尾氣洗滌塔畢業(yè)設計說明書

1、內(nèi)蒙古科技大學本科生畢業(yè)設計說明書題 目：尾氣洗滌塔學生姓名：郝振富學 號：200704134104專 業(yè)：過程裝備與控制工程班 級：裝備071指導教師：于文研 教授摘要塔設備是化工、煉油生產(chǎn)中最重要的設備類型之一。本次設計的洗滌塔是化工生產(chǎn)中主要的體凈化處理設備。洗滌塔是一種新型的氣體凈化處理設備。它是在可浮動填料層氣體凈化器的基礎上改進而產(chǎn)生的，廣泛應用于工業(yè)廢氣凈化、除塵等方面的前處理，凈化效果很好。對煤氣化工藝來說，煤氣洗滌不可避免，無論什么煤氣化技術都用到這一單元操作。由于其工作原理類似洗滌過程，故名洗滌塔。本設計主要是針對甲醇氣化裝置中的尾氣洗滌塔進行設計，著重敘述了設備的筒體部分

2、和封頭部分的設計，以及塔的強度設計、穩(wěn)定性校核、輔助裝置及附件的選取以及浮閥塔盤的機構設計和工藝計算等內(nèi)容。關鍵詞：洗滌塔；浮閥塔；浮閥塔盤；強度設計；穩(wěn)定性校核61abstracttower equipment in the chemical, oil refining production of one of the most important type of device. the design of the washing tower is the main body of chemical production purification equipment. scrubber is

3、 a new type of gas purification equipment. it is floating in the packing layer can be based on the purification of gas generated improvements, widely used in industrial exhaust gas, dust and other aspects of pre-treatment, purification works well. on the coal gasification process, the gas washing is

4、 inevitable, no matter what technologies are used in the gasification unit operation. because of its working principle similar to the washing process, hence the name scrubber. this system is mainly aimed methanol gasification plant in the tail gas scrubber design, focusing on the equipment described

5、 in the cylinder part and the head part of the design, and the tower of strength design, stability check, the selection of auxiliary devices and accessories as well as bodies floating valve tray design and process calculation and so on.key words: scrubber; float valves; float valve trays; strength d

6、esign; stability check。目錄摘要iabstractii第一章 引言11.1、塔設備在化工生產(chǎn)中的作用11.2、塔設備的分類及結構簡介21.3、浮閥塔的工作原理及其特點21.4、浮閥塔板的分類31.4.1、f1型浮閥塔板31.4.2、l1條型浮閥塔板和t型浮閥塔板4第二章 浮閥塔盤的設計計算52.1、溢流裝置的設計52.1.1、降液管類型與溢流方式的選取52.1.2、溢流裝置的設計計算62.2、塔板布置72.3、浮閥的數(shù)目與排列82.4、浮閥塔板的流體力學驗算102.4.1、氣體通過浮閥塔板的壓強降102.4.2、淹塔112.4.3、霧沫夾帶122.4.4、塔板負荷性能圖1

7、3第三章 塔的機械設計計算163.1、塔體及封頭厚度的計算163.1.1塔體厚度的確定163.1.2、封頭厚度的確定183.2、塔設備質(zhì)量載荷的計算193.3、風載荷和風彎矩的計算203.3.1、水平風力的計算203.3.2、風彎矩的計算223.4、地震載荷的計算233.4.1塔的自振周期233.4.2、地震力計算233.4.3、地震彎矩的計算263.4.4、最大彎矩263.5、各種載荷引起的軸向應力273.6、塔體和裙座危險截面的強度與穩(wěn)定校核283.7、塔體水壓試驗和吊裝時的應力校核303.7.1、水壓試驗時各種載荷引起的應力303.7.2、水壓試驗時應力校核303.8、基礎環(huán)的設計313

8、.8.1、基礎環(huán)尺寸313.8.2、基礎環(huán)的應力校核323.8.3、基礎環(huán)的厚度323.9、地腳螺栓的計算333.10、開孔及開孔補強設計343.10.1、進氣管、出氣管的開孔補強353.10.2出液管開孔補強373.10.3人孔開孔補強40第四章 塔上附件的選擇434.1、接管及接管法蘭的選擇434.1.1進液管434.1.2出液管434.1.3塔頂尾氣出口434.1.4塔體進氣口444.1.5法蘭的選取444.2、除沫器的選擇444.3、吊柱的選擇464.4、人孔尺寸選擇46第五章 塔設備的制造與安裝485.1、制造上的要求485.2、焊接及其特點495.3、熱處理495.4、設備的安裝5

9、0設計總結52致謝53參考文獻54附錄i 主要符號說明56內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書第一章 引言1.1、塔設備在化工生產(chǎn)中的作用 塔設（如圖1.1）備是化工及石油化工生產(chǎn)中最重要的單元設備之一?；どa(chǎn)過程概括地講是能量傳遞、質(zhì)量傳遞、熱量傳遞和反應等過程組成的。圖1.11地腳螺栓座；2.接地板；3.裙座檢查孔；4.裙座；5.裙座接管引出管；6.裙座排氣孔；7.防渦流擋板；8.物料進口和液位計擋板；9.內(nèi)部爬梯；10.塔頂?shù)踔?1.吊耳塔設備則是通過其內(nèi)部的結構使氣（汽）液兩相或液液兩相之間充分接觸、進行質(zhì)量傳遞和熱量傳遞。通過塔設備完成的單元操作有精餾、吸收、解吸、萃取、洗滌、冷卻及氣體

10、增濕等。1.2、塔設備的分類及結構簡介塔設備可以從不同的角度進行分類，例如，可以按操作壓力分類、單元操作分類，也可以按其內(nèi)件結構分成板式塔和填料塔等。板式塔中設有一定數(shù)量的塔盤，氣體從塔的下部進入塔體，液體從塔的頂部（上部）進去塔體；上升的氣體與下降液體在每一層塔盤上進行傳質(zhì)。常用的板式塔塔盤有：篩板塔盤、浮閥塔盤、泡罩塔盤。填料塔內(nèi)裝有一定高度的填料層，液體沿填料表面呈膜狀向下流動、氣體自下而上穿過填料層與膜狀液體接觸，進行質(zhì)量傳遞。1.3、浮閥塔的工作原理及其特點浮閥塔是20世紀50年代開發(fā)的一種新塔型，是一種板式塔，用于氣液傳質(zhì)過程中。浮閥的閥片可以浮動，隨著氣體負荷的變化而調(diào)節(jié)其開啟度

11、，因此，浮閥塔的操作彈性大，特別是在低負荷時，仍能保持正常操作。浮閥塔由于氣液接觸狀態(tài)良好，霧沫夾帶量小(因氣體水平吹出之故)，塔板效率較高，生產(chǎn)能力較大。塔結構簡單，制造費用便宜，并能適應常用的物料狀況，是化工、煉油行業(yè)中使用最廣泛的塔型之一。在分離穩(wěn)定同位素時采用在克服泡罩塔缺陷的基礎上發(fā)展起鼓泡式接觸裝置。浮閥塔有活動泡罩、圓盤浮閥、重盤浮閥和條形浮閥四種形式。浮閥主要有v型和t型兩種，特點是：生產(chǎn)能力比泡罩塔約大2040；氣體兩個極限負荷比為56，操作彈性大；板效率比泡罩塔高1015；霧沫夾帶少，液面梯度小；結構難于泡罩塔與篩板塔之間；對物料的適應性較好等，通量大、放大效應小，常用于初

12、濃段的重水生產(chǎn)過程。缺點是：在氣速較低時，仍有塔板漏液，故低氣速時板效率有所下降；浮閥閥片有卡死和吹脫的可能，這會導致操作運轉(zhuǎn)及檢修的困難；塔板壓力降較大，妨礙了它在高氣相負荷及真空塔中的應用。1.4、浮閥塔板的分類由于浮閥塔生產(chǎn)能力大、操作彈性大 、效率高、結構簡單,所以得到了十分廣泛的應用,浮閥塔板的類型也逐步多樣化。目前我國大部分石油化工企業(yè)使用f1型塔板,該類型塔板盡管效率較高,但塔板壽命較低?，F(xiàn)在某些石油化工企業(yè)使用了性能較f1型塔板更加優(yōu)良、效率更高的l1型浮閥、t型浮閥、hiv船閥等類型的浮閥塔板,效果良好。三角浮閥塔板也在研究過程中。1.4.1、f1型浮閥塔板f1型浮閥（如圖1

13、.2）塔板是我國在1965年從美國glitseh公司引進的v-1 型浮閥塔板，在我國已標準化。這種塔板 閥孔直徑39mm，閥片直徑 48nam，有輕型和重型兩種，閥片上有三個閩腳伸入閥孔后外彎定位。由于塔板上浮閥的開度可隨氣相負荷的變化而變化，使塔的操作彈性較高；由于塔板開孔率比泡罩塔大，所以生產(chǎn)能力大，塔內(nèi)上升氣流被閥片折擋后水平噴出，提高了氣液傳質(zhì)效果，使板效率提高。由于f1 型浮閥塔板具有上述優(yōu)點，結構又筒單，所以目前我國大部分廠家都在使用這種塔板。圖1.2 f1型浮閥1.4.2、l1條型浮閥塔板和t型浮閥塔板l1條型浮閥采用了長條順排錯位排列這樣避免了氣流的逆向反沖現(xiàn)象,使液面落差小,

14、提高了處理能力。在同樣的塔板鼓泡面積及開孔率的情況下閥體個數(shù)少、安裝方便、投資少、易檢修。圖1.3 t型浮閥t型浮閥如圖1.3所示，拱形閥片的活動范圍由固定于板上的支架來限制。t型浮閥的性能與f1型浮閥相近，但結構較復雜，適于處理含顆?；蛞拙酆系奈锪稀５诙?浮閥塔盤的設計計算2.1、溢流裝置的設計板式塔的溢流裝置包括溢流堰、降液管和受液盤等幾部分，其結構和尺寸對塔的性能有重要的影響。2.1.1、降液管類型與溢流方式的選取1）降液管的類型：降液管是塔板間流體流動的通道，也是使溢流液中所夾帶氣體得以分離的場所。降液管有圓形與弓形兩種。本設計要求用圓形降液管。2）降液管的溢流方式：降液管的布置，規(guī)

15、定了板上液體流動的途徑。一般常用的有如圖2.1所示的幾種類型，即（a）u形流、（b）單溢流（c）雙溢流。圖2.1塔板溢流類型（a） u形流、（b）單溢流（c）雙溢流u形流亦稱回轉(zhuǎn)流，降液管和受液管都安排在塔的同一側(cè)。弓形的一半作受液盤，另一半作降液管，沿直徑以擋板將板面隔成u形流道。圖2.1（a）中正視圖1表示板上液體進口側(cè)，2表示液體出口側(cè)。u形流的液體流徑最長，板面利用率最高，但液面落差大，僅用于小塔及液面流量小的情況。此設計選用u形流方式的溢流方式。2.1.2、溢流裝置的設計計算1）出口堰（溢流堰）：溢流堰設置在塔板上液體出口處，為了保證塔板上有一定高度的液體層并使液體在板上均勻流動，降

16、液管上端必須高于塔板面上一定高度，以表示。a）堰長： （2-2-1）b）堰高：板上液層高度為堰高與堰上液層高度之和。 （2-2-2）式中 板上液層高度，m； 堰高，m； 堰上液層高度，m。采用齒形堰作為本設計的溢流堰。齒形堰的齒深一般為15mm一下。取=10mm。 （2-2-3）對于真空操作mm之間，取=25mm，mm。 （2-2-4）圓整后=34mm。降液管寬度為450mm，降液管為圓形降液管直徑=450mm。降液管的截面積。 （2-2-5）降液管的截面積應保證液體在降液管內(nèi)有足夠的停留時間，使溢流液體中夾帶的氣泡能來得及分離。為此降液管內(nèi)的停留時間不應小于35s。降液管內(nèi)液體停留時間： =

17、31.5s （2-2-6）35s 故降液管尺寸可用。降液管底隙高度即降液管與塔板的距離：。為保證液體由降液管流出時不受到很大的阻力，進口堰與降液管間的水平距離應不小于，取=40mm。2.2、塔板布置塔板分為整塊式與分塊式兩種。直徑在800mm以下的小塔采用整塊式塔板；直徑在1200mm以上的大塔采用分塊式塔板，以便通過人孔裝拆塔板。本設計塔的內(nèi)徑為3000mm，采用分塊式塔板。塔板面積可分為四個區(qū)：1） 鼓泡區(qū)：塔板上氣、液接觸構件（浮閥）設置在此區(qū)域內(nèi)，故此區(qū)為氣、液傳質(zhì)的有效區(qū)。2） 溢流區(qū)：降液管及受液盤所占的區(qū)域為溢流區(qū)。3） 破沫區(qū)：鼓泡區(qū)與溢流區(qū)之間的區(qū)域為破沫區(qū)。當d1.5m時，

18、=80110mm。取=100mm。4） 無效區(qū)：因靠近塔壁的部分需要留出一圈邊緣區(qū)域，以供支承塔板的邊梁之用。寬度=60mm。2.3、浮閥的數(shù)目與排列氣體通過閥孔時的動能因數(shù)為： （2-3-1）式中 氣體通過閥孔時的動能因數(shù)，； 氣體通過閥孔時的速度，m/s； 氣體密度，kg/。取=10。=7.14m/s （2-3-2）每層塔板上的浮閥數(shù)目： = 個 （2-3-3）圖2.2 浮閥排列方式（a）順排 （b）叉排浮閥在塔板鼓泡區(qū)內(nèi)的排列有正三角與等腰三角形兩種方式，按照閥孔中心連線與液流方向的關系又分為順排和叉排。對于分塊式塔板，宜采用等腰三角形叉排。閥孔中心距t定為75mm，而相鄰兩排間的中心距

19、可為65mm、80mm、100mm等幾種尺寸。等腰三角形排列： （2-3-4）式中 鼓泡區(qū)面積，； t同一排的閥孔中心距，m； 相鄰兩排閥孔中心線的距離，m； n閥孔總數(shù)。對單溢流塔板，鼓泡區(qū)面積： =5042461.794 （2-3-5）式中 ； 。相鄰兩排閥孔中心線距離：=87.3mm。因塔的直徑較大采用分塊式塔板，各分塊板的支承與銜接也要占去一部分面積，故選=80mm。畫圖驗證的n=820個。=7.38m/s。由此可推得： （2-3-6）閥孔動能因數(shù)變化不大，仍在在912之間。塔板開孔率： =13.814。符合要求。2.4、浮閥塔板的流體力學驗算2.4.1、氣體通過浮閥塔板的壓強降1）干

20、干板阻力 氣體通過浮閥塔板的干板阻力，在浮閥全部開啟前后有著不同的規(guī)律。板上所有浮閥剛好全部開啟時，氣體通過閥孔的速度稱為臨界速度，以表示。閥全開前： （2-4-1）閥全開后： （2-4-2）兩式聯(lián)立得： =7.26m/s=7.38m/s （2-4-3）所以 =0.0291m。2）板上充氣液阻力： （2-4-4）由于液體為水，=0.5。 。 （2-4-5）3）液體表面張力下所造成的阻力：由于浮閥塔的值通常很小忽略不計。氣體通過一層浮閥塔板時的壓強降為： （2-4-6）式中 氣體通過一層浮閥塔板的壓強降，； 氣體克服干板阻力所產(chǎn)生的壓強降，； 氣體克服板上充氣液層得靜壓強所產(chǎn)生的壓強降，； 氣體

21、克服液體表面張力所產(chǎn)生的壓強降，。習慣上把這些壓強降折合成液體的液柱高度表示，故上式也可寫成： （2-4-7）式中 與相當?shù)囊褐叨龋?與相當?shù)囊褐叨龋?與相當?shù)囊褐叨龋?與相當?shù)囊褐叨取?m液柱。則通過一層塔板上的壓強降為： （2-4-8）2.4.2、淹塔為了防止淹塔現(xiàn)象的發(fā)生，要求控制降液管中清液層高度，。 （2-4-9）與氣體通過塔板的壓強降所相當?shù)囊褐叨龋?=0.0461m液柱。液體通過降液管的壓頭損失：因不設進口堰，即 m液柱。 （2-4-10）則： =0.0461+0.034+0.0000504=0.0802m取=0.3,又以選定，則： ,符合防止淹塔要求。2.4.3、霧沫

22、夾帶泛點率= （2-4-11）及 泛點率= （2-4-12）板上液體流徑長度 =6-0.9=5.1m （2-4-13）板上液流面積 （2-4-14）查表2-1取物性系數(shù)k=1.0,查的泛點負荷系數(shù)=0.19。將以上數(shù)據(jù)帶入得：泛點率：=25.85或泛點率：=30.63則泛點率為30.6375。故可知霧沫夾帶量能夠滿足要求。表2-1 物性系數(shù)k系 統(tǒng)物性系數(shù)k無泡沫，正常系統(tǒng)1.0氟化物（如,氟利昂）0.9中等發(fā)泡系統(tǒng)（如油吸收塔）0.85多泡沫系統(tǒng)（如胺吸收塔）0.73嚴重泡沫系統(tǒng)（如甲乙酮裝置）0.60形成穩(wěn)定泡沫的系統(tǒng)（如堿再生塔）0.302.4.4、塔板負荷性能圖1）霧沫夾帶線泛點率=7

23、5整理得：或 （2-4-15）由式（2-4-15）可知霧沫夾帶線為直線，則在操作范圍內(nèi)任意取兩個值，依據(jù)（2-4-15）算出相應的值列于附表1中。據(jù)此作出霧沫夾帶線（2-4-15）。附表10.00050.00221.3221.092）液泛線 （2-4-16）整理得： （2-4-17）在操作范圍內(nèi)任取若干個值，帶入（2-4-17）算出相應的值列于附表2中。據(jù)此表中數(shù)據(jù)做出液泛線（2-4-17）。附表20.0010.0020.0060.000113.713.612.613.8（3）液相負荷上限線（3）已知。（4）漏液線 對于重閥，依據(jù)計算，則。又知 （2-4-18）以=5作為規(guī)定氣體最小負荷的標準

24、，則 =3.5（2-4-19）（5）液相負荷下限線（5）已知。負荷性能圖操作彈性=第三章 塔的機械設計計算3.1、塔體及封頭厚度的計算3.1.1塔體厚度的確定假設塔體的名義厚度：，塔體的材料根據(jù)要求選擇0cr18ni9。鋼板厚度的負偏差查表得，對于不銹鋼當介質(zhì)的腐蝕性極微時。 =29.1mm。 （3-1-1）其中c=。塔體主體高度： （3-1-2）取塔體頂部空間。塔底空間取3m。則塔體高度為。 （3-1-3）由此可知： 。查圖3-1得： a=0.004。 查圖3-2得： b=50。計算筒體的許用外壓力。 （3-1-4）。 （3-1-5）。 （3-1-5）計算外壓力 （3-1-6）因塔體無安全裝

25、置，設計壓力取p=0.1mpa。p。 （3-1-7）。 符合要求，假設成立。圖3-1 外壓或軸向受壓圓筒和管子幾何參數(shù)計算圖圖3-2外壓圓筒、管子和球殼厚度計算圖（0cr18ni9 鋼）3.1.2、封頭厚度的確定假設封頭厚度為，根據(jù)要求選擇風頭的材料為0cr18ni9。鋼板厚度的負偏差查表得，對于不銹鋼當介質(zhì)的腐蝕性極微時。 =29.1mm。其中c=。 （3-1-8） 。 （3-1-9） （3-1-10）則： （3-1-11）查表3-1得： 。 （3-1-12） （3-1-13）計算系數(shù)a： （3-1-14）由圖3-1查得b=98，計算許用外壓力： 。 （3-1-15）由此可知，故合適，可以采

26、用此橢圓型封頭。封頭尺寸如下：ehadnh內(nèi)表面積avm3000mm790mm10.13293.817932.4kg圖3-3 封頭示意圖3.2、塔設備質(zhì)量載荷的計算1）殼體和裙座質(zhì)量：查得dn=3000，時一米高筒節(jié)質(zhì)量為2242kg。 。 （3-2-1）2）內(nèi)件質(zhì)量： 浮閥塔盤單位質(zhì)量為75 。 （3-2-2）3）人孔、接管、法蘭等附件的質(zhì)量： 。 （3-2-3）4）扶梯、操作平臺的質(zhì)量，選用籠式扶梯，扶梯單位質(zhì)量為40kg/m。操作平臺每個人孔處設置一個，共兩個。每個質(zhì)量為850kg。則： （3-2-4）5）操作時塔內(nèi)物料質(zhì)量：。6）充水質(zhì)量： 。（3-2-5）7）塔的操作質(zhì)量：。 （3-

27、2-6）8）塔的最大質(zhì)量：。 （3-2-7）9）塔的最小質(zhì)量：。 （3-2-8）3.3、風載荷和風彎矩的計算3.3.1、水平風力的計算安裝在室外的塔設備將受到風力的作用。風載荷以彎矩的形式作用在塔器上，在塔壁上引起彎曲應力。通常將塔器進行分段處理，計算各段內(nèi)的風載荷。如圖3-4將塔器分為三段（如圖3-4）。作用在兩相鄰計算截面的水平風力按下式計算： （3-3-1）上式中各個符號的意義如下：塔器各個段得水平風力，n；計算段得長度，m；空氣動力系數(shù)。不同截面形狀的設備其擋風效應是不同的，為表征這一影響因素，引入空氣動力系數(shù)來表示不同形體的影響，對于圓筒形截面的設備，通常取=0.7為風振系數(shù)對于塔高

28、小于40m，塔徑在0.66m的塔器，其風振系數(shù)通常在1.72.5之間，對于塔高小于20m時取=1.7。.為高度變化系數(shù)，當距地面5米時值為0.8當距地面10米時值為1.0，當距地面高度為15米時為1.14。圖3-4為塔器各計算段得有效直徑，計算有效直徑時應考慮塔上扶梯、操作平臺及管線等附件的影響?；\式扶梯與塔頂管線布置成，則： （3-3-2）式中 塔設備各個計算段得外徑，m； 塔設備各個計算段的保溫層的厚度，m； 塔頂管線外徑，m； 管線保溫層的厚度，m； 籠式扶梯的當量寬度，當無確定數(shù)據(jù)時，可取； 操作平臺的當量寬度，m。取=0.5m。代入數(shù)據(jù)得： =3000+0+400+500+42+0

29、=3942mm包頭的基本風壓為450pa。計算各段的水平風力： （3-3-3）=8443.764n （3-3-4） =10554.705n （3-3-5） =12032.34n3.3.2、風彎矩的計算1）塔器計算截面00處得風彎矩計算： （3-3-6）2）塔器計算截面ii處得風彎矩計算： = （3-3-7）3）塔器計算截面iiii處得風彎矩計算： = （3-3-8）3.4、地震載荷的計算3.4.1塔的自振周期 （3-4-1） =0.11s=0.02s （3-4-2）=0.006s （3-4-3）3.4.2、地震力計算a）水平地震力 所謂地震力是地震時地面運動對于設備的作用力。對于底部剛性固定在

30、基礎上的塔設備，則地震力即為該設備質(zhì)量相對于地面運動時的慣性力，此力為： （3-4-4）式中 集中于單質(zhì)點的質(zhì)量，kg； 地震影響系數(shù)，根據(jù)場地土的特性周期及塔的自振周期由圖3-5確定。圖3-5 地震影響系數(shù)值 對于圖3-5中的曲線下降段，地震影響系數(shù)按下式計算： （3-4-5）式中 特性周期，按場地土的類型及震區(qū)類型由表3-1確定； 地震影響系數(shù)的最大值，見表3-2； 衰減系數(shù)； 阻尼調(diào)整系數(shù)；表3-1 場地土的特性周期設計地震分組場地土類型iiiiiiiv第一組0.250.350.450.65第二組0.300.400.550.75第三組0.350.450.650.90表3-2地震影響系數(shù)的

31、最大值設防烈度7890.080.160.32 （3-4-6）式中 為塔的阻尼比，鋼結構的阻尼比一般在0.010.02之間，取=0.015則 =0.968 （3-4-7） =1.41 （3-4-8）場地土類型為ii第二組，設防烈度為8。.1） 第一振型水平地震力： =0.055 （3-4-9） （3-4-10）2） 第二振型水平地震力： =4.1 （3-4-11） （3-4-12）3） 第三振型水平地震力： =0.23 （3-4-13） （3-4-14）b)垂直地震力 在設防烈度在8度或9度得地區(qū)，塔設備應考慮垂直地震力的作用。塔設備底部截面上的垂直地震力為： （3-4-15）式中 垂直地震影響

32、系數(shù)的最大值，取； 塔設備的當量質(zhì)量，取，kg； 塔設備的操作質(zhì)量，kg。 =41808.4n （3-4-16）3.4.3、地震彎矩的計算00截面： （3-4-17） =ii截面： = （3-4-18）3.4.4、最大彎矩00截面： （3-4-19）其中： ； 因此：ii截面： （3-4-20）其中： 因此：iiii截面：3.5、各種載荷引起的軸向應力1）由外壓引起的軸向應力 （3-5-1）2）操作質(zhì)量引起的軸向應力00截面： （3-5-2）令裙座厚度為30mm；有效厚度為mm。ii截面： （3-5-3）式中 為人孔截面的面積。iiii截面： 3）最大彎矩引起的軸向應力00截面： （3-5-4

33、）ii截面： （3-5-5）iiii截面： （3-5-6）3.6、塔體和裙座危險截面的強度與穩(wěn)定校核1）塔的最大組合軸向應力校核iiii截面：塔體的最大組合軸向拉應力發(fā)生在正常操作時的iiii截面上。其中，；k=1.2；。 （3-6-1） 滿足要求。2）塔體與裙座的穩(wěn)定校核iiii截面：塔體iiii截面上的最大組合軸向壓應力 （3-6-2） 滿足要求。其中， （3-6-3） （3-6-4），k=1.2。ii截面：塔體ii截面上的最大組合軸向壓應力 （3-6-5）其中， （3-6-6），查得b=107.5，k=1.2滿足要求。00截面：塔體00截面上的最大組合軸向壓應力 （3-6-7）其中， ，

34、查得b=107.5，k=1.2滿足要求。3.7、塔體水壓試驗和吊裝時的應力校核3.7.1、水壓試驗時各種載荷引起的應力1）試驗壓力和液柱靜壓力引起的環(huán)向應力 （3-7-1）2）試驗壓力引起的軸向拉應力 （3-7-2）3）最大質(zhì)量引起的軸向壓應力 （3-7-3）4）彎矩引起的軸向應力3.7.2、水壓試驗時應力校核1）筒體環(huán)向應力校核 （3-7-4） （3-7-5）滿足要求。2）最大組合軸向拉應力校核 （3-7-6） （3-7-7） （3-7-8）滿足要求。3）最大組合軸向壓應力校核 （3-7-9）滿足要求。3.8、基礎環(huán)的設計3.8.1、基礎環(huán)尺寸?。?（3-8-1） （3-8-2）如圖3-5所

35、示：圖3-5 （3-8-9）3.8.2、基礎環(huán)的應力校核 （3-8-10）其中， （1） （3-8-11）（2） （3-8-12）取以上兩者中較大值。選用75號混泥土，由表3-3查得許用應力為。0設備有可能傾倒，必須安裝地腳螺栓予以固定。選用地腳螺栓的材料為，該材料的許用應力為147mpa, =2mm。 （3-9-4）查得選用24個m30的地腳螺栓。3.10、開孔及開孔補強設計由于各種工藝和結構上的要求，不可避免的要在容器上開孔并安裝接管裝置。開孔以后，除削弱器壁的強度外，在殼體和接管的連接處，因結構的連續(xù)性被破壞，會產(chǎn)生很高的局部應力，給容器的安全操作帶來隱患，因此壓力容器設計必須充分考慮開

36、孔的補強問題。gb150規(guī)定，當設計壓力小于或者等于2.5mpa的殼體上開孔，兩相鄰開孔中心的間距（對曲面間距以弧長計算）大于兩孔直徑之和的兩倍，且接管公稱直徑小于或等于89mm時，只要接管最小厚度滿足表3-7要求，就可以不另行補強。表3-7 不另行補強的接管最小厚度接管公稱外徑253238454857657689最小厚度3.54.05.06.03.10.1、進氣管、出氣管的開孔補強1）補強計算方法判別開孔直徑：滿足等面積開孔補強計算的適用條件，故可用等面積法進行開孔補強計算。對于外壓容器，所需的最小補強面積a為： （3-10-1） =其中 a開孔削弱所需的補強面積，；殼體開孔處得計算厚度，m

37、m；d開孔直徑，圓形孔等于接管內(nèi)直徑加2倍附加量，mm；接管有效厚度，mm；強度削弱系數(shù)，取=1.0。.2）有效補強范圍： a）有效寬度： （3-10-2） （3-10-3） （3-10-4） 故b=1382mm。 b）有效高度：外側(cè)高度： （3-10-5） （3-10-6）實際外伸高度=200mm。故。內(nèi)側(cè)高度： （3-10-7）內(nèi)伸實際高度=0mm。故。3)補強范圍內(nèi)金屬面積殼體有效厚度減去計算厚度之外的多余面積。 （3-10-8）接管有效厚度減去計算厚度之外的多余面積。 （3-10-9）有效補強區(qū)內(nèi)焊縫金屬的截面積。有效補強區(qū)內(nèi)另外在增加的補強元件的金屬面積。式中 殼體開孔處得有效厚度，

38、mm； 接管計算厚度，mm。 = =1564.16 有效補強面積：,所以開孔要另需補強。需要補強面積為：補強材料一般與殼體材料相同，擬采用補強圈補強，材料為0cr18ni9。4）補強圈得設計根據(jù)公稱直徑dn700選擇補強圈，參照補強圈標準jb/t4736取補強圈外徑，內(nèi)徑。因b=1404mm，補強圈在有效范圍內(nèi)。補強圈厚度為： （3-10-10）圓整后取。3.10.2出液管開孔補強1）補強計算方法判別開孔直徑： （3-10-11）滿足等面積開孔補強計算的適用條件，故可用等面積法進行開孔補強計算。對于外壓容器，所需的最小補強面積a為： （3-10-12） =其中 a開孔削弱所需的補強面積，；殼體

39、開孔處得計算厚度，mm；d開孔直徑，圓形孔等于接管內(nèi)直徑加2倍附加量，mm；接管有效厚度，mm；強度削弱系數(shù)，取=1.0。.2）有效補強范圍： a）有效寬度： （3-10-13） （3-10-14） （3-10-15）故b=168mm。 b）有效高度：外側(cè)高度： （3-10-16） （3-10-17）實際外伸高度=200mm。故。內(nèi)側(cè)高度： （3-10-18） （3-10-19）內(nèi)伸實際高度=0mm。故。3)補強范圍內(nèi)金屬面積殼體有效厚度減去計算厚度之外的多余面積。 （3-10-20）接管有效厚度減去計算厚度之外的多余面積。 （3-10-20）有效補強區(qū)內(nèi)焊縫金屬的截面積。有效補強區(qū)內(nèi)另外在增

40、加的補強元件的金屬面積。式中 殼體開孔處得有效厚度，mm； 接管計算厚度，mm。 = =232 有效補強面積：,所以開孔要另需補強。需要補強面積為：補強材料一般與殼體材料相同，擬采用補強圈補強，材料為0cr18ni9。4）補強圈得設計根據(jù)公稱直徑dn80選擇補強圈，參照補強圈標準jb/t4736取補強圈外徑，內(nèi)徑。補強圈厚度為： （3-10-21）圓整后取。3.10.3人孔開孔補強1）補強計算方法判別開孔直徑：滿足等面積開孔補強計算的適用條件，故可用等面積法進行開孔補強計算。對于外壓容器，所需的最小補強面積a為： （3-10-22） =其中 a開孔削弱所需的補強面積，；殼體開孔處得計算厚度，m

41、m；d開孔直徑，圓形孔等于接管內(nèi)直徑加2倍附加量，mm；接管有效厚度，mm；強度削弱系數(shù)，取=1.0。.2）有效補強范圍： a）有效寬度： （3-10-23） （3-10-24） （3-10-25）故b=1008mm。 b）有效高度：外側(cè)高度： （3-10-26） （3-10-27）實際外伸高度=200mm。故。內(nèi)側(cè)高度： （3-10-28） （3-10-29）內(nèi)伸實際高度=0mm。故。3)補強范圍內(nèi)金屬面積殼體有效厚度減去計算厚度之外的多余面積。 （3-10-30）接管有效厚度減去計算厚度之外的多余面積。 （3-10-31）有效補強區(qū)內(nèi)焊縫金屬的截面積。有效補強區(qū)內(nèi)另外在增加的補強元件的金屬面積。式中 殼體開孔處得有效厚度，mm； 接管計算厚度，mm。 = =657.6 有效補強面積：,所以開孔要另需補強。需要補強面積為：補強材料一般與殼體材料相同，擬采用補強圈補強，材料為0cr18ni9。4）補強圈得設計根據(jù)公稱直徑dn500選擇補強圈，參照補強圈標準jb/t4736取