體的強(qiáng)度合格。最后繪制了裝配圖和兩張零部件圖。關(guān)鍵詞： 穩(wěn)定塔，原油加工，厚度設(shè)計(jì)，強(qiáng)度校核1The Design of Desulfurization Stability TowerAbstractThis design mainly aims at of the stability tower 1.2 million tonsyear of catalyticgasoline unit.Hydrogenation desulfurization pro

3、cess is an important process for subsequent processing of crude oil. The stability tower is particularly important. So the strength of the tower body must be qualified under various load conditions.We design parameters, the design pressure is 1.3MPa. The design temperature is 275 . Carry loads of in

4、ternal pressure, seismic load and wind load, as the different diameter, so we should design the thickness of the different diameter of the tower and the shell cover, and then we should check it. At the same time, design and calculation of the tower body skirtThen we check the seismic load and the wi

5、nd load of tower body. While the strength requirement is qualified, we still need to check the tower body skirt, anchor bolts, tower body and the skirt of the strength of the welds ensure that the whole tower body strength is qualified.Finally draw the two pieces of parts drawing and a piece of asse

6、mbly drawing.Keywords: Stability TowerCrude Oil ProcessingDesign of the ThicknessStrengthCheck2目 錄1 前言 ,12 穩(wěn)定塔的工藝流程及結(jié)構(gòu)簡圖,42.1脫硫裝置穩(wěn)定塔的工藝流程及其簡圖,42.2脫硫裝置穩(wěn)定塔的結(jié)構(gòu)簡圖,53 塔內(nèi)部結(jié)構(gòu)件的說明介紹,63.1塔體內(nèi)部的材料選取，介質(zhì)的物理性質(zhì)及設(shè)計(jì)參數(shù),63.2封頭 ,63.3筒體 ,63.4裙座 ,73.5吊柱 ,83.6人孔和手孔 ,83.7開孔接管 ,93.8穩(wěn)定塔的內(nèi)部結(jié)構(gòu)件,113.9塔內(nèi)部的其他結(jié)構(gòu)件,143.10 塔設(shè)備的振動(dòng)及預(yù)防,

7、154 塔設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算及強(qiáng)度校核,174.1設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)主要依據(jù),174.2筒體的設(shè)計(jì)計(jì)算及強(qiáng)度校核,174.3封頭的設(shè)計(jì)計(jì)算及強(qiáng)度校核,194.4塔體裙座的設(shè)計(jì)計(jì)算,214.5地腳螺栓座 ,254.6塔頂?shù)踔?,2534.7塔式容器的質(zhì)量計(jì)算,264.8塔的基本自振周期的計(jì)算,304.9地震力及地震彎矩的計(jì)算,314.10風(fēng)載荷及風(fēng)彎矩的計(jì)算,334.11偏心彎矩 ,374.12最大彎矩 ,374.13塔殼軸向應(yīng)力的校核,384.14裙座殼穩(wěn)定性的校核,404.15液壓試驗(yàn)時(shí)應(yīng)力校核,424.16地腳螺栓座的設(shè)計(jì)及校核,434.17裙座與塔殼連接處焊縫,474.18開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算 ,475

8、 結(jié)論 ,55參考文獻(xiàn) ,56謝辭 ,5741 前言在化工、煉油、醫(yī)藥、食品以及環(huán)境保護(hù)等工作部門，塔設(shè)備是一種重要的單元操作設(shè)備。它的應(yīng)用面廣、量大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，塔設(shè)備無論其投資費(fèi)用還是所消耗的鋼材重量，在整個(gè)過程設(shè)備中所占比例都相當(dāng)高，如下表所示為幾個(gè)典型的實(shí)例。表 1-1 塔設(shè)備的投資及重量在過程設(shè)備中所占比例裝置名稱塔設(shè)備投資比例 %裝置名稱塔設(shè)備投資比例 %化工及石油化工25.460萬噸，120萬噸年48.9催化裂化煉油以煤化工34.8530萬噸年乙烯25.3化纖44.94.5萬噸年丁二烯54塔設(shè)備的作用是實(shí)現(xiàn)氣（汽） -液相或液 -液相之間的充分接觸，從而達(dá)到相際之間進(jìn)行傳質(zhì)及傳熱的目

9、的。其廣泛用于蒸餾、吸收、介吸（氣提）、萃取、氣體的洗滌、增濕及冷卻等單元操作中，它的操作性的好壞，對(duì)整個(gè)裝置的生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量，成本以及環(huán)境保護(hù)、 “三廢”處理等都有較大的影響。因此塔設(shè)備的研究一直是工程界所關(guān)注的熱點(diǎn)。隨著石油、化工的迅速發(fā)展，塔設(shè)備的合理造型及設(shè)計(jì)將越來越受到關(guān)注和重視。塔設(shè)備的總類很多，常見有如下幾種類型：加壓塔，減壓塔及常壓塔；精餾塔，吸收塔，干燥塔等；板式塔，填料塔。其中板式塔又分為浮閥塔，泡罩塔，舌形塔等。本設(shè)計(jì)的塔為板式塔。工業(yè)上最早出現(xiàn)的板式塔是篩板塔和泡罩塔。篩板塔出現(xiàn)于 1830 年，很長一段時(shí)間內(nèi)被認(rèn)為難以操作而未得到重視。泡罩塔結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但容易操作

10、，自 1854 年應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)以后， 很快得到推廣， 直到 20 世紀(jì) 50 年代初，它始終處于主導(dǎo)地位。第二次世界大戰(zhàn)后，煉油和化學(xué)工業(yè)發(fā)展迅速，泡罩塔結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高的缺點(diǎn)日益突出，而結(jié)構(gòu)簡單的篩板塔重新受到重視。通過大量的實(shí)驗(yàn)研究和工業(yè)實(shí)踐，逐步掌握了篩板塔的操作規(guī)律和正確設(shè)計(jì)方法，還開發(fā)了大孔徑篩板，解決了篩孔容易堵塞的問題。因此， 50 年代起，篩板塔迅速發(fā)展成為工業(yè)上廣泛應(yīng)用的塔型。與此同時(shí)，還出現(xiàn)了浮閥塔，它操作容易，結(jié)構(gòu)也比較簡單，同樣得到了廣泛應(yīng)用。而泡罩塔的應(yīng)用則日益減少，除特殊場合外，已不再新建。 60 年代以后 ,石油化工的生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大 ,大型塔的直徑已超過 10

11、m。為滿足設(shè)備大型化及有關(guān)分離操作所提出的各種要求，新型塔板不斷出現(xiàn)，已有數(shù)十種。該塔采用浮閥塔塔板，雙溢流型。一共有25 塊塔板。浮閥塔有如下優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)能力大；操作彈性大，在較寬的氣相負(fù)荷范圍內(nèi)，塔板效率變化較小；塔板效率高，因?yàn)槠錃庖合嘟佑|良好，霧沫夾帶較小；塔板結(jié)構(gòu)及安裝簡單，重量較輕，費(fèi)用較低。然而，浮閥塔還有一定缺點(diǎn)，如下：氣速較低時(shí)塔板效率有所下降；浮閥閥片有卡死或吹落的可能，導(dǎo)致操作運(yùn)轉(zhuǎn)及檢修的困難；塔板壓降較大時(shí)，妨礙它在高氣相負(fù)荷及真空塔中的應(yīng)用。由于浮閥塔的以上特點(diǎn)，則使浮閥塔代替泡罩塔，成為當(dāng)今最廣泛的塔型之一，根據(jù)其具有優(yōu)異的綜合性能，在當(dāng)前石油化工領(lǐng)域是被首選的。對(duì)于

12、塔設(shè)備而言，除了要滿足它滿足的特定的工藝條件外，還應(yīng)滿足以下基本要求：氣液兩相充分接觸，相際之間傳熱面積大；生產(chǎn)能力大，即氣液處理量大；操作穩(wěn)定，操作彈性大；阻力小；結(jié)構(gòu)簡單，制造、維修方便；耐腐蝕，不宜堵塞。2 穩(wěn)定塔的工藝流程及結(jié)構(gòu)簡圖2.1 脫硫裝置穩(wěn)定塔的工藝流程及其簡圖如圖 2-1 所示 , 重汽油與氫氣混合再被加熱到一定溫度后進(jìn)入加氫脫硫反應(yīng)器。加氫脫硫后的反應(yīng)產(chǎn)物被反應(yīng)產(chǎn)物加熱爐加熱并為穩(wěn)定塔重沸器提供熱源, 再經(jīng)換熱后進(jìn)入反應(yīng)產(chǎn)物空冷器, 在進(jìn)入空冷器之前注入脫氧水, 以溶解掉反應(yīng)過程中所產(chǎn)生的銨鹽。反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)空冷器冷卻55 后進(jìn)入加氫脫硫產(chǎn)品分離罐D(zhuǎn) -201 , 進(jìn)行氣、油

13、、水三相分離。其中的水相作為含硫污水送至污水汽提裝置; 氣相作為循環(huán)氫進(jìn)入循環(huán)氫脫硫部分; 油相一部分經(jīng)換熱后進(jìn)入穩(wěn)定塔, 另一部分作為急冷油由加氫脫硫反應(yīng)器急冷泵升壓后進(jìn)入加氫脫硫反應(yīng)器。設(shè)置穩(wěn)定塔的目的在于將脫硫重汽油中的輕烴和H 2S 汽提出去 , 以保證重汽油產(chǎn)品的閃點(diǎn)和銅片腐蝕合格。圖 2-1 加氫脫硫部分工藝流程簡圖2.2 脫硫裝置穩(wěn)定塔的結(jié)構(gòu)簡圖圖2-2塔體結(jié)構(gòu)簡圖1吊柱2塔頂出氣管3上封頭4塔體（一）5塔體（二）6裙座7地腳螺栓8塔體（三）9塔殼10人孔11下封頭12檢查孔13裙座殼3 塔內(nèi)部結(jié)構(gòu)件的說明介紹3.1 塔體的材料選取，介質(zhì)物理性質(zhì)及設(shè)計(jì)參數(shù)選取塔體，封頭，裙座以及

14、地腳螺栓材料均為Q245R。3操作介質(zhì)為碳?xì)浠衔铮橘|(zhì)密度=700kgm。設(shè)計(jì)參數(shù)見表 3-1。表 3-1 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表設(shè)計(jì)壓力1.3MPa最高設(shè)計(jì)壓力1.12MPa容器類別一類設(shè)計(jì)溫度275最高（低）工作溫度240全容器150m3基本風(fēng)壓500Pa地震設(shè)防烈度7 度（ 0.1g）焊接接頭系數(shù)1.0操作介質(zhì)HC+H 2地震設(shè)計(jì)分組第一組腐蝕裕度6mmS介質(zhì)特性易燃場地土類別II設(shè)計(jì)壽命20 年3.2 封頭該塔共兩個(gè)封頭，為上封頭和下封頭。封頭形式選取標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭。標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭是由半個(gè)托球面和短圓筒組成。直邊段的作用是避免封頭焊縫連接處出現(xiàn)經(jīng)向曲率半徑突變，以改善焊縫的受力狀況。由于封頭的橢

15、球部分經(jīng)線曲率半徑變化平滑，故應(yīng)力分布較為均勻，且橢球形封頭深度較半球形封頭的深度小的多，易于沖壓成型，是目前中、低壓容器中較多的封頭之一。由于該塔設(shè)計(jì)壓力為1.3MPa ，屬于低壓容器，并且鑒于橢球形封頭的受力特點(diǎn)，選取該塔器封頭為標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭。由于該塔存在變徑部分，故上封頭和下封頭基本尺寸不相同，具體尺寸及圖示見設(shè)計(jì)部分 4.3 和 4.4。3.3 筒體該塔設(shè)備存在變徑部分， 故筒體分為三部分， 依次為：小徑段筒體（ 1900mm）、過渡段筒體、大徑段筒體（3000mm）。該塔設(shè)備由于采用雙溢流型塔盤，并且經(jīng)核算該塔的氣液相負(fù)荷均偏大，故塔頂氣相負(fù)荷偏小，則在塔內(nèi)上升蒸汽的體積流量V s

16、，提餾段要大于精餾段。故選取提餾段塔徑偏大，為3000mm，而精餾段的一部分塔徑選取塔徑偏小，取直徑為 1900mm。同時(shí)對(duì)于大型塔設(shè)備，較小的塔徑還可以減小壁厚，節(jié)省投資。故該塔設(shè)備選用變徑塔。3.4 裙座裙座組成塔設(shè)備的裙座分為圓筒形和圓錐形兩類，由如下幾個(gè)部分組成：裙座筒體、基礎(chǔ)環(huán)、地腳螺栓座、人孔、排氣孔、引出管通道、保溫支撐圈等。結(jié)構(gòu)簡圖如圖3-1。圖 3-1 裙座的結(jié)構(gòu)簡圖1檢查孔2蓋板3地腳螺栓座4基礎(chǔ)環(huán)5裙座殼6引出孔7地腳螺栓8筋板裙座與塔體的焊縫裙座與塔底焊接接于封頭之間的焊接接頭可分為對(duì)接以及搭接接頭。本塔設(shè)備采用的是對(duì)接接頭。采用對(duì)接接頭時(shí)，裙座筒體外與塔體下封頭外徑相

17、等，焊縫必須采用全融透的連續(xù)焊。其焊接結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)部分4.4。裙座材料裙座不直接與塔內(nèi)介質(zhì)接觸，也不承受塔內(nèi)介質(zhì)的壓力，因此不受壓力容器用材的限制。可選用較經(jīng)濟(jì)的普通碳素結(jié)構(gòu)鋼。常用的裙座材料一般選用Q235-A 以及 Q235-A·F，考慮到 Q235-A·F 有缺口及夾層等缺陷，因此用于常溫操作，設(shè)計(jì)溫度高與-20，且不以風(fēng)載荷或地震載荷確定裙座筒體厚度的場合。若裙座設(shè)計(jì)溫度等于或低于-20，裙座筒體材料應(yīng)選用16Mn 。3.5 吊柱安裝在室外，無框架的整體塔設(shè)備，為了安裝以及拆卸內(nèi)件，更換或者補(bǔ)充材料，往往在塔頂設(shè)置吊柱。吊柱的方位應(yīng)使吊柱中心線與人孔中心線之間有合適

18、的夾角，使人能站在平臺(tái)上操作手柄，使吊柱的垂直線可以轉(zhuǎn)到人孔附近，以便從人孔裝入或取出塔內(nèi)件。吊柱的結(jié)構(gòu)以及塔體上的安裝中，吊柱管通常采用20 無縫鋼管，其它部件可以采用 Q235-A 和 Q235-A·F。吊柱與塔體連接的襯板應(yīng)與塔體的材料相同。吊柱的主要尺寸參數(shù)可參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)HGT 21639 塔頂?shù)踔?.6 人孔和手孔人孔人孔是安裝或者檢修人員進(jìn)出塔內(nèi)的唯一通道。人孔設(shè)置應(yīng)該便于人員進(jìn)入任何一層塔板。一般板式塔每隔10 到 20 層塔板或 5 到 10m 塔段，設(shè)置一個(gè)人孔。對(duì)于直徑大于 800mm的填料塔，人孔可以設(shè)置在每段填料層的上、下方。同時(shí)兼作填料裝卸孔用。 在設(shè)置操

19、作平臺(tái)的地方， 人孔中心高度一般比操作平臺(tái)高0.7 到 1m，最大不宜超過 1.2m，最小為 600mm。人孔設(shè)置一般在氣液進(jìn)、出口等需要經(jīng)常維修清理的部位。另外在塔頂和塔釜也各設(shè)置一個(gè)人孔。塔徑小于 800mm時(shí)，在塔頂設(shè)置法蘭，不在塔頂上開設(shè)人孔。設(shè)置人孔處的塔盤間距應(yīng)根據(jù)人孔的直徑確定，一般不小于人孔直徑、塔盤支撐梁高度及 50mm 之和，且不小于 600mm。塔體上與采用垂直吊蓋人孔，但個(gè)別有妨礙操作或者有保溫層時(shí)，可采用回轉(zhuǎn)蓋人孔。塔體在出廠前一般以臥置狀態(tài)進(jìn)行水壓試驗(yàn)，所以塔體人孔的壓力等級(jí)選擇，必須考慮臥置狀態(tài)試壓時(shí)的試驗(yàn)壓力。人孔法蘭的密封面形式及墊片用材，一般與塔的接管法蘭相

20、同。操作溫度高于350時(shí)，應(yīng)該采用對(duì)焊法蘭人孔。本設(shè)計(jì)中的穩(wěn)定塔的人孔公稱壓力為 2.5MPa，設(shè)計(jì)溫度為 275。故選用垂直吊蓋帶頸對(duì)焊法蘭人孔。 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為： HGT 21521 2005垂直吊蓋帶頸對(duì)焊法蘭人孔。手孔手孔是指手能伸入的設(shè)備孔口，用于不便進(jìn)入或不能進(jìn)入設(shè)備技能清理、檢查或者維修的場合。手孔也常用作小直徑填料塔裝卸填料之用，在每段填料層的上、下方各設(shè)置一個(gè)手孔。本穩(wěn)定塔不涉及手孔。3.7 開孔接管表 3-2 開孔接管表名 稱數(shù)公稱直公稱壓管口形管口外伸高焊接接頭形量徑力式度式（mm）（ MPa ）（mm）進(jìn)料口21505.0RF20010回流口11805.0RF2005重沸器

21、反回14505.0RF25011口氣相出口11505.0RF圖11表 3-2 續(xù)表液相出口12505.0RF圖11重沸器進(jìn)料14005.0RF圖11口人孔56002.511放空口1505.0RF圖5吹掃口1505.0RF1505熱電偶口3405.0RF1505壓力傳送口1205.0RF1505液位變送器2505.0RF1505口液位變送器2505.0RF1505口安全閥口11505.0RF圖11排氣口4100圖11引出口1450圖2引出口1600圖2檢查口2500圖23.7.1 進(jìn)料口液體進(jìn)料管的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足如下要求：液體不直接加到塔盤的鼓泡區(qū)。盡量使液體均勻分布。接管安裝高度應(yīng)不妨礙塔盤液體流

22、動(dòng)。液體內(nèi)含有氣體時(shí)，應(yīng)該設(shè)法排除。管內(nèi)的允許的流速一般不超過 1.51.8ms。常見的液體進(jìn)料管有直管進(jìn)料管與彎管進(jìn)料管，常用材料為碳素鋼，壁厚可酌量減少，彎管結(jié)構(gòu)能自由取出。對(duì)于物料清潔和輕微腐蝕的情況，可以不必采用可拆結(jié)構(gòu)，直接與塔壁焊死即可。液相出口釜液從塔底出口管流出，在一定條件下，釜液會(huì)在出口管中心形成一個(gè)向下的漩渦流，使塔釜液面不穩(wěn)定，且能帶出氣體。如果出口路口有泵，氣體進(jìn)入泵內(nèi)，會(huì)影響泵的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，故在釜液出口處都是應(yīng)裝設(shè)防渦流擋板。3.8 穩(wěn)定塔的內(nèi)部結(jié)構(gòu)件塔盤結(jié)構(gòu)該穩(wěn)定塔共有25 塊塔盤，采用浮閥塔塔盤，雙溢流型，由塔板、降液管、受液槽、溢流堰和氣液接觸組件等部件組成。如圖

23、3-2 所示。浮閥塔塔盤上開有一定形狀的閥孔，控制安裝了可在適當(dāng)范圍內(nèi)上下浮動(dòng)的閥片，因而可適應(yīng)較大的氣相負(fù)荷的變化，閥片的形狀有圓形、矩形等。浮閥塔操作時(shí)氣、液兩相的流程與泡罩塔相似，蒸氣從閥孔上升，頂開閥片，穿過環(huán)形縫隙，然后以水平方向吹入液層，形成泡沫。浮閥能隨著氣速的增減在相當(dāng)寬的氣速范圍內(nèi)自由的升降，以保持塔內(nèi)穩(wěn)定的操作。圖 3-2 塔盤的結(jié)構(gòu)圖1降液管； 2受液槽；3氣液相接觸組件（浮閥）； 4入口溢流堰；5出口溢流堰。氣液相接觸組件該塔盤的氣液相接觸組件為浮閥。目前國內(nèi)應(yīng)用最為普遍的是F1 型浮閥，分為輕閥和重閥兩種。浮閥的閥片及三個(gè)閥腿是整體沖壓的，閥片的周邊還沖有三個(gè)下彎的小

24、定距片。浮閥關(guān)閉閥孔時(shí)，它能使浮閥與塔板之間保留一小段間隙。同時(shí)，小定距片還能保證閥片停在塔板上與其它點(diǎn)接觸，避免閥片粘在塔板上而無法上浮。閥片四周向下傾斜，且有銳邊，增加了氣體進(jìn)入液層的湍動(dòng)作用，有利于氣液傳質(zhì)。浮閥的最大開度由閥腿的高度決定，一般為 12.5mm。塔盤塔盤按照其塔徑的大小及塔盤的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可以分為整塊式塔盤及分塊式塔盤。當(dāng)塔徑 DN 800mm 時(shí)，采用分塊式塔盤，而當(dāng)塔徑 DN 700mm 時(shí)宜采用整塊式塔盤。該塔塔徑 DN=3000mm800mm，故采用分塊式塔盤。對(duì)于直徑較大的板式塔，為了便于制造、安裝、檢修，可以將塔盤分成數(shù)塊。通過人孔送人塔內(nèi)，裝在焊于塔體內(nèi)部的支撐

25、件上。塔盤的分塊，應(yīng)結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便，具有足夠的剛性，且便于制造、安裝和維修。為了便于塔內(nèi)清洗和維修，使人能進(jìn)入各層塔盤，在塔盤連接中央處設(shè)置一塊通道板。各層塔盤板上的通道板最好開在同一垂直位置上，以利于采光和拆卸。在塔體的不同高度處，通常開設(shè)有若干人孔，人可以從上方或下方進(jìn)入。因此，通道板應(yīng)為上、下均可拆的連接結(jié)構(gòu)。塔盤板安放在焊接與塔壁的支撐圈上。塔盤板與支撐圈的連接用卡子，卡子由卡板、橢圓墊板、圓頭螺釘及螺母組成。降液管降液管的結(jié)構(gòu)形式可以分為圓形降液管和弓形降液管兩類。圓形降液管通常用于液體負(fù)荷低或者塔徑小的場合。弓形降液管用適用于大液量及大直徑的塔，塔盤面積的利用率高，降液能力大，

26、氣液分離效果好。降液管的作用為：是液體從上層塔盤流到下層塔盤的通道；使氣液相介質(zhì)在降液管內(nèi)充分的傳質(zhì)傳熱，達(dá)到氣液相介質(zhì)充分分離；同時(shí)降液管底部與受液盤之間形成液封。降液管的尺寸主要取決于液相介質(zhì)的流動(dòng)狀態(tài)及其停留時(shí)間。對(duì)于該塔而言，分塊式塔盤的降液管，有垂直式和降液式。對(duì)于小直徑或者負(fù)荷小的塔，可以選用垂直式塔盤；如果降液面積占塔盤總面積的比例超過12% 以上時(shí)，應(yīng)選用傾斜式降液管。一般取傾斜降液板的傾角為10°左右，使降液管下部的截面積為上部截面的55%60% ，這樣可以增加塔盤的有效面積。降液管與塔體的連接方式有可折式及焊接固定式兩種。可折式弓形降液管有折邊輔助梁，可以增加降液

27、板的剛度，但組裝不能調(diào)節(jié)。焊接固定式降液管的降液板，支撐圈和支撐板連接并焊于塔體上形成一塔盤固定件，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，制造方便。但不能對(duì)降液板進(jìn)行校正調(diào)節(jié)，也不便于檢修，適合于介質(zhì)比較干凈，不宜聚合，且直徑較小的塔設(shè)備。受液盤為了保證降液管出口處的液封，在塔盤上設(shè)置受液盤，受液盤分為平型和凹形兩種。受液盤的形式和性能直接影響到塔的側(cè)線取出，降液管的液封和流體流入塔盤的均勻性。平型受液盤適用于無聊容易聚合的場合。因?yàn)榭梢员苊庠谒P上形成死角，結(jié)構(gòu)可分為可拆式和固定式。當(dāng)液體通過降液管與受液盤的壓力降大于 25mm 水柱，或使用傾斜式降液管時(shí)，應(yīng)采用凹形受液盤，因?yàn)榘夹问芤罕P對(duì)液體流動(dòng)有緩沖作用，

28、可降低塔盤入口處的液封高度，使液流平穩(wěn)，有利于塔盤入口區(qū)更好地鼓泡。凹形受液盤的深度一般大于50mm，但不超過塔盤間距的13，否則應(yīng)該增大塔板間距。在塔或者塔段的最底層塔盤降液管末端應(yīng)設(shè)置液封盤，以保證降液管出口的液封。液封盤上應(yīng)該開設(shè)淚空以供停工時(shí)排液所用。溢流堰溢流堰根據(jù)它在塔盤上的位置可以分為入口溢流堰和出口溢流堰。當(dāng)塔盤采用平型受液盤時(shí)，為保證降液管的液封，使液體均勻流入下層塔盤，并減少液流在水平方向上的沖擊，故在液流進(jìn)入斷設(shè)置入口堰。而出口堰的作用是保持塔盤上液層的高度，并使流體均勻分布。導(dǎo)流槽為了是最后一層塔盤上流下來的流體順著導(dǎo)流槽流到塔底，準(zhǔn)確的進(jìn)入排出管，并從排出管排除塔體，

29、以防造成流體直接流到塔底造成液滴飛濺已經(jīng)不能準(zhǔn)確的流入排出管。防沖板在塔體內(nèi)為了防止進(jìn)入塔體的流體直接沖刷塔板而引起塔板的振動(dòng)失穩(wěn)和腐蝕而設(shè)置的。塔釜隔板塔釜隔板與導(dǎo)流槽共同使用，使流體更加穩(wěn)定，平緩的流到塔底，更加準(zhǔn)確的流入排出管，使液相介質(zhì)排出塔體。擋板本塔設(shè)備中的擋板置于重沸器返回口開孔處，使經(jīng)過重沸器熱交換后的液相介質(zhì)與原塔內(nèi)液相介質(zhì)相隔開來，避免相互混合。并且與塔釜隔板配合使用，使流體順著排出管流出塔體。3.9 塔內(nèi)其它結(jié)構(gòu)件爬梯踏步、籠梯及操作平臺(tái)為了便于操作人員上下塔體，因此需要在裙座處設(shè)置爬梯踏步以及在塔體上設(shè)置籠梯。為了便于操作人員通過塔上人孔進(jìn)出塔體，因此需要在每一個(gè)人孔以

30、及塔頂處設(shè)置操作平臺(tái)。該塔共5 個(gè)人孔，因此需要設(shè)置6 個(gè)操作平臺(tái)。加強(qiáng)圈由于該塔設(shè)備為外壓容器，屬于長圓通。因此可以再該塔體上加設(shè)加強(qiáng)圈，將長圓筒轉(zhuǎn)化為短圓筒，可以有效減少計(jì)算長度，減小塔體厚度，提高塔體臨界壓力，提高塔體的穩(wěn)定性。其設(shè)計(jì)的主要要求是確定加強(qiáng)圈的間距，截面尺寸及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，保證其有足夠的穩(wěn)定性。支持板在塔底裙座底部的引出孔出設(shè)置引出管及引出孔加強(qiáng)管。引出管或者引出孔加強(qiáng)處應(yīng)焊接支撐板予以支持，保證引出管及引出管加強(qiáng)管穩(wěn)定，不會(huì)隨著內(nèi)部流體的流動(dòng)而發(fā)生震動(dòng)。除沫器在塔內(nèi)操作氣速較大時(shí)，會(huì)出現(xiàn)塔頂霧沫夾帶，這不但造成物料的流失，也使塔的效率降低，同時(shí)還會(huì)造成環(huán)境的污染。為了避免這種

31、情況，需要在塔頂設(shè)置除沫裝置，從而減小液體的夾帶損失，確保氣體的純度，保證后續(xù)設(shè)備的正常操作。常用的除沫裝置有絲網(wǎng)除沫器、折流板除沫器以及旋流板除沫器。此外，還有多孔材料除沫器以及玻璃纖維除沫器。在分離要求不嚴(yán)格的情況下，也可以用干填料層作除沫器。3.10塔設(shè)備的振動(dòng)及預(yù)防塔設(shè)備的振動(dòng)原因安裝于室外的塔設(shè)備，在風(fēng)力的作用下，將產(chǎn)生兩個(gè)方向的振動(dòng)。一種是順風(fēng)方向的振動(dòng)，即振動(dòng)方向沿著風(fēng)的方向；另一種是逆風(fēng)方向的振動(dòng)，即振動(dòng)方向沿著風(fēng)的垂直方向，又稱橫向振動(dòng)或風(fēng)的誘導(dǎo)振動(dòng)。因?yàn)樗鼘?duì)塔設(shè)備的破壞較大，所以塔設(shè)備振動(dòng)的主要原因是風(fēng)的誘導(dǎo)振動(dòng)。塔設(shè)備的防振如果塔設(shè)備產(chǎn)生共振，輕者使塔體產(chǎn)生嚴(yán)重彎曲、傾斜

32、，使塔板效率下降，影響塔設(shè)備的正常操作，重者使塔設(shè)備導(dǎo)致嚴(yán)重破壞，造成事故。因此，在塔的設(shè)計(jì)階段就應(yīng)該采取措施以防止共振的發(fā)生。防止塔體共振可以采取如下方法：增大塔的固有頻率；采用擾流裝置；增大塔的阻尼。4 塔設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算及強(qiáng)度校核4.1 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)本塔設(shè)備的設(shè)計(jì)參數(shù)及數(shù)據(jù)見表31 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表。4.2 筒體的設(shè)計(jì)計(jì)算及強(qiáng)度校核筒體的設(shè)計(jì)計(jì)算及強(qiáng)度校核筒體的材料選取Q235-R，初選 1636 厚度段。該塔體設(shè)計(jì)溫度為275。通過t=20，t=275，eL，腐蝕裕量2，焊接接頭系 =148MPa=103MPaR=235MPaC =6mm數(shù)。初選設(shè)計(jì)壓力 Pc=1.3MPa。筒體的計(jì)

33、算厚度為：PcDi1.3300019.13mm2 tPc21031.01.3設(shè)計(jì)厚度dC219.136 25.13mm名義厚度：厚度負(fù)偏差C1=-0.3mm即 ndC125.13 0.3 5.17 30mm有效厚度 en(C1C2 )30 (0.3 6) 24.3mm強(qiáng)度校核：tPc ( Die)1.3(300024.3)80.89MPa2 e2 24.3由于且t80.89103t ，所以筒體I強(qiáng)度合格。MPaMPa水壓試驗(yàn)校核：本校核屬于水壓試驗(yàn)校核，屬于液壓試驗(yàn)。對(duì)于液壓試驗(yàn)，參數(shù)=1.25，最大工作壓力為 P=1.12MPa 。所以：PTP tgH 1.25 1.12 148103 9.

34、81 18350 10 92.19MPa103PT (Die )2.19 (300024.3)T136.28 MPa2 e2 24.3對(duì)于液壓試驗(yàn)來說， 0.9 ReL0.9 1.0235 211.5MPa強(qiáng)度校核，T136.28MPa0.9 ReL211.5MPa ，滿足要求。筒體 I 水壓試驗(yàn)強(qiáng)度合格。筒體的設(shè)計(jì)計(jì)算及強(qiáng)度校核筒體 II 的材料選取同筒體 II ，選取鋼材 Q235-R。選取與筒體 I 相同厚度段：1636t=20t=275，ReL=235MPa =148MPa， =103MPa初選設(shè)計(jì)壓力 Pc=1.3MPa。筒體的計(jì)算厚度為：PcDi1.3 190012.07mm2 t

35、Pc2103 1.01.3設(shè)計(jì)厚度dC212.076 18.07mm名義厚度：厚度負(fù)偏差C1=0.25mm即 ndC118.07 0.253.6822mm有效厚度 en(C1C2 )22(0.256) 15.75mm強(qiáng)度校核：Pc ( Die )1.3(190015.75)t2 e279.06MPa由于且t79.06103t ，所以筒體II強(qiáng)度合格。MPaMPa水壓試驗(yàn)校核：本校核屬于水壓試驗(yàn)校核，屬于液壓試驗(yàn)。對(duì)于液壓試驗(yàn)，=1.25，最大工作壓力為 P=1.12MPa。所以：PPtgH 1.25 1.12 14810310 92.04MPaT103PT ( Die )2.04 (19001

36、5.75)124.07 MPaT22 e對(duì)于液壓試驗(yàn)來說， 0.9 ReL0.9 1.0235 211.5MPa強(qiáng)度校核，T124.07MPa0.9 R eL211.5MPa ，滿足要求。筒體 II 水壓試驗(yàn)強(qiáng)度合格。4.3 封頭的設(shè)計(jì)計(jì)算及強(qiáng)度校核上封頭的設(shè)計(jì)計(jì)算及強(qiáng)度校核封頭選取為標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，選取鋼材材料為Q235-R。初選厚度與筒體厚度相同的材料厚度段： 1636mm。該塔體的設(shè)計(jì)溫度為275，即，t=20t=275， ReL=235MPa =148MPa， =103MPa計(jì)算壓力選取為設(shè)計(jì)壓力，即Pc=1.3MPa ，最高工作壓力為1.12MPa 。Pc Di1.3 19002 t

37、Pc2 1031.012.03mm0.5 1.3設(shè)計(jì)厚度 dC212.03618.03mm名義厚度：厚度負(fù)偏差C1=0.25mm即 ndC118.03 0.25 3.72 22mm有效厚度 en(C1 C2 ) 22 (0.256) 15.75mm強(qiáng)度校核：橢圓形封頭的最大允許工作壓力為： Pw 2t e2 103 15.751.7MPa 1.12MPaKDi0.5 e1 1900 0.5 15.75故上封頭強(qiáng)度合格。和圖 4-1。表 4-1 上封頭尺寸表公稱直徑 DNmm總深度 Hmm內(nèi)表面積 Am2容積 Vm 319005004.06240.9687圖 4-1 封頭尺寸圖下封頭的設(shè)計(jì)計(jì)算及

38、強(qiáng)度校核封頭選取為標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，選取鋼材材料為Q235-R。初選厚度與上封頭厚度相同的材料厚度段： 1636mm。該塔體的設(shè)計(jì)溫度為275，即，t=20t=275 =148MPa， =103MPa， ReL=235MPa計(jì)算壓力選取為設(shè)計(jì)壓力，即Pc，最高工作壓力為1.12MPa。=1.3MPaPc Di1.319.00mm2tP2103 1.00.51.3c設(shè)計(jì)厚度dC219.00625.00mm名義厚度：厚度負(fù)偏差C1=0.25mm即 ndC125 0.254.7530mm有效厚度 en(C1C2 )30(0.25 6) 23.75mm強(qiáng)度校核：橢圓形封頭的最大允許工作壓力為： Pw 2t e2 103.751.62MPa 1.12MPaKDi0.5 e1000.5.75故上封頭強(qiáng)度合格。和圖 4-1。表 4-2 上封頭尺寸表公稱直徑 DNmm總深度 Hmm內(nèi)