石油化工过程系统概论第八章PPT课件
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25
1、设计注意事项 （1）塔盘板的分块宽度由人孔尺寸、塔板结 构强度、开孔排列的均匀对称性等因素决定， 其最大宽度以通过人孔为宜。 （2）内部通道板最小尺寸为300×400mm，通 道板应容易装拆。 （3）塔内所有可拆件的外形尺寸均应保证能 从人孔通过。 （4）单件质量不应超过30kg.
26
内件
塔盘 支承装置
常用
支座
裙式支座
人孔、手孔
附件
除沫器 平台、扶梯
吊柱
保温层
7
一、塔盘
思考：塔盘由哪 些结构组成？
塔盘在结构方面要求： 1.有一定的刚度以维持水平 2.塔盘和塔壁之间应有一定的密封性，
以避免气液短路。 3.塔盘应便于制造、安装、维修 4.制造成本低
整块式塔盘：D<800mm
塔盘分类
2.塔盘板的结构
（a）平板式 （b）（c）自身梁式 （d）槽式
平板式：制作方便，但需在塔内设置支承梁，使有 效传质面积减少，钢材消耗增加
自身梁式、槽式：结构简单，自身的折边起到了 支承梁作用，增加了刚性。
27
3.降液管结构
降液管可分为固定式和可拆式两种。
(1)固定式降液管
优点：结构简 单，制造方便。
塔设备机械设计的基本要求： 1.满足强度要求，防止外力下的破坏 2.满足刚度要求，防止在操作、运输、安装过程中发
生不允许的变形。 3.满足稳定性要求，防止失稳破坏 4.耐久性 5.密封性，保证安全生产。 6.结构简单，节省材料，便于制造、运输、安装、维
修等
4
二、塔设备机械设计的基本内容 塔设备机械设计的基本内容：
1.塔设备的结构设计 2.设备的材料选取 3.塔设备的强度和稳定性计算 4.设备零部件的设计选用 5.绘制总装配图和零部件图 6.编写设计说明书
5
第二节 板式塔结构设计 一、塔盘 二、塔盘的机械计算 三、塔盘构件的最小厚度 四、塔节简介
思考：板式塔结构由哪些部分组成？
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塔体
筒节 封头
连接法兰
板式塔
对于重叠式塔盘：塔节长度不受限制
22
（二）分块式塔盘
采用分块式塔盘原因： 1.工艺上，塔盘过大，分液不均匀 2.塔盘过大，刚度较差，受介质压力、重量等作
用易形成弧形； 3.塔径过大，安装时水平度不好 4.人孔尺寸大小的限制，要求塔盘要分块
23
分块式塔盘的塔体是焊制的整体圆筒，不分塔节。 按塔径大小，可分为单流塔盘、双流塔盘和多流塔盘。
（2）保证液封。
1-入口堰；2-筋板；3-受液盘； 4-降液板；5-塔盘板；6-塔壁
思考：筋板的作用？
30
（2）凹形受液盘
优点：保证良好的液封；减少对塔盘入口区的冲击作用。
31
5.溢流堰结构 有平直堰，齿形堰和可调节堰三种。 （1）平直堰 液体溢流量大时，可采用平直堰。
32
（2）齿形堰
当液体流量小，堰上溢流高度小于6mm时，为避免 液体流动不均，应采用齿形堰。
缺点：不能对 降液板进行校正 调节，也不便于 检修清理。
适用场合：适用于物料洁净、不易聚合的场合
28
（2）可拆式降液管 结构：上降液板、可拆降液板、连接板
适用场合：物料易于聚合、堵塞的情况下
29
4.受液盘结构 有平形和凹形两种形式
（1）平形受液盘
适用场合：物料易聚合
入口堰的作用：
（1）减小液体对塔盘的 水平冲击
第八章 塔设备的机械设计
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目录
第一节 概述 第二节 板式塔结构设计 第三节 填料塔结构设计 第四节 辅助装置及附件 第五节 塔的强度和稳定性计算简介
2
第一节 概述 一、塔设备机械设计的基本要求 二、塔设备机械设计的基本内容
3Βιβλιοθήκη Baidu
一、塔设备机械设计的基本要求
本阶段的设计，既要满足工艺要求，又要满足机械要求， 确保塔设备安全高效生产。
定距管式支承结构 重叠式支承结构
（1）定距管式支承结构 用定距管和拉杆把塔盘紧固在塔节内的支座上。 定距管的作用：支撑塔盘，保持塔盘间距。
13
优点： 结构简单、 装拆方便
14
15
思考：此结构中拉杆、定距管如何安装？
16
（2）重叠式支承结构
1.每一塔节下部焊有 一组支座1，底层塔 盘安装在支座上， 然后依次装入上一 层塔盘。 2.每层塔盘的间距由 焊在塔盘上的支柱9 和支撑板10定位， 并用调节螺钉11调 整塔盘的水平度
17
重叠式支承结构
优点：塔盘的 水平度可以通过调 节螺栓逐层调节。
但人需进入塔 内，故此结构适用 于直径≧700mm的 塔
18
19
3.塔盘的密封结构 思考：为何要采用密封结构？
由填料、压圈、压板、螺栓、螺母组成 密封填料：Φ10～Φ12mm的石棉绳，放置2～3层
20
4.降液管的结构 弓形、圆形（液相负荷较小时采用）
35
（2）塔盘紧固件 是组装分块式塔盘的连接构件，用于塔盘之
间的连接，塔盘板与支承圈、支承板、受液盘 或支承梁，以及降液板与支持板之间的连接。
33
（3）可调节堰 既可调节溢流堰堰高，又可调整堰顶的水平度
34
6.塔盘的支承结构与紧固件 （1）塔盘的支承结构 塔径较小时:可通过支持圈、支持板、降液板和受液盘支承， 如下图。
1-入口堰；2-筋板； 3-受液盘；4-降液板； 5-塔盘板；6-塔壁
塔径较大时：一端放在支持圈上， 另一端支在梁上，如图9-8、9-9
9
（一）整块式塔盘 1.塔盘圈结构：角焊结构、翻边结构 （1）角焊结构
优点：塔盘制造方便 缺点：焊接变形可能引起塔板不平，故需要采取 必要的措施，减小焊接变形
10
（2）翻边结构
由塔板直接翻边构成塔圈可避免焊接变形。 塔盘圈高度h1一般取70mm，但不得低于溢流堰的高度。
11
12
2.整块式塔盘的支承结构
分块式塔盘:D>800mm
8
看书P390~394，思考： 1.塔盘圈采用角焊结构时如何减小焊接变形？ 2.图9-3、9-4中塔盘圈分别属于哪种结构？ 3.定距管支承结构中定距管的作用？ 4.为何在塔盘上要采用密封结构？ 5.图9-5（b）中采用多个密封圈的作用是什么？ 看懂图9-3、9-4的结构
弓形降液管结构：平板+弧形板 降液管处的液封，由下层塔盘
的受液盘保证； 但最下层塔盘的降液管的末端
应设置液封槽，如P304图9-7。
图9-6 整块式塔盘的弓形降液管结构
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5.塔节长度 受塔径、塔盘支承结构和塔盘安装等因素影响。 定距管支承结构中：塔节受塔径、拉杆长度和塔
盘数的限制，一般每个塔节内的塔板数不超过5~6 块。其尺寸选择见表9-2
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1、设计注意事项 （1）塔盘板的分块宽度由人孔尺寸、塔板结 构强度、开孔排列的均匀对称性等因素决定， 其最大宽度以通过人孔为宜。 （2）内部通道板最小尺寸为300×400mm，通 道板应容易装拆。 （3）塔内所有可拆件的外形尺寸均应保证能 从人孔通过。 （4）单件质量不应超过30kg.
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内件
塔盘 支承装置
常用
支座
裙式支座
人孔、手孔
附件
除沫器 平台、扶梯
吊柱
保温层
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一、塔盘
思考：塔盘由哪 些结构组成？
塔盘在结构方面要求： 1.有一定的刚度以维持水平 2.塔盘和塔壁之间应有一定的密封性，
以避免气液短路。 3.塔盘应便于制造、安装、维修 4.制造成本低
整块式塔盘：D<800mm
塔盘分类
2.塔盘板的结构
（a）平板式 （b）（c）自身梁式 （d）槽式
平板式：制作方便，但需在塔内设置支承梁，使有 效传质面积减少，钢材消耗增加
自身梁式、槽式：结构简单，自身的折边起到了 支承梁作用，增加了刚性。
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3.降液管结构
降液管可分为固定式和可拆式两种。
(1)固定式降液管
优点：结构简 单，制造方便。
塔设备机械设计的基本要求： 1.满足强度要求，防止外力下的破坏 2.满足刚度要求，防止在操作、运输、安装过程中发
生不允许的变形。 3.满足稳定性要求，防止失稳破坏 4.耐久性 5.密封性，保证安全生产。 6.结构简单，节省材料，便于制造、运输、安装、维
修等
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二、塔设备机械设计的基本内容 塔设备机械设计的基本内容：
1.塔设备的结构设计 2.设备的材料选取 3.塔设备的强度和稳定性计算 4.设备零部件的设计选用 5.绘制总装配图和零部件图 6.编写设计说明书
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第二节 板式塔结构设计 一、塔盘 二、塔盘的机械计算 三、塔盘构件的最小厚度 四、塔节简介
思考：板式塔结构由哪些部分组成？
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塔体
筒节 封头
连接法兰
板式塔
对于重叠式塔盘：塔节长度不受限制
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（二）分块式塔盘
采用分块式塔盘原因： 1.工艺上，塔盘过大，分液不均匀 2.塔盘过大，刚度较差，受介质压力、重量等作
用易形成弧形； 3.塔径过大，安装时水平度不好 4.人孔尺寸大小的限制，要求塔盘要分块
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分块式塔盘的塔体是焊制的整体圆筒，不分塔节。 按塔径大小，可分为单流塔盘、双流塔盘和多流塔盘。
（2）保证液封。
1-入口堰；2-筋板；3-受液盘； 4-降液板；5-塔盘板；6-塔壁
思考：筋板的作用？
30
（2）凹形受液盘
优点：保证良好的液封；减少对塔盘入口区的冲击作用。
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5.溢流堰结构 有平直堰，齿形堰和可调节堰三种。 （1）平直堰 液体溢流量大时，可采用平直堰。
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（2）齿形堰
当液体流量小，堰上溢流高度小于6mm时，为避免 液体流动不均，应采用齿形堰。
缺点：不能对 降液板进行校正 调节，也不便于 检修清理。
适用场合：适用于物料洁净、不易聚合的场合
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（2）可拆式降液管 结构：上降液板、可拆降液板、连接板
适用场合：物料易于聚合、堵塞的情况下
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4.受液盘结构 有平形和凹形两种形式
（1）平形受液盘
适用场合：物料易聚合
入口堰的作用：
（1）减小液体对塔盘的 水平冲击
第八章 塔设备的机械设计
1
目录
第一节 概述 第二节 板式塔结构设计 第三节 填料塔结构设计 第四节 辅助装置及附件 第五节 塔的强度和稳定性计算简介
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第一节 概述 一、塔设备机械设计的基本要求 二、塔设备机械设计的基本内容
3Βιβλιοθήκη Baidu
一、塔设备机械设计的基本要求
本阶段的设计，既要满足工艺要求，又要满足机械要求， 确保塔设备安全高效生产。
定距管式支承结构 重叠式支承结构
（1）定距管式支承结构 用定距管和拉杆把塔盘紧固在塔节内的支座上。 定距管的作用：支撑塔盘，保持塔盘间距。
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优点： 结构简单、 装拆方便
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思考：此结构中拉杆、定距管如何安装？
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（2）重叠式支承结构
1.每一塔节下部焊有 一组支座1，底层塔 盘安装在支座上， 然后依次装入上一 层塔盘。 2.每层塔盘的间距由 焊在塔盘上的支柱9 和支撑板10定位， 并用调节螺钉11调 整塔盘的水平度
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重叠式支承结构
优点：塔盘的 水平度可以通过调 节螺栓逐层调节。
但人需进入塔 内，故此结构适用 于直径≧700mm的 塔
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3.塔盘的密封结构 思考：为何要采用密封结构？
由填料、压圈、压板、螺栓、螺母组成 密封填料：Φ10～Φ12mm的石棉绳，放置2～3层
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4.降液管的结构 弓形、圆形（液相负荷较小时采用）
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（2）塔盘紧固件 是组装分块式塔盘的连接构件，用于塔盘之
间的连接，塔盘板与支承圈、支承板、受液盘 或支承梁，以及降液板与支持板之间的连接。
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（3）可调节堰 既可调节溢流堰堰高，又可调整堰顶的水平度
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6.塔盘的支承结构与紧固件 （1）塔盘的支承结构 塔径较小时:可通过支持圈、支持板、降液板和受液盘支承， 如下图。
1-入口堰；2-筋板； 3-受液盘；4-降液板； 5-塔盘板；6-塔壁
塔径较大时：一端放在支持圈上， 另一端支在梁上，如图9-8、9-9
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（一）整块式塔盘 1.塔盘圈结构：角焊结构、翻边结构 （1）角焊结构
优点：塔盘制造方便 缺点：焊接变形可能引起塔板不平，故需要采取 必要的措施，减小焊接变形
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（2）翻边结构
由塔板直接翻边构成塔圈可避免焊接变形。 塔盘圈高度h1一般取70mm，但不得低于溢流堰的高度。
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2.整块式塔盘的支承结构
分块式塔盘:D>800mm
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看书P390~394，思考： 1.塔盘圈采用角焊结构时如何减小焊接变形？ 2.图9-3、9-4中塔盘圈分别属于哪种结构？ 3.定距管支承结构中定距管的作用？ 4.为何在塔盘上要采用密封结构？ 5.图9-5（b）中采用多个密封圈的作用是什么？ 看懂图9-3、9-4的结构
弓形降液管结构：平板+弧形板 降液管处的液封，由下层塔盘
的受液盘保证； 但最下层塔盘的降液管的末端
应设置液封槽，如P304图9-7。
图9-6 整块式塔盘的弓形降液管结构
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5.塔节长度 受塔径、塔盘支承结构和塔盘安装等因素影响。 定距管支承结构中：塔节受塔径、拉杆长度和塔
盘数的限制，一般每个塔节内的塔板数不超过5~6 块。其尺寸选择见表9-2