化工设备基础-塔设备- 教案.doc

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1、化工设备基础■塔设备-教案塔设备基本结构：塔体；包括筒节、端盖、和联接法兰等；内件：塔板或填料及其支承装置；支座：一般为裙式支座；附件：包括人孔、进出料接管、各类仪表接管液体和气体的分配装置，以及塔外的扶梯、平台、保温层等。）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：根据我们以前第4章和第5章所学知识计算2.塔体承受的各种载荷计算自支承式塔设备的塔体除承受工作介质压力之外，还承受自重载荷,风载荷，地震载荷，偏心载荷的作用。如图8-3（1）塔设备自重载荷的计算主要要求计算正常操作下、水压试验时和吊装时各自的质量。分别为

2、最大质量，最小质量和操作质量。（2）地震载荷当发生地震时，塔设备作为悬壁梁，在地震载荷作用下产生弯曲变形。所以，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，计算出水平地震力，垂直地震力和地震弯矩。（3）风载荷风对塔体的作用之一是造成风弯矩，在迎风面的塔壁和裙座体壁引起拉应力，背风面一侧引起压应力；作用Z二是气流在风的背向引起周期性旋涡，即卡曼涡街，导致塔体在垂直于风的方向产生周期振动，这种情况仅仅出现在H/D较大，风速较大时比较明显，一般不予以考虑。计算步骤%1分段，图8-8%1选危险截面0—0截面，塔设备的基底截面；1-1截面，裙座上

3、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血。%1两相邻计算截面间的水平风力%1风弯矩塔设备作为悬臂梁，在风载荷作用下产生弯曲变形。（4）偏心载荷计算1.塔体稳定校核1）先假定筒体有效厚度Sei,计算压力在塔体中引起的轴向应力01重量载荷及垂直地震力在塔体中引起的轴向应力。2弯矩在塔体中引起的轴向应力o32）求出最大组合压应力3）最大组合压应力内压操作的塔设备，最大组合轴向压应力出现在停车情况；图（a）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；（b）1.塔体拉应力校核1）假定筒体冇效厚度Sei计算压力在塔体中引起的轴

4、向应力o1重量载荷及垂直地震力在塔体中引起的轴向应力。2弯矩在塔体中引起的轴向应力。32）求出最大组合拉应力3）最大组合拉应力内压操作的塔设备，最大组合轴向拉应力出现在正常操作情况；图⑻外压操作的塔设备，最大组合轴向压应力出现在停车情况；图（b）5•塔体最终厚度的确定按设计压力计算的塔体厚度Se;按稳定条件验算确定的厚度Sei;按抗拉强度验算条件确定的厚度Sei;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（自学）二、裙座设计1.裙座的结构组成：座体、基础环、螺栓座、管孔2.设计第二节板式塔结构一、总体结构2、塔体与裙座结构2

5、、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。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。塔盘的结构冇整块式和分块式两种。一般塔径在800^900mm以下时，为方便安装和检修，采用整块式塔盘，而塔径在800-900mm以上时，人可以进入塔内进行装拆，可采用分块式塔盘。800-900mm两种均可。（一）整块式塔盘：特

6、点：塔径小，生产能力较小。（二）分块式塔盘1.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，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。2.与整块式的区别分块式：无塔盘圈，冇支持圈（支持板），无密封结构整块式：有塔盘圈，无支持圈（支持板），有密封结构3、塔盘板结构塔盘板形式很多，主要冇自身梁式和槽式。（三）塔盘的支承1.对直径不大的塔（V2000mm）,塔盘的支承一般用焊在塔壁上的支持圈（如图8-43

7、,就是内径为1600mm单流塔盘采用支持圈支承塔盘的结构图）；2.对直径较大的塔（＞2000-3000mm）,需用支承梁结构（如图8-44）第三节填料塔一、喷淋装置：耍求,吏整个塔截面的填料表面很好润湿，结构简单，制造维修方便。作用：喷出液体，使整个塔截面的填料很好润湿，直接影响塔的处理能力和分离效率。1、喷洒型：a、管式喷洒器：图8-47DN^300mm,可选用管式喷洒器，通过填料上的进液管（直、弯或缺口）进行喷洒，结构简单，但喷淋面积较小且不均匀。b、环管多孔喷洒器：图8-48DN^1200mm,可选用单环管多孔喷洒器，结构简单，制造和安装方便，缺点

8、是喷洒面积小，不够均匀，而且液体要求清洁，否则小孔易堵塞。（环管下面开小孔，一般