吸收塔塔体和裙座的课程设计.docVIP

课程设计 题 目 学 院 专 业 班 级 学 生 学 号 指导教师 二〇一五年 一月 十日 目 录 前言 1 设计概述 1 塔体选材 2 按设计压力计算筒体和封头壁厚 2 筒体壁厚 2 封头壁厚 2 各种载荷计算 3 设备自重 3 塔体重 3 内构件重 3 保温层重 5 平台重 6 物料重 6 附件重 6 充水重 6 风载 7 各段风载 7 各段风弯矩 10 地震载荷 11 各载产生的轴向应力 14 设计压力产生的轴向应力 14 操作重量产生轴向压应力 14 最大弯矩产生的轴向应力 15 7. 按组合轴向应力验算塔体和裙座壁厚 16 7.1按轴向拉应力验算筒体壁厚 16 7.2按组合轴向压应力验算筒体和裙座壁厚 16 7.3验算水压试验应力 16 7.3.1强度验算 17 8. 基础环设计 17 8.1选取基环直径 17 8.2基础环厚度计算 18 地脚螺栓直径的计算 19 9.1底座环上最大拉应力 19 10. 焊缝结构设计 19 结论 19 参考文献 20 1 前言 塔设备的设计和选型是建立在对循环吸收工段、精制工段流程的模拟、优化的基础上。在满足工艺要求的条件下，考虑设备的固定投资费用和操作费用，进行进一步模拟计算、设计和选型。设计主要包括工艺参数设计、基本参数设计和机械设计。工艺参数设计对该塔的生产能力、分离效果、物料和能量等操作参数作了设计；基本参数设计部分完成了塔设备的选型、填料的选型和参数设计塔板负荷性能校核等内容的设计。 在化工、炼油、医药、食品及环境保护等工业部门，塔设备是一种重要的单元操作设备。塔设备操作性能的优劣，对于整个装置的产品产量、质量、成本、能耗、“三废”处理及环境保护等均有重大影响。其作用实现气—液相或液—液相之间的充分接触，从而达到相际间进行传质及传热的过程。它广泛用于蒸馏、吸收、萃取、等单元操作，随着石油、化工的迅速发展，塔设备的合理造型设计将越来越受到关注和重视。 2 设计概述 吸收塔是实现吸收操作的设备。操作时，从塔顶喷淋的液体吸收剂与由塔底上升的气体混合物在塔中各层填料或塔盘上密切接触，以便进行吸收。伴有化学反应的吸收叫化学吸收。按吸收时气液作用方式吸收塔可分为表面式、膜式、喷淋式和鼓泡式等。 一般塔设备的高径比较大，要承受地震、风、偏心以及内压等载荷，为保证塔设备的安全可靠运行，其安装基础非常重要，必须进行可靠、合理的设计。裙座是指在设备下部一圈焊接支撑筒体。为了增加设备的稳定性降低地脚螺栓和基础环支承面上的应力，可采用圆锥裙座。裙座直接焊在塔釜封头上，可采用对接焊缝，此焊缝应予以修磨，特别是低温塔及高寒地区的室外自支撑塔，为了减少应力集中，不得采用加高焊缝的结构，对较高或细长的塔，焊缝应进行探伤检查。采用此结构时，若裙座与封头等厚，封头切线至裙座顶之距离h可查有关设计规定。搭接焊缝因承受剪切载荷，受力情况差，只是因为安装方便，才在一些小塔或焊缝受力较小的情况下采用。 由于裙座与介质不直接接触，也不承受容器内的介质压力，因此，不受压力容器用材所限，可选用较经济的普通碳素结构钢。此外，裙座的选材还应考虑到载荷、塔的操作条件，以及塔釜封头的材料等因素，对于室外操作的塔，还得考虑环境温度。常用的裙座材料为Q235F和Q235。因Q235F有缺口敏感及夹层等缺陷，故此仅能用于塔在常温操作、裙座设计温度高于-20℃、且不以风载荷确定裙座壁厚的场合。当裙座设计温度等于或低于-20℃时，裙座筒体材料应选择16Mn，而且材料应具有在相应温度下必保的冲击韧性指标。裙座往往有保温或防火层，这时裙座材料应考虑到保温或防火层敷设的具体情况塔釜封头的材料为低合金钢或高合金钢时，裙座顶部应增设与塔封头相同材料的短节；操作温度低于O℃或高于350℃时，短节长度按温度影响范围确定，当不作这项计算时，短节的长度一般取其为保温层厚度的4倍，而且不小于500mm 3 塔体选材 据工作压力0.5MPa，工作温度常温，属于低压常温。工作介质微腐，故选Q235-A。 4 按设计压力计算筒体和封头壁厚