天然氣脫水塔設(shè)計論文

1、甘醇型天然氣脫水塔設(shè)計摘 要：天然氣中含有水分，天然氣和水合形成天然氣水合物，它是半穩(wěn)定的固態(tài)化合物，可以在零度以上形成，它不僅可能導(dǎo)致管線堵塞，也可以造成噴嘴和分離設(shè)備的堵塞。吸收脫水使用吸濕性液體吸收的方法脫出氣流中的水蒸氣。三甘醇對天然氣有很強(qiáng)的脫水能力，熱穩(wěn)定性好，濃溶液不會凝固，容易再生。攜帶損失量小，露點降大。甘醇吸收塔的優(yōu)點：一次投資低，壓降少，可節(jié)省動力；可連續(xù)運行；容易擴(kuò)建；塔設(shè)備容易重新裝配；可方便的應(yīng)用于在某些固體吸附劑易受污染的場合。本設(shè)備屬于中壓容器，是典型的薄壁圓筒壓力容器。在設(shè)計中對脫水塔的工作原理進(jìn)行了簡述，對各部件的選用進(jìn)行了比較。對塔體所受的各種應(yīng)力進(jìn)行了校

2、核，并對塔體可能承受的風(fēng)壓和地震載荷進(jìn)行了計算和校核。對塔的開孔進(jìn)行了補強(qiáng)設(shè)計。并對塔的一些工藝技術(shù)要求進(jìn)行了說明。關(guān)鍵詞：天然氣脫水；三甘醇；三甘醇脫水；脫水塔The Design of the Natural Gas Dehydration TowerAbstract：Because of the natural gas contains water, natural gas and water can form into hydrate. In the temperature of above zero degree. It is a half-stable and solid-stat

3、e compound. It can not only bring about the blockage of the line pipe, but also cause the blockage of the spray nozzle and the separation equipment. So we use method of absorption to dehydrate .In this design we use triethylene glycol(TEG) as a sorbent. Because TEG has a strong dehydrated capability

4、 of natural gas, and because it has the sound heating stability, the dense solution can not be solidified and TEG is easy to be regenerated. During the process of carrying, the losing amount of TEG is small, and the dew point depression is high.The tower has many advantages. First, because of its lo

5、w investment and low pressure drop, motive power can be saved. Second, it can be used continuously. Third, it is easy to be expanded. Next, the equipment of the tower is easy to be assembled again. Finally, it is convenient to be applied to the occasions that some solid adsorbent are easy to be poll

6、uted.In this design, the working theory of the dehydration tower is briefly stated. Not only a comparison of each parts have a reasonable selection, but also all the stress on the body of the tower is also checked. Then the impossible load by the body of the tower design. Whats more, the holes of th

7、e tower are reinforced in this design, and some technical demands of the tower are also explained.Keywords：natural gas dehydration；TEG；TEG dehydration；dehydration tower目 錄目 錄I1 緒 論21.1 課題背景及目的和意義21.2 國內(nèi)外研究狀況及研究成果21.3 課題研究方法31.4 論文構(gòu)成及研究內(nèi)容32 天然氣脫水42.1 天然氣脫水目的42.2 脫水方法42.3 小結(jié)62.4 甘醇脫水工藝及主要設(shè)備63 容器設(shè)計93.1

8、 概述93.2 內(nèi)壓薄壁容器設(shè)計10筒體強(qiáng)度計算10設(shè)計參數(shù)確定12最小壁厚13壓力實驗133.3 法蘭聯(lián)接143.4 容器開孔與附件16容器的開孔與補強(qiáng)16封頭設(shè)計17人孔、手孔、視鏡與液面計17視鏡194 塔的結(jié)構(gòu)214.1 概述214.2 板式塔結(jié)構(gòu)22總體結(jié)構(gòu)22整塊式塔盤23分塊式塔盤244.3 其它25裙式支座25容器的接管27除沫裝置28塔設(shè)備技術(shù)要求294.4 塔體和裙座的強(qiáng)度計算295 開孔補強(qiáng)345.1 開孔補強(qiáng)設(shè)計方法345.2 等面積補強(qiáng)的設(shè)計法346 吸收塔的工藝計算376.1 設(shè)計依據(jù)376.2 物料平衡386.3 吸收塔387 塔體及裙座的機(jī)械設(shè)計407.1 塔體

9、部分407.2 封頭417.3 塔高確定418 塔體及裙座的強(qiáng)度計算及校核428.1 塔體各項載荷計算42質(zhì)量載荷42風(fēng)載荷42地震載荷44最大彎矩的計算448.2 塔體的強(qiáng)度及軸向穩(wěn)定性驗算45圓筒軸向應(yīng)力計算45圓筒軸向穩(wěn)定性校核45圓筒拉應(yīng)力校核45塔體水壓試驗時的應(yīng)力校核458.3 裙座、基礎(chǔ)環(huán)、地腳螺栓的設(shè)計及驗算45座體45基礎(chǔ)環(huán)47地腳螺栓488.4 裙座與塔體對接焊縫的驗算489 人孔、接管補強(qiáng)499.1 人孔補強(qiáng)499.2 接管補強(qiáng)5010 結(jié) 論55參 考 文 獻(xiàn)56致 謝57附錄 A58附錄 B59附錄 C601 緒 論1.1 課題背景及目的和意義能源發(fā)展的總趨勢是使用高

10、效、清潔的燃料，而天然氣是目前最清潔的高效礦物能源和化工原料，與石油相比，天然氣在清潔性、經(jīng)濟(jì)性、方便性和用途的廣泛性方面有著明顯的優(yōu)越性，它已成為各國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的催化劑。天然氣作為燃料，其優(yōu)越性首先表現(xiàn)在使用上十分方便，在燃燒前和燃燒后只需要低程度的處理，不像石油需要集中到煉油廠進(jìn)行加工處理，也不像煤炭燃燒后留下大量煤灰、煤渣。其次環(huán)保作用好我國仍是世界上以煤炭為主要燃料的少數(shù)幾個國家之一，它是直接導(dǎo)致我國大中城市空氣質(zhì)量差的原因。天然氣因含碳量低，它燃燒時僅僅散發(fā)極少的 SO2,微量的 CO,而且實際上幾乎無懸浮顆粒物，它的單位熱量所產(chǎn)生的溫室氣體 CO2,只有煤炭的一半左右比石油還少三分之

11、一，符合能源非碳化發(fā)展的時代潮流。近十年來，環(huán)境保護(hù)已上升到政治議事日程的重要位置。因此，天然氣實際上已成為首選的環(huán)保燃料。目前，天然氣在全國一次性能源消費結(jié)構(gòu)中的比重， 已從 1995年的 1.8%上升到 2000 年的 3%，天然氣在一次性能源消費比重的上升對優(yōu)化燃料結(jié)構(gòu)減少、環(huán)境污染起著十分重要的作用。據(jù)美國休斯敦大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)教授、 油氣工業(yè)界權(quán)威研究人士米歇爾 2000 年在達(dá)拉斯召開的美國石油工程師協(xié)會 SPE 年會上預(yù)測，到 2020 年天然氣在全球能源消費構(gòu)成中將占到 4550%的份額天然氣將取代石油成為第一位的一次性能源。因此，天然氣作為一次性能源正處于新的發(fā)展時期，在今后一二十

12、年內(nèi)將成為主要能源。天然氣作為化工原料，工藝相對簡單、轉(zhuǎn)換效率高、能耗低、投資少、易實現(xiàn)清潔生產(chǎn)，同時其產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性能好。因此，目前在世界石油化工方面，天然氣的使用已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了石油天然氣無論是作為能源還是作為化工原料，其發(fā)展速度快，主要是得利于它具有資源豐富、價格低、環(huán)保作用強(qiáng)、綜合經(jīng)濟(jì)效益好的緣故。但是從地層采出的天然氣，通常處于被水飽和的狀態(tài)。處于液相狀態(tài)的水，在天然氣的收集運輸過程中，通過分離器就可以使其從天然氣中分離出來。但天然氣中含有的飽和水汽就不能通過分離器分離。天然氣中液相水存在時，在一定條件下會形成水合物，堵塞管路、設(shè)備、影響集輸生產(chǎn)的正常進(jìn)行。另外，對于含有二氧化碳、二氧化

13、硫等酸性氣體的天然氣，由于液相水的存在，會造成設(shè)備、管道的腐蝕。因此，有必要脫除天然氣中的水分，或采取抑制水合物生成和控制腐蝕的其他措施。同時，由于商品氣體規(guī)范要求的水含量遠(yuǎn)小于原料天然氣中的飽和水蒸氣含量，所以必須把大部分水分脫除。用來脫除水分的工藝通常稱為脫水。1.2 國內(nèi)外研究狀況及研究成果通常在國外有三類有代表性天然氣加工過程是NGL回收、提氦、天然氣液化。(1) 天然氣凝液（NGL）的回收凡自天然氣中回收得到的C2+皆稱為NGL。1988年世界上現(xiàn)有天然氣加工回收NGL裝置1424套，比以往略有增加（1985年1439套，1986年1407套，1987年1406套）。主要集中在北美，

14、1990年美國有近760套，加拿大為525套，兩者即占世界上總套數(shù)的90%。1989年，美、加兩國裝置的處理能力、實際處理量和NGL產(chǎn)量分別為世界上總量的62%，63%和60%。(2) 天然氣提氦氦氣是重要的戰(zhàn)略物質(zhì)，在不同歷史時期氦的用途分配不一，但有一點是相同的，即幾乎絕大部分用于軍事或尖端科技領(lǐng)域。世界上消耗的氦氣主要來于自含氦天然氣，因地區(qū)不同天然氣中含氦量也有相當(dāng)大的變化，大致可分為：富氦的天然氣，含氦>0.1mol%；貧氦的天然氣，含氦>0.01mol%。與之相比，大氣中含氦含量約為5.4×10-4mol%，即使目前認(rèn)為無經(jīng)濟(jì)價值的貧氦天然氣，其氦含量也比大氣

15、中的氦高出兩個數(shù)量級，故迄今含氦天然氣幾乎是唯一經(jīng)濟(jì)的提氦來源。(3) 天然氣液化天然氣中主要是甲烷（臨界溫度為190.72K，臨界壓力是4.639Mpa），在常壓下冷卻至111K即被液化，液化后的天然氣（LNG）體積縮小到氣態(tài)時的1/600左右。迄今LNG是跨地區(qū)遠(yuǎn)洋儲運的唯一有效手段。尤其重要的是2000年后天然氣產(chǎn)量的增長部分幾乎將全部來自發(fā)展中國家，這就意味著經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國家能以“買”的方式從發(fā)展中國家獲得必需的能源天然氣。從能源地角度來講，天然氣液化以后運輸為此提供了一種便利的手段。對日本這樣的一個國家來說，幾乎是唯一可供選擇的方式。中國是世界上最早發(fā)現(xiàn)和利用天然氣的國家。我國的特點是

16、，將有限的天然氣用于工業(yè)用氣，而民用的氣量很少；工業(yè)用氣中以制化肥尤其是大型合成氨裝置用氣為最大。我國的天然氣加工主要以回收NGL為主，幾乎皆集中于各油田。我國天然氣加工技術(shù)是伴隨著石油化工業(yè)逐步發(fā)展起來的。目前，天然氣集輸、天然氣凈化技術(shù)日趨成熟，低壓氣收集運輸已取得一定的經(jīng)驗。我國天然氣分離技術(shù)的應(yīng)用是由于石油化工對原料日益增長的要求的結(jié)果，而透平膨脹機(jī)深冷分離法又具有流程簡單、設(shè)備少、操作方便、維修費低，對原料氣及產(chǎn)品組份變化的適應(yīng)性強(qiáng)，公用設(shè)施少，操作方便、投資少，占地面積小，運行效率高等特點。因此，這種方法在世界上廣泛應(yīng)用。隨著四化建設(shè)步伐的加快，我國天然氣加工必然會出現(xiàn)一個突飛猛進(jìn)

17、的發(fā)展。1.3 課題研究方法(1) 廣泛查閱和收集國內(nèi)外文獻(xiàn)資料；(2) 仔細(xì)閱讀相關(guān)文獻(xiàn)信息，進(jìn)行吸收并總結(jié)，研究天然氣的不同脫水方式，比較各種脫水方式的優(yōu)缺點，使脫水更便捷，脫水成本達(dá)到最低；(3) 在寫好開題報告的基礎(chǔ)上認(rèn)真布置論文提綱，并完成論文主體部分，在檢查的同時積極聽取老師的意見和建議；(4) 再次進(jìn)行檢查完善全部論文；(5) 交給老師審查驗收。1.4 論文構(gòu)成及研究內(nèi)容本篇論文主要由四個部分組成，第一部分講的是緒論，介紹論文背景，課題研究目的、方法，理論根據(jù)以及其具備的條件等等，最重要的是講述了目前世界上對天然氣脫水技術(shù)方面的研究成果和現(xiàn)狀。第二部分分別對脫水方法和脫水設(shè)備的工

18、作原理進(jìn)行了簡述，并對塔的一些工藝技術(shù)要求進(jìn)行了說明。第三部分是對脫水設(shè)備中的脫水塔設(shè)備及其各部件進(jìn)行了合理的選取，對塔體具體的介紹及其所承受的各種應(yīng)力及其載荷進(jìn)行了計算及校核。第四部分是對脫水塔設(shè)計的總結(jié)。2 天然氣脫水2.1 天然氣脫水目的水是天然氣中最常見的組分之一，從井口采出的天然氣中一般都含有飽和的水蒸汽、由于水蒸汽的存在，會減少管輸能力、降低天然氣的熱值，當(dāng)輸氣管線周圍介質(zhì)溫度低于氣體溫度時，水蒸汽將凝結(jié)成液體，甚至結(jié)冰或形成水化物，嚴(yán)重時還會堵塞閥門或管線，從而影響平穩(wěn)供氣。在天然氣中含有酸性氣體CO2、H2S時，由于水的存在加重了對管壁的腐蝕，減少管線使用壽命。在天然氣加工處理

19、和輕烴回收工程中，更應(yīng)先把絕大部分水分脫除。因此天然氣在輸送或使用前一般都應(yīng)進(jìn)行脫水處理。2.2 脫水方法歷史上用于天然氣脫水的方法有多種，可分為溶劑吸收法、固體吸附法、冷卻法和化學(xué)反應(yīng)法等，其中化學(xué)反應(yīng)法在天然氣工業(yè)中用得極少，而溶劑吸收法、固體吸附法較為普遍。隨著科學(xué)研究和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在傳統(tǒng)的天然氣脫水方法不斷得到完善和提高的同時，對新的脫水工藝也不斷進(jìn)行探索，如當(dāng)前天然氣脫水工業(yè)中的膜分離法就是一種新型的脫水方法。 溶劑吸收法若只保證天然氣在管道運輸過程中不生成水合物，采用溶劑吸收法就可以滿足要求。溶劑吸收法是普遍的一種做法，目前國內(nèi)外普遍使用三甘醇（TEG）作為吸收劑，可處理至天然

20、氣水露點-30。世界上已有數(shù)百套高濃度三甘醇脫水裝置在運行，在美國已投入使用的甘醇法中，三甘醇量占85%。三甘醇脫水效率高，露點降通常為30-60，最高達(dá)到70，國內(nèi)已經(jīng)投產(chǎn)的裝置也多使用三甘醇。三甘醇脫水的各種工藝流程中，吸收部分大致相同，再生部分有所不同。目前，國內(nèi)外廣泛采用泡罩塔板作為三甘醇吸收塔，其優(yōu)點是可以在氣液比很低的情況下使用；在氣體處理量很大時，國內(nèi)有用浮閥塔和填料塔的，國外尚未見報道。氯化鈣水溶液是第一個用于天然氣脫水的吸收溶劑，現(xiàn)在很少采用，但是對于交通不便、產(chǎn)氣量不大的邊遠(yuǎn)氣井和井站，或嚴(yán)寒地區(qū)，這種方法仍有其方便之處。 固體吸附法固體吸附法一般適合于小流量氣體的脫水。對

21、于大流量高壓天然氣脫水。假定需要的露點降需要超過44，一般情況下應(yīng)考慮吸附法脫水，至少也應(yīng)在甘醇吸收脫水裝置后串接一個吸附法脫水設(shè)備。但是在某些情況下，特別是在氣流流量、溫度、壓力頻繁變化的情況下，吸附法由于脫水適應(yīng)性好，操作靈活，而且確保退水后的氣體中無液體；所以成本雖高，仍有人選用。吸附脫水的固體吸附劑（干燥劑），多采用硅膠、活性氧化鋁和分子篩3種。當(dāng)前天然氣工業(yè)用的脫水吸附器多為固定床式吸附器，流程中設(shè)3座或2座吸附器輪換使用，再生氣最好用干氣；但對于低壓力、處理量大的吸附法脫水，也研究了類似流動床和移動床的吸附脫水裝置，但這些裝置尚處于實驗階段。 直接冷卻法天然氣中飽和含水汽量隨的壓力

22、升高和溫度下降而降低據(jù)此，被水汽飽和的天然氣可采用直接冷卻至低溫的方法，或先將天然氣增壓再冷卻至低溫的方法脫水。冷卻法流程簡單，成本低，特別適用于高壓氣體，因而被廣泛地應(yīng)用在高壓天然氣的脫水上，高壓天然氣經(jīng)節(jié)流膨脹制冷以脫除其中的一部分水分。對于要求深度脫水的氣體，該法也可作為輔助脫水方法，將天然氣中大部分水分先行脫除，然后再用其他方法進(jìn)行進(jìn)一步的脫水，如用分子篩深度脫水。目前，我國各陸上油田對油田氣的脫水方法幾乎都采用這種方法。 膜分離技術(shù)膜分離技術(shù)是近20多年來發(fā)展起來的一門新的分離技術(shù)，它包括反滲透、超過濾、微過濾、滲析、電滲析、過膜蒸發(fā)及氣體的膜分離等。膜分離過程就是使混合物中各組分在

23、壓力差或濃度差或電位差的作用下，通過特定的界面“膜”進(jìn)行傳質(zhì)。由于混合物中各組分在膜中具有不同的滲透能力，從而實現(xiàn)各組分的分離。用分離技術(shù)凈化天然氣，可脫出其中的CO2、H2S和水分。我國石油大學(xué)于1991年曾用膜技術(shù)分離勝利油田河口地區(qū)所產(chǎn)油田氣中的CO2，取得了非常好的效果。 膨脹劑制冷脫水法該脫水方法是通過膨脹降溫使天然氣中的水汽冷凝并分離。在氣源有壓力降可以利用的情況下，使能量利用得到充分利用。氣體膨脹降溫的制冷設(shè)備有節(jié)流設(shè)備、透平膨脹機(jī)、熱分離機(jī)及氣波制冷機(jī)等。氣波制冷脫水技術(shù)與前面體積的各種脫水方法比較，有許多特點和長處該項技術(shù)屬膨脹制冷技術(shù)領(lǐng)域。2.3 小結(jié)總之，工業(yè)化天然氣脫水

24、的方法很多，應(yīng)根據(jù)脫水的目的、要求和處理規(guī)模等，并結(jié)合各種脫水方法的特點進(jìn)行經(jīng)濟(jì)和技術(shù)比較，從而選擇出最合適的脫水方法和脫水工藝。2.4 甘醇脫水工藝及主要設(shè)備通常，采用甘醇法脫水即可使天然氣的露點滿足管道輸送的要求。甘醇法脫水主要采用二甘醇和三甘醇作脫水吸收劑，根據(jù)要求的露點降、甘醇貨源情況和天然氣組成等進(jìn)行比較后選擇其中的一種?，F(xiàn)已廣為應(yīng)用的三甘醇為例，對其脫水工藝及主要設(shè)備進(jìn)行介紹。圖2-1所示為典型的三甘醇脫水裝置工藝流程。該裝置由高壓吸收系統(tǒng)及低壓再生系統(tǒng)兩部分組成。由于進(jìn)人吸收塔的氣體中不允許含有游離液體（水與液烴）、化學(xué)劑、壓縮機(jī)潤滑油及泥沙等物。所以，濕天然氣進(jìn)人裝置后，先經(jīng)過

25、進(jìn)口氣滌器（洗滌器或分離器）除去游離液體和固體雜質(zhì)。如果天然氣中雜質(zhì)過多，還要采用過濾分離器。進(jìn)口氣滌器頂部設(shè)捕霧器（除沫器），用來脫除出口氣體中攜帶的液滴。 圖2-1 三甘醇脫水原理圖中所示的吸收塔（接觸器）為板式塔，通常選用泡帽塔板或浮閥塔板。由進(jìn)口氣滌器頂部分出的濕天然氣進(jìn)入吸收塔的底部，向上通過各層塔板，與向下流過各層塔板的甘醇溶液逆向接觸時，使氣體中的水蒸氣被甘醇溶液所吸收。吸收塔頂部也設(shè)捕霧器（除沫器），用來脫除出口干氣中攜帶的甘醇溶液液滴，減少甘醇損失。離開吸收塔的干氣經(jīng)過氣體/貧甘醇換熱器（貧甘醇冷卻器），用來冷卻進(jìn)人吸收塔的甘醇貧液（貧甘醇），然后，進(jìn)人管道外輸。對于小型脫水

26、裝置，氣體/貧甘醇換熱器也可采用盤管安裝在吸收塔頂層塔板和捕霧器之間。經(jīng)氣體/貧甘醇換熱器冷卻后的貧甘醇進(jìn)入吸收塔頂部，由頂層塔板依次經(jīng)過各層塔板流至底層塔板。底層塔板的溢流管上裝有液封槽，用以對塔板進(jìn)行液封。吸收了天然氣中水蒸氣的甘醇富液（富甘醇）從吸收塔底部流出，先經(jīng)高壓過濾器除去由進(jìn)料氣帶人的固體雜質(zhì)，再與再生好的熱甘醇貧液（熱貧甘醇）換熱后送入閃蒸分離器（閃蒸罐），經(jīng)過低壓閃蒸分離，分出被甘醇溶液吸收的烴類氣體。這部分氣體一般作為再生系統(tǒng)重沸器的燃料，但含疏化氫的閃蒸氣則應(yīng)去火炬灼燒后放空。 從閃蒸分離器底部排出的富甘醇依次經(jīng)過纖維過濾器(固體過濾器)和活性炭過濾器除去甘醇溶液在吸收塔

27、中吸收與攜帶過來的少量固體、液烴、化學(xué)劑及其它雜質(zhì)。這些雜質(zhì)可以引起甘醇溶液起泡、堵塞再生系統(tǒng)的精餾柱（通常是填料柱），還可使重沸器的火管結(jié)垢。如果甘醇溶劑在吸收塔中吸收的液烴較多，也可采用三相閃蒸分離器將液烴從底部分出。否則，液烴除使甘醇溶液在再生時起泡外，進(jìn)入再生系統(tǒng)這些液烴最終將由精餾柱頂部排向大氣，不僅很不安全，也會增加精餾柱的甘醇損失。由纖維過濾器和活性炭過濾器來的富甘醇經(jīng)貧/富甘醇換熱器預(yù)熱后，進(jìn)入重沸器上部的精餾柱中。精餾柱一般充填填料，例如陶瓷的英特洛克斯（Intalox）填料。富甘醇在精餾柱內(nèi)向下流入重沸器時，與由重沸器中氣化上升的熱甘醇蒸氣和水蒸氣接觸，進(jìn)行傳熱與傳質(zhì)。精餾

28、柱頂部裝有回流冷凝器（分凝器），以在精餾柱頂部產(chǎn)生部分回流?；亓骼淠骺梢圆捎每諝饫鋮s，也可以采用冷的富甘醇冷卻。從富甘醇中氣化的水蒸氣，最后從精餾柱頂部排至大氣中。通常，將再生系統(tǒng)的精餾柱、重沸器及裝有換熱盤管的緩沖罐（相當(dāng)于圖21中的貧甘醇換熱器即貧/富甘醇換熱器）統(tǒng)稱為再生塔或再生器。從精餾柱流入重沸器的富甘醇，在重沸器裝置中加熱到177204左右，以便脫除所吸收的水蒸氣，并使甘醇溶液中的甘醇濃度提濃到99%（）以上。重沸器可以是采用閃蒸氣或干氣作燃料的直接燃燒加熱爐（火管爐，也可以是采用熱油或水蒸氣作熱源的間接加熱設(shè)備）。圖2-2 有貧液汽提柱緩沖罐的再生塔為保證再生后的貧甘醇濃度在9

29、9%（）以上，通常還需向重沸器中通人汽提氣。汽提氣可以是從燃料氣引出的干氣，將其通人重沸器底部或重沸器與緩沖罐之間的溢流管或貧液汽提柱（見圖2-2所示）。用以攪動甘醇溶液，使滯留在高粘度甘醇溶液中的水蒸氣逸出，同對也降低了水蒸氣分壓，使更多的水蒸氣從重沸器和精餾柱中脫除，從而將貧甘醇中的甘醇濃度進(jìn)一步提濃。若天然氣要求露點很低（7395），或氣體中含有較多芳烴時，也可將干燥過的芳烴預(yù)熱氣化后作為汽提氣。通入貧液汽提柱的下方、由精餾柱頂部放空的芳烴蒸氣經(jīng)冷凝后循環(huán)使用。為了得到高濃度的貧甘醇，除采用汽提法外，還可采用負(fù)壓法及共沸法。共沸法采用異辛烷、甲苯等作為共沸劑，干氣露點可達(dá)-90以下，負(fù)壓

30、法現(xiàn)已很少使用。再生好的熱貧甘醇由重沸器流經(jīng)貧/富甘醇換熱器等冷換設(shè)備進(jìn)行冷卻。當(dāng)采用裝有換熱盤管的緩沖罐時,熱貧甘醇則由重沸器的溢流管流入緩沖罐中，與流經(jīng)緩沖罐內(nèi)換熱盤管的冷富甘醇換熱。緩沖罐也起甘醇泵的供液罐作用。離開貧/富甘醇換熱器（或緩沖罐）的貧甘醇經(jīng)甘醇泵加壓后去氣體/貧甘醇換熱器進(jìn)一步冷卻。然后再進(jìn)人吸收塔頂部循環(huán)使用甘醇泵可以是電動泵，也可以是液動泵或氣動泵。當(dāng)為液動泵時，可用吸收塔塔底來的高壓甘醇富液作為液動泵的動力源，甘醇富液通過甘醇泵動力端后再進(jìn)人閃蒸分離器。 對于含H2S的酸性天然氣，當(dāng)其采用三甘醇脫水時，由于H2S會溶解到甘醇溶液中，不僅導(dǎo)致溶液PH值降低。而且也會與三

31、甘醇反應(yīng)使溶液變質(zhì)。因此，從甘醇脫水裝置吸收塔流出的富甘醇進(jìn)再生系統(tǒng)前應(yīng)先進(jìn)入一個富液汽提塔。用不含硫的凈氣或其它惰性氣提汽。脫除的H2S和吸收塔頂脫水后的酸性天然氣匯合后去脫硫裝置。 由圖2-1可知，甘醇脫水裝置高壓吸收系統(tǒng)的主要設(shè)備為吸收塔，低壓再生系統(tǒng)的主要設(shè)備為再生塔。3 容器設(shè)計3.1 概述 容器的結(jié)構(gòu)一般承受內(nèi)壓的容器，除球形容器外，大多是由筒體和封頭組成。筒體是圓筒形殼體，封頭則有多種形式，高壓容器多采用平板封頭（近年來也有采用半球形封頭的）；中、低壓容器的封頭除平板和半球形外，還有半橢圓形封頭、碟形封頭、錐形封頭等。中、低壓容器的筒體大都用單層鋼板卷焊而成。對于高壓容器多采用組

32、合式筒體結(jié)構(gòu)。 容器的分類由于化工容器操作的特殊性，如果在選材、設(shè)計、制造、檢驗、實驗中稍有疏忽，一旦發(fā)生安全事故，其后果不堪設(shè)想。所以包括我國在內(nèi)的各有關(guān)國家都對壓力容器的設(shè)計、制造、檢驗工作通過各種途徑采用取證管理及監(jiān)察工作，必須持證設(shè)計、制造和檢驗。各國對壓力容器的取證管理及監(jiān)察工作在原則上都是為了保證使用的安全性，都是根據(jù)容器一旦發(fā)生事故所可能造成的危害性劃分等級或類別，但在具體劃分上則有所不同。我國國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局所制定即公布的壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程根據(jù)設(shè)計壓力的高低、在運行中可能發(fā)生危險的程度、所儲介質(zhì)的毒性和易燃性等級把壓力容器劃分為一、二、三等三個類別。其要點如下：按設(shè)計壓

33、力的高低，劃分為低壓、中壓、高壓、起高壓四個壓力等級。低壓：0.1Mpap<1.6MPa中壓：1.6Mpap<10MPa高壓：10Mpap< 10MPa起高壓：p100MPa顯然，壓力越高，一旦發(fā)生事故而造成的危害越大，容器的類別越高。按容器的生產(chǎn)工藝過程中的功能，分為反應(yīng)容器、換熱容器、分離容器、儲存容器等四種容器。一般而言，反應(yīng)容器在運行過程中因化學(xué)反應(yīng)而引起超壓、升溫的可能性較大；儲存極度毒性或易燃介質(zhì)的大體積容器在一旦發(fā)生事故時造成的危險性較大，所以容器的類別就高于無化學(xué)反應(yīng)，且介質(zhì)無毒、不易燃的小型分離器的類別。按照容器中介質(zhì)毒性和易燃程度，分為極度危害、高度危害、

34、中度危害和輕度危害等四種程度。此外，再看是否屬于移動式容器，是否屬于低溫容器，是否有可能直接接觸火焰，某些特殊材料和結(jié)構(gòu)，介質(zhì)的危害程度以及在生產(chǎn)過程中的重要作用等的因素，綜合的將容器分為三類。屬于下列情況之一者為一類容器：(1) 非易燃或無毒介質(zhì)的低壓容器；(2) 易燃或有毒介質(zhì)的低壓分離器和換熱容器；屬于下列情況之一者為二類容器：(1) 中壓容器；(2) 劇毒介質(zhì)的低壓容器；(3) 易燃或有毒介質(zhì)的低壓反應(yīng)容器或貯運容器；(4) 內(nèi)徑小于1米的低壓廢熱鍋爐；屬于下列情況之一者為三類容器：(1) 高壓、超高壓容器；(2) 3的低壓容器或劇毒介質(zhì)的中壓容器；(3) 3的中壓反應(yīng)器或中壓貯運容器

35、；(4) 中壓廢熱鍋爐或內(nèi)徑大于1米的低壓廢熱鍋爐。其中，劇毒介質(zhì)是指進(jìn)入人體量<50g即會引起人體機(jī)能嚴(yán)重?fù)p傷或致死作用的介質(zhì)，如氫氰酸，F(xiàn)等。有毒介質(zhì)是指進(jìn)入人體量50g即會引起人體正常功能損傷的介質(zhì)，二氧化碳、氨、一氧化碳等。易燃介質(zhì)是指與空氣混合的爆炸極限<10%或爆炸上限和下限之差>20%的氣體，如乙烷、乙烯、氫等。對于不同類的容器，在材料的選擇、設(shè)計、制造和安裝方面有不同的要求。3.2 內(nèi)壓薄壁容器設(shè)計 筒體強(qiáng)度計算為保證筒體強(qiáng)度，筒體內(nèi)較大的環(huán)向應(yīng)力不應(yīng)高于材料的許用應(yīng)力，即在實際設(shè) (3-1)計工作中，尚須考慮以下因素：(1) 焊縫系數(shù) 容器筒體一般由鋼板卷焊

36、而成。由于在焊接加熱過程中，對焊縫金屬組織產(chǎn)生不利影響，同時在焊縫處往往形成夾渣、氣孔、未焊透等缺陷，導(dǎo)致焊縫及其附近金屬的強(qiáng)度可能低于鋼板本體的強(qiáng)度。因此，式(3-1)中鋼板的許用應(yīng)力 應(yīng)該用強(qiáng)度較低的焊縫許用應(yīng)力代替，辦法是把鋼板的許用應(yīng)力乘以焊縫系數(shù)，<1，于是式(3-1)可寫成 (3-2) (2) 工藝設(shè)計中確定的容器內(nèi)徑，在制造過程中測量的也是圓筒的內(nèi)徑，而受力分析中指的卻是筒體面直徑。用內(nèi)徑代替式(3-1)中的中面直徑更為方便，于是有 (3-3)解出上式中的，得到內(nèi)壓圓筒的計算壁厚。 (3-4) (3) 考慮到鋼板厚度不均勻及介質(zhì)對筒壁的腐蝕作用，在確定筒體所需厚度時，還應(yīng)在

37、計算壁厚的基礎(chǔ)上，增加壁厚附加量C。 綜合以上因素，內(nèi)壓圓筒壁厚的計算公式為 (3-5)對于已有的圓筒，測量壁厚，則其最大許可承壓的計算公式為 (3-6)以上諸式中圓筒計算壁厚，mm； 圓筒設(shè)計壁厚，mm； 圓筒名義壁厚，mm； 圓筒有效壁厚，mm； p容器設(shè)計壓力，MPa； 圓筒內(nèi)壓，mm； 設(shè)計溫度t下，筒體材料的許用應(yīng)力，MPa； 焊縫系數(shù)； C壁厚附加量，mm。特別應(yīng)指出，式(3-5)僅僅考慮了容器內(nèi)介質(zhì)的內(nèi)壓（氣體壓力）。當(dāng)容器中盛有很高的液柱，尚應(yīng)計及產(chǎn)生的壓力，當(dāng)容器除受內(nèi)壓作用外，還承受其他較大外載荷（例如風(fēng)載荷、地震載荷、溫度應(yīng)力等）時，式(3-5)不能作為確定壁厚的唯一依據(jù)

38、，這尚須校核各種外載荷所產(chǎn)生的應(yīng)力。設(shè)計參數(shù)確定壁厚設(shè)計公式中各個參數(shù)，應(yīng)按全國壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會編制的GB15089“鋼制壓力容器”的規(guī)定正確取值。設(shè)計壓力設(shè)計壓力指在相應(yīng)設(shè)計溫度下用以確定容器筒體壁厚的壓力。它應(yīng)標(biāo)注在銘牌上，設(shè)計壓力一般稍高于最大工作壓力。使用安全閥時，設(shè)計壓力不小于安全閥的開啟壓力，或取最大工作壓力的1.051.10倍；使用爆破膜安全裝置時，根據(jù)爆破膜片的型式確定，一般取最大工作壓力的1.151.4倍作為設(shè)計壓力。最大工作壓力是指壓力容器在工藝操作過程中，頂部可能達(dá)到的最大表壓力。當(dāng)容器內(nèi)盛有液體物料時，若液體物料的靜壓力不超過最大工作壓力的5%，則在設(shè)計壓力可不

39、計入液體靜壓力，否則需在設(shè)計壓力中計及液體靜壓力。設(shè)計溫度設(shè)計溫度的取值在設(shè)計公式中沒有直接反映，但它對容器材料的選擇和許用應(yīng)力的確定直接有關(guān)。 設(shè)計溫度指容器正常工作過程中，在相應(yīng)的設(shè)計壓力下，金屬器壁的溫度通過換熱計算確定，為了方便，對于不被加熱或冷卻的器壁，規(guī)定取介質(zhì)的最高或最低溫度作為設(shè)計溫度；對于蒸汽、熱水或其它載熱體或載冷體加熱或冷卻的壁，取加熱介質(zhì)（或冷卻介質(zhì)）的最高溫度（或最低溫度）作為設(shè)計溫度。在工作過程中，當(dāng)容器不同部位可能出現(xiàn)不同溫度時，按預(yù)期的不同溫度作為各相應(yīng)部分的設(shè)計溫度。許用應(yīng)力許用應(yīng)力是以材料的各項強(qiáng)度數(shù)據(jù)為依據(jù)，合理選擇安全系數(shù)n得出的，即 。所需要考慮的強(qiáng)度

40、指標(biāo)主要有抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度，對于需要考慮蠕變的材料，強(qiáng)度指標(biāo)還應(yīng)有蠕變強(qiáng)度。設(shè)計時應(yīng)比較各種許用應(yīng)力，取其中最低值。常用鋼板與鋼管的許用應(yīng)力可從附錄中直接查得。當(dāng)設(shè)計溫度低于0時，取20時的許用應(yīng)力。 焊縫系數(shù) 焊縫系數(shù)應(yīng)根據(jù)焊接接頭形式及對焊縫提出的無損探傷檢驗要求，按表選取。只有一類壓力容器和設(shè)計壓力小于5MPa的非易燃和有毒的二類容器才允許對焊縫作局部無損探傷。焊縫抽驗長度不應(yīng)小于每條焊縫長度的20%，且不小于250mm。 壁厚附加量 壁厚附加量C由鋼板負(fù)偏差（或鋼管負(fù)偏差）C1和腐蝕裕量C2兩部分組成，即C= C1+ C2C1按相應(yīng)鋼板（或鋼管）的標(biāo)準(zhǔn)選取。 腐蝕裕量C2應(yīng)根據(jù)各種剛

41、才在不同介質(zhì)中的腐蝕速度和容器設(shè)計壽命確定。關(guān)于設(shè)計壽命，塔類、反應(yīng)器類容器一般按20年考慮。 當(dāng)腐蝕速度 0.05mm/a（包括大氣腐蝕）時，碳素鋼和低合金鋼單面腐蝕C2=1mm，雙面腐蝕取C2=2mm，不銹鋼取C2=0。 當(dāng)腐蝕速度 0.05mm/a，單面腐蝕取C2=2mm，雙面腐蝕取C2=4mm。 當(dāng)介質(zhì)對容器材料產(chǎn)生氫脆、堿脆、應(yīng)力腐蝕及晶間腐蝕等情況時，增加腐蝕裕量不是有效辦法，而應(yīng)根據(jù)情況采用有效防腐措施。 容器制造時，對于整體沖壓成型的封頭，制造廠還須根據(jù)加工工藝條件再增加若干裕量（C3，稱拉伸減薄量）以補償成型時鋼板厚度因拉伸而減薄的量。 最小壁厚容器壁厚除了滿足強(qiáng)度條件外，還

42、必須滿足容器的鋼性要求，按照我國容器標(biāo)準(zhǔn)，最小壁厚（已包括C1，不包括C2）按下列方法確定:(1) 對碳素鋼和低合金鋼容器當(dāng)內(nèi)徑3800mm時，最小壁厚minmm，且不小于3mm，腐蝕裕量另加。當(dāng)內(nèi)徑3800mm時，最小壁min按運輸與現(xiàn)場制造條件確定。(2) 不銹鋼容器，取min=2mm。 壓力實驗按強(qiáng)度、剛度計算確定容器壁厚，由于材質(zhì)、鋼板彎卷、焊接及安裝等制造加工過程不完善，有可能導(dǎo)致容器不安全，會在規(guī)定的工作壓力下發(fā)生過大變形或焊縫有滲漏現(xiàn)象等，故必須進(jìn)行壓力實驗予以校核。最常用的壓力實驗方法是液壓實驗。通常用常溫水作水壓實驗。需要時可用不會發(fā)生危險的其它液體作液壓實驗。實驗時液體的溫

43、度應(yīng)低于其閃點或沸點。對于不宜作液壓實驗的容器，如容器不允許殘留大量液體或由于結(jié)構(gòu)原因不能充滿液體的容器，可用潔凈的空氣、氮氣或其他惰性氣體代替液體進(jìn)行壓力實驗。實驗的壓力規(guī)定如下：液壓實驗時 取較大者 (3-7)立式容器臥置進(jìn)行水壓實驗時，實驗壓力應(yīng)取立置實驗壓力加液柱靜壓力。氣壓實驗時 取較大者 (3-8)式中p設(shè)計壓力，Mpa； 實驗溫度下的材料許用應(yīng)力，Mpa； 設(shè)計溫度下的材料許用應(yīng)力，Mpa；壓力實驗時，由于容器承受的壓力P高于設(shè)計壓力P，故必要是需進(jìn)行強(qiáng)度校核。液壓實驗時要求滿足的強(qiáng)度條件 (3-9)氣壓實驗時要求滿足的強(qiáng)度條件 (3-10)液壓或氣壓實驗時，還需按式(3-10)

44、校核圓筒的應(yīng)力。其中te為有效厚度，等于名義厚度減去厚度附加量te=tn-C1-C2 (3-11)tntd+C1 (3-12) td=t+C2 (3-13)其中為td設(shè)計厚度；tn為名義厚度；t計算厚度。液壓實驗時，設(shè)備頂部開口，使設(shè)備充滿液體（水），水溫不能過低（碳素鋼、16MnR鋼制容器不低于5，其它低合金鋼不低于15），外殼應(yīng)保持干燥。設(shè)備充滿水后，待壁溫和水溫大致相等時，緩慢升壓到規(guī)定實驗壓力，穩(wěn)壓30min，然后將壓力降低到設(shè)計壓力，至少再保持30min以檢查有無損壞，有無宏觀變形，有無泄露及微量滲透。水壓實驗后及時排水，并用壓縮空氣及其它惰性氣體，將容器內(nèi)表面吹干。3.3 法蘭聯(lián)接

45、在石油、化工設(shè)備和管道中，由于生產(chǎn)工藝的要求，或者為制造、運輸、安裝、檢修方便，常采用可拆的聯(lián)接結(jié)構(gòu)。常見的可拆結(jié)構(gòu)有法蘭聯(lián)接、螺紋聯(lián)接和插套聯(lián)接等。由于法蘭聯(lián)接有較好的強(qiáng)度和緊密性，適用的尺寸范圍較廣，在設(shè)備和管道上都能應(yīng)用，所以法蘭聯(lián)接應(yīng)用最普遍。法蘭聯(lián)接的缺點是不能很快地裝配與拆卸，制造成本較高。設(shè)備法蘭與管法蘭均已指定出標(biāo)準(zhǔn)。在很大的公稱直徑與公稱壓力范圍內(nèi)，法蘭規(guī)格尺寸都可從標(biāo)準(zhǔn)中查取。只有少量超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定范圍的法蘭，才需進(jìn)行設(shè)計進(jìn)行。法蘭聯(lián)接是由一對法蘭，若干螺栓螺母和一個墊片所組成。按照設(shè)備或管道的連接方法分為三類：(1) 整體法蘭 法蘭環(huán)與被連接體（筒體或管道）牢固地結(jié)成一體的

46、法蘭。其中包括鑄造法蘭、對焊法蘭、平焊法蘭。這類法蘭的特點是法蘭環(huán)與被連接件間的變形相互約束。(2) 活套法蘭 法蘭環(huán)在殼體或管道上并未牢固的連接，而是松動地套在連接件（殼、管）端部的支承環(huán)上。這類法蘭適用于某些有色金屬（銅、鋁），不銹鋼設(shè)備或不便于焊接的高壓管道與設(shè)備上，其優(yōu)點為：法蘭不與介質(zhì)接觸，可以采用普通碳鋼制造，從而節(jié)省了貴重金屬；容易制造；對設(shè)備不產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力，容易對中，便于裝配。(3) 任意式法蘭 法蘭環(huán)與被連接件存在一定的連接，但又沒能完全融合為一整體，而是介于整體和活套之間的約束狀態(tài)。按工作介質(zhì)的壓力方向劃分: (1) 內(nèi)壓法蘭 與內(nèi)壓容器或普通連接的法蘭； (2) 外壓

47、法蘭 與外壓容器相連接的法蘭；按法蘭盤的形狀劃分: (1) 圓形法蘭； (2) 方形法蘭； (3) 橢圓形法蘭； 按法蘭接觸面寬窄劃分: (1) 窄面法蘭 通過墊片僅在螺栓孔分布范圍內(nèi)相互接觸的法蘭； (2) 寬面法蘭 在螺栓孔分布圓內(nèi)和在螺栓分布圓都相互接觸的法蘭；此外還有標(biāo)準(zhǔn)法蘭和非標(biāo)準(zhǔn)法蘭；設(shè)備法蘭與管法蘭等。 本設(shè)計中采用突面帶頸平焊鋼制管法蘭，標(biāo)準(zhǔn)HGJ46-91，該標(biāo)準(zhǔn)適用于公稱壓力PN1.0MPa10.0MPa的突面帶頸平焊鋼制管法蘭。法蘭壓緊面即使再光潔，依照微觀方面依然存在凹凸不平之處，在無墊片的壓緊面間只要存在百分之幾微米的間隙，在壓力作用下，介質(zhì)照樣會從中漏出，為阻塞截止

48、流通，須在壓緊面間放置一用半塑性材料制成的墊片，組裝時在螺栓力壓緊下墊片就會產(chǎn)生部分的屈服變形填充到壓緊面的微小凹陷處。墊片使用條件： (1) 不同密封面法蘭用墊片公稱壓力范圍見表； (2) 最高工作溫度小于等于350； (3) 墊片的工作壓力p與工作溫度t的乘積小于等于650；表3-1 公稱壓力密封面型式公稱壓力PN Pma（bar）全平面0.251.0(2.510)突面0.252.5(2.525)凹凸面1.04.0(1040)墊片的形式和尺寸： (1) 全平面法蘭用FF型墊片； (2) 突面法蘭用RF型墊片； (3) 凹凸面法蘭用MFM型墊片；所以本設(shè)計中采用RF型墊片。3.4 容器開孔與

49、附件 容器的開孔與補強(qiáng)在壓力容器設(shè)計中，為了滿足工藝操作，容器制造、安裝、檢修及維修等要求，開孔是不可避免的。由于開孔以后，不僅削弱了容器的整體強(qiáng)度，而且還因開孔引起的應(yīng)力集中以及接管和容器壁的連接造成開孔邊緣的局部的高應(yīng)力，這種高應(yīng)力通?？蛇_(dá)到容器筒體一次總體薄膜應(yīng)力的3倍，某些場合甚至?xí)_(dá)到56倍，再加上接管有時還會受到各種外加載荷的使用而產(chǎn)生的應(yīng)力以及溫差產(chǎn)生的熱應(yīng)力，使得開孔接管處的局部應(yīng)力進(jìn)一步提高。又由于材質(zhì)和制造缺陷等各種因素的綜合作用，開孔接管附近就成為壓力容器的破壞源主要是疲勞破壞和脆性裂口。因此，壓力容器設(shè)計必須充分考慮開孔的補強(qiáng)問題。容器開孔后，在開孔邊緣的附近區(qū)域，其應(yīng)

50、力會達(dá)到很高的數(shù)值。這種局部的應(yīng)力增加，稱為應(yīng)力集中。開孔邊緣處的最大應(yīng)力叫峰值應(yīng)力。因峰值應(yīng)力比平均應(yīng)力高出數(shù)倍，很多破壞都從開孔邊緣開始。為了降低峰值應(yīng)力，需要在孔口邊緣考慮補強(qiáng)，即用在開孔邊緣附近增加金屬截面的方法來分擔(dān)這里的高應(yīng)力。(1) 開孔補強(qiáng)的結(jié)構(gòu) 實驗得知，開孔應(yīng)力集中的程度和孔口形狀有關(guān)，圓孔的應(yīng)力集中程度最低，因此容器筒體與封頭上一般開圓孔?？紤]焊接方便，廣泛采用的是把補強(qiáng)圈放在外面的單面補強(qiáng)。補強(qiáng)圈材料一般與容器材料相同，其厚度一般也與容器壁厚度相等。補強(qiáng)圈與器壁要很好焊接。當(dāng)補強(qiáng)圈厚度超過8mm時，一般采用全焊透結(jié)構(gòu)，使其與器壁同時受力，否則不起補強(qiáng)作用。為了檢驗焊縫的

51、緊密性，補強(qiáng)圈上有一個M10的小螺栓孔。從這里通入壓縮空氣，并在補強(qiáng)圈與器壁的聯(lián)結(jié)焊縫處涂抹肥皂水，如果焊縫有缺陷，就會在有缺陷處吹起肥皂泡。當(dāng)筒體上開排孔或封頭上開孔較多時，宜采用整體補強(qiáng)。所謂整體補強(qiáng)就是增加整個筒壁或封頭的壁厚以降低峰值應(yīng)力，使之達(dá)到許可程度。(2) 允許開孔的范圍 當(dāng)采用局部補強(qiáng)時，筒體及封頭開孔的最大直徑，不允許超過以下數(shù)值：筒體內(nèi)徑Di1500mm，開孔最大直徑dDi/2，且d500mm；筒體內(nèi)徑Di>1500mm，開孔最大直徑dDi/3，且d1000mm；凸形封頭和球殼的開孔最大直徑dDi/2；錐形封頭開孔的最大直徑dDk/3，Dk是開孔中心處的錐體內(nèi)直徑。

52、在橢圓形或碟形封頭過渡部分開孔時，應(yīng)盡量將孔開設(shè)在封頭中心部位附近，當(dāng)需要靠近封頭的邊緣時，應(yīng)使孔邊與封頭邊緣之間的投影距離不小于0.1D。若開孔超出上述規(guī)定，則補強(qiáng)結(jié)構(gòu)需做特殊考慮，必要時還應(yīng)作驗證性水壓實驗，以校核其可靠性。(3) 允許不另行補強(qiáng)的最大孔徑 并不是容器上所有的開孔都需要補強(qiáng)。因為在計算壁厚時考慮了焊縫系數(shù)而使壁厚有所增加，又因為鋼板具有一定規(guī)格，實際選用鋼板厚度大于計算所需壁厚，同時由于容器材料有所增加，又因為鋼板具有一定的塑性儲備，允許承受不是十分過大的局部應(yīng)力，所以當(dāng)孔徑不超過一定數(shù)值時，可不進(jìn)行補強(qiáng)。允許不另行補強(qiáng)的最大孔徑如下：兩相鄰開孔中心的間距（曲面間距以弧長計

53、算）應(yīng)不小于兩孔直徑之和的兩倍；殼體名義厚度大于12mm時，接管公稱直徑小于或等于80mm；當(dāng)殼體名義厚度小于或等于12mm時，接管直徑小于或等于50mm。 封頭設(shè)計封頭又稱端蓋，按其形狀可分為三類：凸形封頭、錐形封頭和平板形封頭。凸形封頭包括橢圓形封頭、碟形封頭、無折邊球形封頭和球形封頭。錐形封頭有無折邊與帶折邊的兩種。平板封頭根據(jù)它與筒體連接方式不同也有多種結(jié)構(gòu)。圖3-1 橢圓形封頭本設(shè)計中采用橢圓形封頭。 橢圓形封頭由半橢球和高度為h的短圓筒（稱為直邊）兩部分構(gòu)成。直邊的作用是避免筒體與封頭間的環(huán)向焊縫承受邊緣應(yīng)力。橢圓形封頭各點曲率半徑雖不一樣，但變化是連續(xù)的，因而當(dāng)承受內(nèi)壓上時，封頭

54、內(nèi)的應(yīng)力分布沒有突變。 人孔、手孔、視鏡與液面計 人孔(1) 人孔的分類與結(jié)構(gòu)形式: 按壓力分類有常壓人孔與受壓人孔； 按形狀分類有圓形人孔和橢圓形人孔，有時也有矩形人孔； 按安裝位置分類有垂直人孔和水平人孔； 按蓋子的支承形式分類有回轉(zhuǎn)蓋人孔和吊蓋人孔； 按蓋子的結(jié)構(gòu)形式分類有平蓋人孔和拱形蓋人孔； 按法蘭的結(jié)構(gòu)形式分類有平焊法蘭人孔和對焊法蘭人孔；按開啟的難易程度分類有快開人孔和一般人孔。(2) 人孔的結(jié)構(gòu)人孔的結(jié)構(gòu)形式主要決定于操作壓力，操作介質(zhì)和啟閉的頻繁程度。根據(jù)使用要求，通常都是上述幾種結(jié)構(gòu)形式的組合。根據(jù)本設(shè)計的壓力容器，為了便于移動沉重的人孔蓋，采用水平吊蓋人孔。由于操作壓力在2.5Mpa以上，所以應(yīng)采用對焊法蘭。根據(jù)HG2152495（帶頸對焊法蘭式），其公稱直徑為450mm或400mm。圖3-2 回轉(zhuǎn)蓋人孔3.4.3.2 手孔手孔最簡單的結(jié)構(gòu)形式是在接管上安裝一塊盲板，這種結(jié)構(gòu)用于常壓和低壓，以及不經(jīng)常打開的場合。需要快速啟閉手孔，應(yīng)設(shè)置快速壓緊裝置。3.4.3.3 人孔和手孔尺寸的確定人孔削弱了容器的強(qiáng)度，同時增加