化工设备基础ppt课件pptch8 塔设备的机械设计.pptxVIP

塔设备第八章 塔设备的机械设计教学重点：板式塔的基本结构和塔设备的应力校核教学难点：风载荷的计算第八章 塔设备的机械设计塔体内件支座附件第一节 塔体与裙座的机械设计 一、塔体厚度的计算1、按计算压力计算塔体及封头厚度 2、塔体承受的各种载荷计算 介质压力自重载荷承受载荷地震载荷风载荷偏心载荷如图8-3塔设备自重载荷的计算 m01------塔体重量（包括外壳及伸出的接管）m02------塔内件重量m03------保温层重量 m04------平台和扶梯的重量m05------物料重量 me-------偏心重量ma-------附件重量（人孔、法兰）mw------充水重量塔设备在正常操作时的质量(8-1)塔设备在水压试验时的最大质量(8-2)塔设备在吊装时的最小质量(8-3)地震载荷安装在7度及7度以上地震烈度地区的塔设备必须考虑它的抗震能力 塔设备作为悬壁梁，在地震载荷作用下产生弯曲变形 风载荷 作用之一 造成风弯矩 作用之二 卡曼涡街 图8-5 风载荷的分布图8-6 卡曼涡街图8-7 卡曼涡街计算步骤 分段（图8-8） 选危险截面 0—0截面，塔设备的基底截面； 1—1截面，裙座上人孔或较大管线引出孔处的截面；2—2截面，塔体与裙座连接焊缝处的截面。图8-8 风载荷计算简图两相邻计算截面间的水平风力 (8-4)式中─塔设备中第i段的水平风力，N；─体型系数,取0.7；─塔设备中第i 计算段的风振系数；─风压高度变化系数,按表8-5查取；─各地区的基本风压，N/m2，见表8-4；─塔设备各计算段的计算高度(见图8-8)，mm； ─塔设备中第i 段的有效直径， mm .风弯矩 将塔设备沿高度分为若干段，则水平风力在任意截面处的风弯矩为（图8-8所示）(8-5)偏心载荷计算 定义：塔体上悬挂的再沸器、冷凝器等附属设备或其它附件 所引起的载荷。载荷产生的弯矩为：(8-6) 式中─重力加速度，m/s2;─偏心距，即偏心质量中心至塔设备中心线 间的距离，m；─偏心弯矩，N·m。3、塔体稳定校核 第一　筒体轴向应力计算压力在塔体中引起的轴向应力 重量载荷及垂直地震力在塔体中引起的轴向应力 弯矩在塔体中引起的轴向应力 第二轴向许用压应力 和B的确定参见本书第5章。 其中B为许用轴向压缩应力。第三内压操作的塔设备，最大组合轴向压应力出现在停车情况 外压操作的塔设备，最大组合轴向压应力出现在正常操作情况 4、塔体拉应力校核 第一　筒体轴向应力计算压力在塔体中引起的轴向应力 重量载荷及垂直地震力在塔体中引起的轴向应力 弯矩在塔体中引起的轴向应力 第二最大组合拉应力的求法 第三 内压操作的塔设备，最大组合轴向拉应力出现在正常操作情况 外压操作的塔设备，最大组合轴向压应力出现在停车情况 5、塔体最终厚度的确定 按设计压力计算的塔体厚度 按稳定条件验算确定的厚度按抗拉强度验算条件确定的厚度 取上述三者中的最大值，作为塔体的有效厚度。 6、塔设备水压试验时的应力验算（自阅） 第二节 板式塔结构 一、总体结构1、塔体与裙座结构2、塔盘结构：塔盘板、降液管、溢流堰、紧固件和支承件。3、除沫装置：用于分离气体夹带的液滴，多位于塔顶出口处。4、设备管道：人孔、接管等。5、塔附件：保温圈、吊柱、扶梯、平台等。图8-15 板式塔的总体结构整块式塔盘DN≤700mm分块式塔盘DN≥800mm二、塔盘结构塔盘实际上是塔中的气、液通道。为了满足正常操作要求，塔盘结构本身必须具有一定的刚度以维持水平，塔盘与塔壁之间要保持一定的密封性以避免气、液短路。 塔盘的结构有整块式和分块式两种。 1、整块式塔盘 图8-16 定距管式塔盘结构1、整块式塔盘 结构——塔体由若干塔节组成，内装有一定数量 的塔盘，塔节间用法兰连接。定距管式组装方式重叠式定距管式塔盘用定距管和拉杆将同一塔节内的几块塔盘支承并固定在塔节内的支座上，定距管起支承塔盘和保持塔盘间距的作用。塔盘与塔体之间的间隙，以软填料密封并用压圈压紧,见图7-43。高度随塔径增加。塔径DN=300～500mm时，塔节高度L=800～1000mm；塔径DN=600～700mm时，塔节高度L=1200～1500mm。为方便安装，每个塔节中的塔盘数为5-6块。1—塔盘板 2—降液管 3—拉杆4—定距管 5—塔盘圈 6—吊耳7—螺栓8—螺母9—压板10 —压圈11—石棉绳图8-17 定距管式塔盘结构2、分块式塔盘 做成分块式的原因 1）在工艺上，塔径大，塔盘过大，分液不均匀；2）对碳钢，塔板厚3~4mm，不锈钢2~3mm，塔径过大，易形成弧形，安装时水平度不好，从刚度出发，仍要分块；3）塔板过大，不能放进塔内，因一般从人孔进出，人孔尺寸有限制，因而塔盘受此限制要分块。与整块式的区别 分块式：无塔盘圈，有支持圈(支持板