塔设备设计说明书

《化工设备机械基础》

塔设备设计

课程设计说明书

学院：木工学院

班级：林产化工0 8

学号：

姓名：万永燕郑舒元

分组：第四组

目录

前言

摘要

塔设备是化工、石油等工业中广泛使用的重要生产设备。塔设备的基本功能在于提供气、液两相以充分接触的机会，使质、热两种传递过程能够迅速有效地进行；还要能使接触之后的气、液两相及时分开，互不夹带。因此，蒸馏和吸收操作可在同样的设备中进行。根据塔内气液接触部件的结构型式，塔设备可分为板式塔与填料塔两大类。板式塔内沿塔高装有若干层塔板(或称塔盘)，液体靠重力作用由顶部逐板流向塔底，并在各块板面上形成流动的液层；气体则靠压强差推动，由塔底向上依次穿过各塔板上的液层而流向塔顶。气、液两相在塔内进行逐级接触，两相的组成沿塔高呈阶梯式变化。填料塔内装有各种形式的固体填充物，即填料。液相由塔顶喷淋装置分布于填料层上，靠重力作用沿填料表面流下；气相则在压强差推动下穿过填料的间隙，由塔的一端流向另一端。气、液在填料的润湿表面上进行接触，其组成沿塔高连续地变化。目前在工业生产中，当处理量大时多采用板式塔，而当处理量较小时多采用填料塔。蒸馏操作的规模往往较大，所需塔径常达一米以上，故采用板式塔较多；吸收操作的规模一般较小，故采用填料塔较多。

板式塔为逐级接触式气液传质设备。在一个圆筒形的壳体内装有若干层按一定间距放置的水平塔板，塔板上开有很多筛孔，每层塔板靠塔壁处设有降液管。气液两相在塔板内进行逐级接触，两相的组成沿塔高呈阶梯式变化。板式塔的空塔气速很高，因而生产能力较大，塔板效率稳定，造价低，检修、清理方便

关键字

塔体、封头、裙座、。

第二章设计参数及要求

符号说明

Pc ----- 计算压力，MPa；

Di ----- 圆筒或球壳内径，mm；

[Pw]-----圆筒或球壳的最大允许工作压力，MPa；

δ ----- 圆筒或球壳的计算厚度，mm；

δn ----- 圆筒或球壳的名义厚度，mm；

δe ----- 圆筒或球壳的有效厚度，mm；

t]

[δ----- 圆筒或球壳材料在设计温度下的许用应力，MPa；

t

δ ------ 圆筒或球壳材料在设计温度下的计算应力，MPa；

φ ------ 焊接接头系数；

C ------- 厚度附加量，mm ；

.设计参数及要求

1.2.1设计参数

1.2.2设计要求

（1） 塔体内径Di =1200 mm,塔高近似取H=28680mm 。 （2） 计算压力MPa p c 20.0=，设计温度t=200℃。 （3） 设计地区：基本风压值20

/400m N q =，地震设防烈度为8度，场地土类：Ⅰ类，设计地

震分组：第二组，设计基本地震加速度为。

（4） 塔内装有N=26层浮阀塔，每块塔盘上存留介质层高度为mm h w 60=，介质密度为

31/5.794m kg =ρ。

（5） 沿塔高每6块塔板左右开设一个手孔，手孔数为3个，相应在手孔处安装半圆形平台3个，

平台宽度为B=800mm ，高度为1000mm 。

（6） 塔外保温层的厚度为mm s 100=δ操作质量为./20003m kg m e =。

（7） 塔体与封头材料选用MnR 16，其中[][]MPa 170170==σσ，MPa t ，Mpa s 345=σ，

（8） 裙座材料选用Q235-A 。

（9） 塔体与裙座对接焊接，塔体焊接接头系数85.0=φ。 （10） 塔体与封头厚度附加量C=2mm ，裙座厚度附加量C=2mm 。

第二章 材料选择

概论

塔设备与其他化工设备一样，置于室外，无框架的自支承式塔体，绝大多数是采用钢材制造的。这是因为钢材具有猪狗的强度和塑性，制造性能较好，设计制造的经验也比较成熟，因此，在大型的塔设备中，钢材更具有无法比拟的有点。

塔体材料选择

设计中塔体的材料选择是：MnR 16；塔体是塔设备的外壳，由等直径和等壁厚的圆筒和两个封头组成，塔体除满足工艺条件下的强度、刚度外，还应考虑风力、地震、偏心载荷所英气的强度、刚度问题，以及吊装、运输、检验、开停工作等的影响，所以选择塔体的材料很重要。

裙座材料的选择

设计中裙座材料的选择是：Q A -

235；塔体裙座是塔体安放到基础上的连接部分，它必须保证塔体

坐落在确定位置上进行正常工作，为此，它应当具有足够的强大和刚度，能够承受各种操作情况下的全塔质量，以及风力、地震等引起的载荷。

第三章 塔体的结构设计及计算

按计算压力计算塔体和封头厚度

(1) 塔体厚度计算

取δ=4mm ，考虑厚度附加量C=2mm ，经圆整，取mm n 8=δ，mm e 6=δ 。 (2) 封头厚度计算 采用标准椭圆形封头： []mm p D p c

t

i c 74.39.05.085.017021200

9.02=⨯-⨯⨯⨯=-=

φσδ

， 取δ=4mm,考虑厚度附加量C=2mm 经圆整后，取mm n 8=δ，mm e 6=δ。

塔设备质量载荷计算

1、筒体圆筒、封头、裙座质量01m

圆筒质量： kg m 7.699038.262651=⨯= 封头质量： kg m 1562.11302

=⨯=

裙座质量： kg m 5822.22653=⨯=

说明：(1）塔体圆筒的总高度为mm H 38.260=

（2）查得mm DN 1200=，厚度mm 8的圆筒质量为m kg /265 （3）查得mm DN

1200=，厚度mm 8的椭圆形封头质量为m kg /130

（4）裙座高度为mm 2020

2、塔内构件质量02m

（由表8-1查得浮阀塔盘质量为75kg/m 2

） 3、保温层质量03m

其中，'

03m 为保温层的质量，kg 4、平台、扶梯质量04m