吸收塔設(shè)計

濟(jì)南大學(xué)課程設(shè)計I1、課程設(shè)計的內(nèi)容主要內(nèi)容發(fā)是設(shè)計吸收塔塔體和群座。2、課程設(shè)計要求吸收塔的塔徑 1500mm，塔高 20 m，工作壓力要求 0.5Mpa，在常溫下工作，工作介質(zhì)微腐，工作地點在濟(jì)南，要求能抵抗 300Pa 的基本風(fēng)壓，抗震要求 6 級，塔體中部設(shè)一人孔，塔中填料重 3000 kg，操作時物料重 20000 kg。 各接管： 裙座人孔 400 溫度 32 取樣25進(jìn)氣200 進(jìn)液100 出液100壓力計25 人孔450出氣1503、文獻(xiàn)查詢方向及范圍1. 主要參考文獻(xiàn)1 譚蔚主編.化工設(shè)備設(shè)計基礎(chǔ)M. 天津大學(xué)出版社,2007 濟(jì)南大學(xué)課程設(shè)計II目 錄1、 前言 12、 塔體選材 13、 按設(shè)計壓力計算筒體和封頭壁厚 13.1 筒體壁厚 13.2 封頭壁厚 24、 各種載荷計算 24.1 設(shè)備自重 24.1.1 塔體重 24.1.2 內(nèi)構(gòu)件重 24.1.3 保溫層重 24.1.4 平臺重 24.1.5 物料重 24.1.6 附件重 34.1.7 充水重 34.2 4.2 風(fēng)載 34.2.1 各段風(fēng)載 34.2.2 各段風(fēng)彎矩 64.2.3 地震載荷 65、 各載產(chǎn)生的軸向應(yīng)力 95.1 設(shè)計壓力產(chǎn)生的軸向應(yīng)力 95.2 操作重量產(chǎn)生軸向壓應(yīng)力 95.3 最大彎矩產(chǎn)生的軸向應(yīng)力 9按組合軸向應(yīng)力驗算塔體和裙座壁厚 105.4 按軸向拉應(yīng)力驗算筒體壁厚 105.5 按組合軸向壓應(yīng)力驗算筒體和裙座壁厚 105.6 驗算水壓試驗應(yīng)力 115.6.1 強(qiáng)度驗算 116、 基礎(chǔ)環(huán)設(shè)計 126.1 選取基環(huán)直徑 126.2 基礎(chǔ)環(huán)厚度計算 127、 地腳螺栓直徑的計算 147.1 底座環(huán)上最大拉應(yīng)力 14III8、 焊縫結(jié)構(gòu)設(shè)計 14結(jié)論 15參考文獻(xiàn) 16濟(jì)南大學(xué)課程設(shè)計- 1 -一、前言在化工、煉油、醫(yī)藥、食品及環(huán)境保護(hù)等工業(yè)部門，塔設(shè)備是一種重要的單元操作設(shè)備。其作用實現(xiàn)氣液相或液液相之間的充分接觸，從而達(dá)到相際間進(jìn)行傳質(zhì)及傳熱的過程。它廣泛用于蒸餾、吸收、萃取、等單元操作，隨著石油、化工的迅速發(fā)展，塔設(shè)備的合理造型設(shè)計將越來越受到關(guān)注和重視。塔設(shè)備有板式塔和填料塔兩種形式。利用氣體混合物在液體吸收劑中溶解度的不同，使易溶的組分溶于吸收劑中，并與其他組分分離的過程稱為吸收。操作時，從塔頂噴淋的液體吸收劑與由塔底上升的氣體混合物在塔中各層填料或塔盤上密切接觸，以便進(jìn)行吸收。伴有化學(xué)反應(yīng)的吸收叫化學(xué)吸收。按吸收時氣液作用方式吸收塔可分為表面式、膜式、噴淋式和鼓泡式等。二、塔體選材據(jù)工作壓力 0.5MPa，工作溫度常溫，屬于低壓常溫。工作介質(zhì)微腐，故選Q235-A。三、按設(shè)計壓力計算筒體和封頭壁厚3.1.筒體壁厚設(shè)t=113MPaP設(shè)計壓力，應(yīng)略大于工作壓力Dit2)(58.07.15.0MaP用單面對接焊，局探， .則 )(3458.0132. m.4Cd 查 m6.1)(.dn- 2 -取 mn10查t 無變化，故 合適。mn103.2. 封頭壁厚采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，取封頭壁厚為 10mm。四、各種載荷計算4.1.設(shè)備自重4.1.1 塔體重 m1)(7695)(.769108.701.28022.5244302NkgDHDniini4.1.2 內(nèi)構(gòu)件重塔中填料重為 3000kg，所以 Nkgm3024.1.3 保溫層重取保溫層厚度 0.1m，密度 3/0k)(30521)(.3052 3021.05.784223 NkgHDmnini4.1.4 平臺重由工藝條件知，每 10 個塔盤設(shè)一人孔，一平臺，共 4 個。每個平臺為半圓形，取平臺寬度 0.9m，平臺自重 q=150kg/m3)(21)(.21 24150.0.25.19.02.0.57804 22NkgqnDBDmnini - 3 -4.1.5 物料重操作時物料重 20000kg，所以 Nm2054.1.6 附件重各種管口（人孔、接管、法蘭）估計取 Nkgma1504.1.7 充水重 )(3520)(102.78.40 NkgHDiw 以上各載按不同情況組合操作時 )(748)(8.74543210 mma水壓試驗時 52.52ax kgw安裝時 )(1)(.14321min Na表 1 各情況下的重量 （單位：N ）m0 mmax mmin374528 527778 1745284.2 風(fēng)載先確定最危險界面0-0 裙座底部1-1 裙座人孔2-2 裙座與塔體連接處的焊縫3-3 第二人孔下4-4 頂面4.2.1 各段風(fēng)載 有 效DhfqKFii021K1空氣動力系數(shù)，對于圓形，取 0.7K2風(fēng)振系數(shù)， imK12mi高度系數(shù)- 4 -表 21距地面高度m 20 40 60 80 100mi 0.35 0.32 0.26 0.25 0.21動荷系數(shù)，與塔的自振周期 T 有關(guān)表 31自振周期Ts 0.25 0.5 1.0 1.5 2 2.5 3 4 5系數(shù) 1 1.4 1.7 2.0 2.3 2.5 2.7 3.0 3.2塔的自振周期 T)(60. 1051028.37439.0350sDEHmin（1）對于 0-1 段查表 1 得到 mi=0.35查表 2 由 得到 =1.464.1506.7所以有 1.312 iK設(shè)備設(shè)計要求基本風(fēng)壓為 300Pa,所以 q0=300Pa表 41 風(fēng)壓高度變化系數(shù) if地面粗糙度類別距地面高度 Hit A B C D5 1.17 1.00 0.74 0.6210 1.38 1.00 0.74 0.6215 1.52 1.14 0.74 0.6220 1.63 1.25 0.84 0.62注 1： A 類系指近海海面及海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū)；B 類系指田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵以及房屋比較稀疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市郊區(qū)C 類系指有密集建筑群的城市市區(qū)D 類系指有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū)- 5 -)(14.35072.0734.0517.3202132 NDhqfKF 有 效查表 4 得到高度變化系數(shù) 74.01f0-1 段長度 mh10有效直徑 4302KD有 效外徑 保溫層厚度 扶梯寬度5.0 m2.01mK403平臺寬度 F-水平投影面積，04ihFKF所以有 )(12.4.521D有 效0-1 段風(fēng)載 ( 2 ) 同理，對于 1-2 段查表 4，得到高度變化系數(shù) 74.021f1-2 段長度 mh8.211-2 段風(fēng)載 （3）同理，對于 2-3 段 查表 4，得到高度變化系數(shù) 74.032f2-3 段長度 m5.322-3 段風(fēng)載（4）同理，對于 3-4 段查表 4，得到高度變化系數(shù) 8.43f3-4 段長度 mh5.10433-4 段風(fēng)載表 5 各段風(fēng)載)(47.912.3.5.10210 NhqfKF 有 效 )(4.89512.51.210212 NDqfKF 有 效)(26.591.0384.17.4302143 NDqfKF 有 效- 6 -計算段 0-1 1-2 2-3 3-4 備注K1 0.7 形狀系數(shù)K2 1.51 風(fēng)振系數(shù)q0 300Pa 基本風(fēng)壓fi 0.74 0.74 0.74 0.84 高度系數(shù)hi 1 1.8 7.05 10.5 各計算高度D 有效 2.12 有效直徑Fi 497.47 895.44 3507.14 5929.26 各段風(fēng)載4.2.2 各段風(fēng)彎矩)(983.10 25.10.7826.590.7814.502.4)(7.13625.10.8259 205.7814.37.4.51.4232321 3203102000mNhFhFMNhFhFhMww )(567.82925.10.726.9.1430222mNhFw4.2.3 地震載荷地震以波的形式向四周傳播破壞，對建筑物來說，以水平振動危害較大。（1）作用在單質(zhì)點上的水平地震力mgcF式中：c形狀系數(shù)，對鋼制圓形容器 c=0.5地震影響系數(shù)- 7 -表 61對應(yīng)于設(shè)防烈度 值max設(shè)防烈度 7 8 9誤計基本地震加速度 0.1g 0.15g 0.2g 0.3g 0.4g地震影響系數(shù)最大值 max0.08 0.12 0.16 0.24 0.32根據(jù)設(shè)計地震烈度為 6 級，查表