精馏塔机械校核
塔设备计算机辅助强度计算及校核
图 ２ 材 料 许 用 应 力 的 选 取
图 １ 简体、 封头壁厚计 算
需要指 出的是 ， 进行壁 厚计算时需要 用到设计压力 ， 而界 面 中用 户输入 的是工作压力 ， 设计 压力 的确定是根据工作压力
收 稿 日期 ：０ ７ ０ — ３ ２ ０ — ８ ２
图 ３焊 缝系数 的选取
起的圆筒轴 向应力校核 ， 裙座壳轴 向应力校核及塔器压力试验 时的应力校核 。为了便于操作 ， 本软件将 塔体各危险截面的校
测比例后单击“ 确定 ” 后显示结果 ， 并在图 １ 所示界 面 自动显示 查 询结果 。采用这种查询方式 ， 避免 了用户另外查 阅资料 的麻 烦， 给用户 的操作带来了极大 的方便。 封头包括标准椭 圆封头 、 锥形封头 、 碟形封头等型式 。 封头 参数的确定由两种方式 ， 一种方式是根据用户输入 的参数直接 由公式计算 ， 并将结果显示在相应的文本框 中。另一种是采用 与确定材料许用应力相 同的方 式将 国家标准规定 的封 头的相
１ 塔设 备计 算机 辅助 强度 计算
１１ 简体 、 ． 封头的壁厚计算 进行简 体厚度计算需要先 在如图 １ 所示对 话框 中输 入相 关参数 ， 如工作压力 、 简体直径等 ， 然后单 击“ 确定” 钮 ， 按 程序 开始简体壁厚计算 ， 并将计算结果显示 出来 。同样 ， 单击“ 上封 头 ” 下封头 ” 或“ 也可 以在此界 面中很方便 的得 到上 、 下封 头的
作者简介 ： 吴俊飞（ ９ ８ ） ， １６ 一 男 青岛科 技大学研 究生处副处 长 ， 学博 士， 工 副教授 ， 硕士生导师， 主要研究方向 ： 化工设备安全技术 ， 高压技术 ； 超
付 平（ ９ １ ）女 ， １７ 一 ， 青岛科 技大学 机电学院 ， 硕士 ， 授， 副教 主要研究方 向： 计算机辅助参数化设计 。
精馏塔强度计算实例
第六部分 塔内件机械强度设计及校核6.1精馏塔筒体和裙座壁厚计算选用16MnR 钢板，查《化工设备机械基础》表9-4得：，MPa 170][t =δ焊接采用双面焊100%无损探伤检查，焊接接头系数00.1=ϕ，则由筒体的计算厚度为：[]0.111823000.76()2217010.1118c i p D c mm t p δσϕ⨯===-⨯⨯-查《化工设备机械基础》表9-10得mm C 8.01=，加上壁厚附加量C=2mm ，并圆整，还考虑刚度、稳定性及多种载荷等因素，取筒体、封头和裙座的名义厚度Sn 为8mm ，则有效厚度 826mm e n C δδ=-=-=（）应力校核：采用水压试验，试验压力为[][]1701.25 1.250.11180.14170T tp pMPa σσ==⨯⨯=（） 压力试验时的薄膜应力()eT δδσ2D p e i T +=故()0.142300626.9()26T MPa σ⨯+==⨯查表9-4，16MnR 的MPa s 345=σ故0.90.91345310.5()26.9MP s T MPa a ϕσσ=⨯⨯==＞ 所以满足水压试验要求。
封头采用标准椭圆封头 6.2精馏塔塔的质量载荷计算 6.2.1塔壳和裙座的质量圆筒质量塔体圆筒总高度Z 8m =()1422iD -D Z m πρ=()2232.316 2.300137.85105916.554kg π=-⨯⨯⨯=6.2.2封头质量查的DN2300，壁厚8mm 的椭圆形封头的质量为251kg ，则kg 5022251m 2=⨯=6.2.3 裙座质量 圆筒裙座尺寸：23002316is os D mm D mm ==，。
()钢πρs 2is 2os 3H D -D 4m =2232.312 2.327.85106824kg π=-⨯⨯⨯=（） 011233640.955026824825m m m m kg =++=++=6.2.4塔内构件质量塔盘单位质量为175.59kg02175.59152633.9m kg =⨯=6.2.5人孔、法兰、接管与附属物质量010.250.2548251206.3a m m kg ==⨯=6.2.6保温材料质量03m '为封头保温层质量，查《化工工艺设计手册》选用硅酸钙制品，厚度为150mm()2203000203224s m D D H m δρ⎡⎤'=+-+⎣⎦π ()()222.31620.15 2.3161330020.5870.3983004643.204π⎡⎤=⨯+⨯-⨯⨯+⨯-⨯=⎣⎦kg6.2.7平台、扶梯质量()()[]F F P 2s 02s 004H q nq 212D -B 22D 4m +⨯+++=δδπ()()2212.31620.120.9 2.31620.1221504012423376.1π⎡⎤=⨯+⨯+⨯-+⨯⨯⨯⨯⨯+⨯⎣⎦=kg式中：P q ------平台单位质量，为；2m /kg 150 F H -----扶梯高度，为12m ；F q ------笼式扶梯的单位质量，为；m /0kg 4 n------平台数量。
精馏塔强度计算实例
第六部分 塔内件机械强度设计及校核6.1精馏塔筒体和裙座壁厚计算选用16MnR 钢板，查《化工设备机械基础》表9-4得：，MPa 170][t =δ焊接采用双面焊100%无损探伤检查，焊接接头系数00.1=ϕ，则由筒体的计算厚度为：[]0.111823000.76()2217010.1118c i p D c mm t p δσϕ⨯===-⨯⨯-查《化工设备机械基础》表9-10得mm C 8.01=，加上壁厚附加量C=2mm ，并圆整，还考虑刚度、稳定性及多种载荷等因素，取筒体、封头和裙座的名义厚度Sn 为8mm ，则有效厚度 826mm e n C δδ=-=-=（）应力校核：采用水压试验，试验压力为[][]1701.25 1.250.11180.14170T tp pMPa σσ==⨯⨯=（） 压力试验时的薄膜应力()eT δδσ2D p e i T +=故()0.142300626.9()26T MPa σ⨯+==⨯查表9-4，16MnR 的MPa s 345=σ故0.90.91345310.5()26.9MP s T MPa a ϕσσ=⨯⨯==＞ 所以满足水压试验要求。
封头采用标准椭圆封头 6.2精馏塔塔的质量载荷计算 6.2.1塔壳和裙座的质量圆筒质量塔体圆筒总高度Z 8m =()1422iD -D Z m πρ=()2232.316 2.300137.85105916.554kg π=-⨯⨯⨯=6.2.2封头质量查的DN2300，壁厚8mm 的椭圆形封头的质量为251kg ，则kg 5022251m 2=⨯=6.2.3 裙座质量 圆筒裙座尺寸：23002316is os D mm D mm ==，。
()钢πρs 2is 2os 3H D -D 4m =2232.312 2.327.85106824kg π=-⨯⨯⨯=（） 011233640.955026824825m m m m kg =++=++=6.2.4塔内构件质量塔盘单位质量为175.59kg02175.59152633.9m kg =⨯=6.2.5人孔、法兰、接管与附属物质量010.250.2548251206.3a m m kg ==⨯=6.2.6保温材料质量03m '为封头保温层质量，查《化工工艺设计手册》选用硅酸钙制品，厚度为150mm()2203000203224s m D D H m δρ⎡⎤'=+-+⎣⎦π ()()222.31620.15 2.3161330020.5870.3983004643.204π⎡⎤=⨯+⨯-⨯⨯+⨯-⨯=⎣⎦kg6.2.7平台、扶梯质量()()[]F F P 2s 02s 004H q nq 212D -B 22D 4m +⨯+++=δδπ()()2212.31620.120.9 2.31620.1221504012423376.1π⎡⎤=⨯+⨯+⨯-+⨯⨯⨯⨯⨯+⨯⎣⎦=kg式中：P q ------平台单位质量，为；2m /kg 150 F H -----扶梯高度，为12m ；F q ------笼式扶梯的单位质量，为；m /0kg 4 n------平台数量。
塔设备机械强度校核
塔设备机械强度校核（一）已知条件：（1）塔体直径i D =800mm ，塔高H=29.475m 。
（2）设计压力p=2.3Mpa 。
（3）设计温度t=19.25O C ,（4）介质为有机烃类。
（5）腐蚀裕量2C =4mm 。
（6）安装在济南地区（为简化计算，不考虑地震影响）。
（二）设计要求（1）确定塔体和封头的厚度。
（2）确定裙座以及地脚螺栓尺寸。
（三）设计方法步骤A 材料选择设计压力p=2.3Mpa,属于中压分离设备，三类容器，介质腐蚀性不提特殊要求，设计温度19.25O C ，考虑选取Q235-C 作为塔体材料。
B 筒体、封头壁厚确定先按内压容器设计厚度，然后按自重、液重等引起的正应力及风载荷引起的弯曲应力进行强度和稳定性验算。
a 筒体厚度计算按强度条件，筒体所需厚度d δ=[]22it pD C pσ+Φ-= 2.3800420.85125 2.3?+??-=12.75 mm 式中[]t t σ——Q235-C 在19.25O C 时的许用应力。
查《化工设备机械基础》为125MpaΦ——塔体焊缝为双面对接焊，局部无损检测，Φ=0.85。
2C ——腐蚀裕量，取值4mm 。
按刚度要求，筒体所需最小厚度min δ=22800 1.610001000i D mm ?==。
且min δ不小于3mm 。
故按刚度条件，筒体厚度仅需3mm 。
考虑到此塔较高，风载荷较大，而塔的内径不太大，故应适当增加厚度，现假设塔体厚度n δ=20mm ，则假设的塔体有效厚度e δ=12n C C δ--=20-4.8=15.2mm式中1C ——钢板厚度负偏差，估计筒体厚度在8～25mm 范围内，查《化工设备机械基础》的1C =0.8mm 。
b 封头壁厚计算采用标准椭圆形封头，则[]2 2.3800421250.850.5 2.320.5id t pD C p δσ?=+=+??-?Φ- =12.71mm 。
为便于焊接，取封头与筒体等厚，即n δ=20mm 。
塔设备设计与强度校核
在Design页面可以进一步对流体的性质设置，如物系的发泡因子，系统 的过载量（其中发泡因子经验来自孙兰义的化工流程模拟实训P110 表7）
数据输入完毕后，点击run就可以得到结果，结果如下
结果可以看出我们的流量比较均匀，实际设计的时候我们将我们 的塔径设为1.8米，应该能够符合要求（注意设计定型设备的时候 塔径和塔板间距是有标准的，具体标准请参见化工工艺设计手册，
非定型设备价格较高需要订做，慎重考虑，实在设计不能完成时 可以计数据输
入到校核中，并对初步设计过程中没有的数据进行进一步设计！其中塔径按照上 一步圆整到1.8米，板间距按照上步0.6米，溢流数为1，堰高0.05米（堰高的经验 也在化工原理下册第三章）输入完毕后，若design有调整过则调整，没有则采用 默认设置（主要就是发泡因子有无调整），layout这一项选择塔板具体类型（我
最后形成计算说明书，并转化为pdf格式，基本上一个塔的工艺设计和强 度校核就算完毕了！
谢谢
于0.2-0.5 3.停留时间应该大于4秒）
可以看出浙江大学对板间距和塔径经过调整后是能够满足上 面提出的三点的！
• 至此，塔的工艺设计部分就算完成了！我 们可以得到的数据输入到sw6中进行强度校 核！
• 下面以我们自己的数据，模仿浙江大学的 设计过程，完成我们自己的塔设备设计与 校核！并对之前的设计过程进行详细的讲 解！
塔设备设计与强度校核
（此次说明以水洗塔为例）
2016年5月13日
王程
浙江大学的设计结果如下！
得到的塔的具体工艺结果如下，其中比较重要和余下部分部分相 关的就是直径，需要注意的是若直径相差太大就需要进行分段设
化工原理课程设计精馏塔的设计 终稿
化工原理课程设计操强何艺青郝青丽马蕴莉彭宇绪论 (3)第一节概述 (7)1.1精馏操作对塔设备的要求 (7)1.2板式塔类型 (7)1.2.1筛板塔 (7)1.2.2浮阀塔 (8)1.3精馏塔的设计步骤 (8)第二节设计方案的确定 (8)2.1操作条件的确定 (8)2.1.1操作压力 (8)2.1.2 进料状态 (9)2.1.3加热方式 (9)2.1.4冷却剂与出口温度 (9)2.1.5热能的利用 (9)2.2确定设计方案的原则 (10)第三节板式精馏塔的工艺计算 (10)3.1 物料衡算与操作线方程 (10)3.1.1 常规塔 (11)3.1.2 直接蒸汽加热 (12)第四节板式塔主要尺寸的设计计算 (12)4.1塔的有效高度和板间距的初选 (13)4.1.1塔的有效高度 (13)4.1.2板间距的初选 (13)4.2 塔径 (13)4.2.1初步计算塔径 (14)4.2.2塔径的圆整 (14)4.2.3 塔径的核算 (15)第五节板式塔的结构 (15)5.1塔的总体结构 (15)5.2 塔体总高度 (16)5.2.1塔顶空间H D (16)5.2.2人孔数目 (16)5.2.3塔底空间H B (17)5.3塔板结构 (18)5.3.1整块式塔板结构 (18)绪论一、化工原理课程设计的目的和要求课程设计是《化工原理》课程的一个总结性教学环节，是培养学生综合运用本门课程及有关选修课程的基本知识去解决某一设计任务的一次训练。
在整个教学计划中，它也起着培养学生独立工作能力的重要作用。
课程设计不同于平时的作业，在设计中需要学生自己做出决策，即自己确定方案，选择流程，查取资料，进行过程和设备计算，并要对自己的选择做出论证和核算，经过反复的分析比较，择优选定最理想的方案和合理的设计。
所以，课程设计是培养学生独立工作能力的有益实践。
通过课程设计,学生应该注重以下几个能力的训练和培养：1. 查阅资料，选用公式和搜集数据(包括从已发表的文献中和从生产现场中搜集)的能力；2. 树立既考虑技术上的先进性与可行性，又考虑经济上的合理性，并注意到操作时的劳动条件和环境保护的正确设计思想，在这种设计思想的指导下去分析和解决实际问题的能力；3. 迅速准确的进行工程计算的能力；4. 用简洁的文字，清晰的图表来表达自己设计思想的能力。
精馏塔机械强度校核 整理版
3 各段平台构件的投影面积 A A = Doi ×ph
其中 ph--------平台厚度，根据《塔设备设计》取厚度 20mm
4 操作平台当量宽度 K4
2 A
K4 = l0
其中
l0 --------操作平台所在计算段长度 5 各计算段的有效直径 Dei ，mm Dei = Doi 2si K4 do 2 ps
23.51269496
T1 T 2 T 3 16<0.9K (满足要求) T 2 T 3 36.06 []cr (满足要求)
裙座轴向应力校核 计算内容
裙座有效厚度 es ，mm
裙座筒体直径 Dis ，mm 0-0 截面积 Asb ， mm2 0-0 截面系数 Zsb mm3
KB，MPa
+2s
)2 - ( Di+2n )2 ] H0 +2 m'03
其中
Di---------塔体内直径，800mm
n ---------圆筒名义厚度，6mm
s ---------保温层厚度，30mm
H0 ---------筒体高度，14700mm
----------保温层密度，查过程装备设计基础知 =170 kg/ m3
12 最小质量 mmin
mmin = m01 + 0.2 m02 + m03 + m04 + ma + me
13 最大质量 mmax
mmax = m01 + m02 + m03 + m04 + ma + me + mw
14 塔设备的自振周期 T1
T1 =90.33H
二元连续精馏塔的计算与分析分析
7
7
6
8
8
7
c
0
x
c
c
1.0
0
x
1.0
0
x
1.0
适宜的加料位置
第五节 二元连续精馏塔的计算与分析
例题
在常压连续精馏塔中分离苯-甲苯混合物。原料中含苯 0.40(质量分率，下同) 泡点进料，要求塔顶产品中含苯 0.97，塔底产品中含苯0.02。原料流量为1500kg/h。回 流比为3.5，操作范围内相对挥发度α=2.46。试求：
少摩尔的蒸汽冷凝，相应就有多少摩尔的液体汽化。因此该精馏 过程属等摩尔反向扩散传质过程。
第五节 二元连续精馏塔的计算与分析
3.精馏段的操作线方程（Operating line）
在恒摩尔流假定下，精馏段的基本计算式为：
V LD
Vyn1 Lxn DxD
所以
yn1
L V
xn
D V
xD
L LD
xn
D LD
1. 精馏段的物料衡算 总物料衡算式
Vn1 Ln D
易挥发组分衡算式
Vn1 yn1 Ln xn DxD
或
yn1
Ln Vn1
xn
D Vn1
xD
第五节 二元连续精馏塔的计算与分析
2.恒摩尔流假定（Constant molal overflow hypothesis）
恒摩尔流假定提出的原因：
(1)各层板上液相的流量L1，L2……Ln以及汽相的流量V1，V2，…… ，Vn均不相同，求算理论塔板数除上面的物料衡算式外，需再作热 量衡算和相平衡关系才能求算，计算会变得比较复杂。 (2)恒摩尔流假定可以简化计算过程； (3)一些组分沸点接近的二元混合物接近恒摩尔流假定的情况。
催化分馏塔吊装分析(稳定性校核计算)文档
催化分馏塔吊装分析（稳定性校核计算）催化分馏塔由于现场吊装场地的限制，所以需采用整体吊装的方法进行，因为催化分馏塔设备体积较大的圆筒形设备，尤其是设备壁厚较薄，高度达到了56米，所以在吊装过程中保证设备自身的稳定性是整个吊装施工的重点。
1、催化分馏塔主要参数：材质：16MnR催化分馏塔外形尺寸：2、催化分馏塔稳定计算主导思路根据催化分馏塔主要技术参数，拟定该塔的稳定性（刚性）计算应按以下步骤进行：1）静载荷时吊点处设备截面的受外力稳定性（刚性）计算，与钢材可塑性极限值做对比，根据校核结果考虑加固措施；2）整个设备（承受最大弯矩）重心位置的稳定性（刚性）计算，与钢材屈服强度、做对比，根据校核结果考虑加固措施；3）吊装过程中（动载荷）时吊点处设备截面的受外力稳定性（刚性）计算，与钢材可塑性极限值做对比，考虑是否需要加强该处加固措施。
3、计算前主要数据准备1）设备中心位置的确定（进行近似计算）首先计算设备下段的重心点位置：由于设备为圆筒形设备，重心点处于圆筒的轴心线上，假定设备下段的中心点为G1处，下段设备两段重心点距离的1/2为L，并设L距离重心点的距离为a，下段设备1/2的重量为Ga和Gb，（忽略下封头和底座环位置重量的突变）。
代入重心计算公式求下段重心：由重心点物体弯矩相等得Ga*（L-a）=Gb*（L+a）Ga=（筒体2和筒体3重量/2+裙座筒体重量）/2+底座环+下封头+附件=32652+2000+4150+4000=42802KgfGb=（筒体2和筒体3重量/2+裙座筒体重量）/2 +附件=28324+4000=32802Kgf42.8*（15.1/2-a）= 32.8*（15.1/2+a）a=1.0m=1000mmG1= Ga+Gb=75604 Kgf另外还要计算设备下段的重心点位置：由于设备上段筒体均为12mm厚钢板，忽略上封头位置重量的突变，故重心点处于圆筒的轴心线上，即在设备上段总长的1/2处，也是设备圆筒的中心点处（G2点）。
50kta二氧化碳捕集及35kta甲醇合成-常压精馏塔机械校核报告书
上封头校核计算计算单位计算条件椭圆封头简图计算压力P c0.12 MPa设计温度 t150.00 ︒ C内径D i1400.00 mm曲面高度h i350.00 mm材料Q235-B (板材)设计温度许用应力[σ]t113.00 MPa试验温度许用应力[σ]113.00 MPa钢板负偏差C10.60 mm腐蚀裕量C2 2.00 mm焊接接头系数φ0.85厚度及重量计算形状系数K = 16222+⎛⎝⎫⎭⎪⎡⎣⎢⎢⎤⎦⎥⎥Dhii= 1.0000计算厚度δ =KP DPc itc205[].σφ-= 0.87mm有效厚度δe =δn- C1- C2= 4.40mm最小厚度δmin= 3.00mm名义厚度δn= 7.00mm 结论满足最小厚度要求重量120.27Kg压力计算最大允许工作压力[Pw ]=205[].σφδδtei eKD+= 0.60280 MPa结论合格下封头校核计算计算单位计算条件椭圆封头简图计算压力P c0.11 MPa设计温度 t90.00 ︒ C内径D i1400.00 mm曲面高度h i350.00 mm材料Q235-B (板材)设计温度许用应力[σ]t113.00 MPa试验温度许用应力[σ]113.00 MPa钢板负偏差C10.60 mm腐蚀裕量C2 2.00 mm焊接接头系数φ0.85厚度及重量计算形状系数K = 16222+⎛⎝⎫⎭⎪⎡⎣⎢⎢⎤⎦⎥⎥Dhii= 1.0000计算厚度δ =KP DPc itc205[].σφ-= 0.81mm有效厚度δe =δn- C1- C2= 4.40mm最小厚度δmin= 3.00mm名义厚度δn= 7.00mm 结论满足最小厚度要求重量120.27Kg压力计算最大允许工作压力[Pw ]=205[].σφδδtei eKD+= 0.60280 MPa结论合格第1段筒体校核计算单位计算条件筒体简图计算压力P c0.11 MPa设计温度 t90.00 ︒ C内径D i1400.00 mm材料Q235-B ( 板材)试验温度许用应力113.00 MPa设计温度许用应力113.00 MPa试验温度下屈服点235.00 MPa钢板负偏差C10.60 mm腐蚀裕量C2 2.00 mm焊接接头系数φ0.85厚度及重量计算计算厚度δ =P DPc itc2[]σφ- = 0.79mm有效厚度δe =δn- C1- C2= 4.40mm名义厚度δn= 7.00mm 重量485.77 Kg压力试验时应力校核压力试验类型液压试验试验压力值PT= 1.25P [][]σσt= 0.3163 (或由用户输入) MPa压力试验允许通过的应力水平[σ]T[σ]T≤ 0.90 σs = 211.50MPa试验压力下圆筒的应力σT = p DT i ee.().+δδφ2= 59.38MPa校核条件σT≤[σ]T校核结果合格压力及应力计算最大允许工作压力[P w]= 2δσφδeti e[]()D+= 0.60185 MPa设计温度下计算应力σt = P Dc i ee()+δδ2= 17.37 MPa[σ]tφ96.05 MPa 校核条件[σ]tφ≥σt结论合格第2段筒体校核计算单位计算条件筒体简图计算压力P c0.10 MPa设计温度 t90.00 ︒ C内径D i1400.00 mm材料Q235-B ( 板材)试验温度许用应力113.00 MPa设计温度许用应力113.00 MPa试验温度下屈服点235.00 MPa钢板负偏差C10.60 mm腐蚀裕量C2 2.00 mm焊接接头系数φ0.85厚度及重量计算计算厚度δ =P DPc itc2[]σφ- = 0.73mm有效厚度δe =δn- C1- C2= 4.40mm名义厚度δn= 7.00mm 重量1457.31 Kg压力试验时应力校核压力试验类型液压试验试验压力值PT= 1.25P [][]σσt= 0.3163 (或由用户输入) MPa压力试验允许通过的应力水平[σ]T[σ]T≤ 0.90 σs = 211.50MPa试验压力下圆筒的应力σT = p DT i ee.().+δδφ2= 59.38MPa校核条件σT≤[σ]T校核结果合格压力及应力计算最大允许工作压力[P w]= 2δσφδeti e[]()D+= 0.60185 MPa设计温度下计算应力σt = P Dc i ee()+δδ2= 15.96 MPa[σ]tφ96.05 MPa 校核条件[σ]tφ≥σt结论合格第3段筒体校核计算单位计算条件筒体简图计算压力P c0.10 MPa设计温度 t90.00 ︒ C内径D i1400.00 mm材料Q235-B ( 板材)试验温度许用应力113.00 MPa设计温度许用应力113.00 MPa试验温度下屈服点235.00 MPa钢板负偏差C10.60 mm腐蚀裕量C2 2.00 mm焊接接头系数φ0.85厚度及重量计算计算厚度δ =P DPc itc2[]σφ- = 0.73mm有效厚度δe =δn- C1- C2= 4.40mm名义厚度δn= 7.00mm 重量1457.31 Kg压力试验时应力校核压力试验类型液压试验试验压力值PT= 1.25P [][]σσt= 0.3163 (或由用户输入) MPa压力试验允许通过的应力水平[σ]T[σ]T≤ 0.90 σs = 211.50MPa试验压力下圆筒的应力σT = p DT i ee.().+δδφ2= 59.38MPa校核条件σT≤[σ]T校核结果合格压力及应力计算最大允许工作压力[P w]= 2δσφδeti e[]()D+= 0.60185 MPa设计温度下计算应力σt = P Dc i ee()+δδ2= 15.96 MPa[σ]tφ96.05 MPa 校核条件[σ]tφ≥σt结论合格第4段筒体校核计算单位计算条件筒体简图计算压力P c0.10 MPa设计温度 t150.00 ︒ C内径D i1400.00 mm材料Q235-B ( 板材)试验温度许用应力113.00 MPa设计温度许用应力113.00 MPa试验温度下屈服点235.00 MPa钢板负偏差C10.60 mm腐蚀裕量C2 2.00 mm焊接接头系数φ0.85厚度及重量计算计算厚度δ =P DPc itc2[]σφ- = 0.73mm有效厚度δe =δn- C1- C2= 4.40mm名义厚度δn= 7.00mm 重量1615.18 Kg压力试验时应力校核压力试验类型液压试验试验压力值PT= 1.25P [][]σσt= 0.3163 (或由用户输入) MPa压力试验允许通过的应力水平[σ]T[σ]T≤ 0.90 σs = 211.50MPa试验压力下圆筒的应力σT = p DT i ee.().+δδφ2= 59.38MPa校核条件σT≤[σ]T校核结果合格压力及应力计算最大允许工作压力[P w]= 2δσφδeti e[]()D+= 0.60185 MPa设计温度下计算应力σt = P Dc i ee()+δδ2= 15.96 MPa[σ]tφ96.05 MPa 校核条件[σ]tφ≥σt结论合格任意式法兰作为松式法兰计算计算单位设 计 条 件简 图设计压力 p 0.120 MPa 计算压力 p c 0.144 MPa 设计温度 t 150.0 ︒ C 轴向外载荷 F 0.0 N外力矩 M 8861425.0 N .mm 壳 材料名称 Q235-B许[]σn 113.0 MPa 体 应n t []σ 113.0 MPa 法 材料名称 Q245R许f []σ 137.0 MPa 兰 应f t []σ 117.0 MPa 材料名称 Q235-A螺 许b []σ 87.0 MPa 应b t []σ 87.0 MPa栓 公称直径 d B 20.0 mm 螺栓根径 d d 17.3 mm 数量 n 36 个 D i 1412.0 D o 1530.0 垫 结构尺D b 1490.0 D 外 1240.0 mm D 内 1200.0 l 11.0 图(a)结构D G 取法兰与翻边接触面中心处,与垫片 位置无关图(b)结构b 0≤6.4mm D G = ( D 外+D 内 )/2 b 0 > 6.4mm D G = D 外 - 2b b 0≤6.4mm b = b 0 D G 1224.0 片 b 0 > 6.4mm b 8.00 压紧面形状 1a,1b 材料类型 软垫片 N 20.0 m 2.00 y (MPa11.0 螺 栓 受 力 计 算 预紧状态下需要的最小螺栓载荷W aW a = πbD G y = 338410.4 N 操作状态下需要的最小螺栓载荷W pW p = F p + F = 187694.0 N 所需螺栓总截面积 A mA m = max (A p ,A a ) = 3889.8mm 2 实际使用螺栓总截面积 A b A b =42根d n⋅π = 8456.4mm 2垫片最小宽度 N minN min =[]Gb b yD A 28.6σ= 8.7mm过程设备强度设计计算书SW6-98全国化工设备设计技术中心站21。
精馏塔的设计详解
目录一.前言 (3)二.塔设备任务书 (4)三.塔设备已知条件 (5)四.塔设备设计计算 (6)1、选择塔体和裙座的材料 (6)2、塔体和封头壁厚的计算 (6)3、设备质量载荷计算 (7)4、风载荷与风弯距计算 (9)5、地震载荷与地震弯距计算 (12)6、偏心载荷与偏心弯距计算 (13)7、最大弯距计算 (14)8、塔体危险截面强度和稳定性校核 (14)9、裙座强度和稳定性校核 (16)10、塔设备压力试验时的应力校核 (18)11、基础环设计 (18)12、地脚螺栓设计 (19)五.塔设备结构设计 (20)六.参考文献 (21)七.结束语 (21)前言苯(C6H6)在常温下为一种无色、有甜味的透明液体，并具有强烈的芳香气味。
苯可燃，有毒，也是一种致癌物质。
它难溶于水，易溶于有机溶剂，本身也可作为有机溶剂。
苯具有的环系叫苯环，是最简单的芳环。
苯分子去掉一个氢以后的结构叫苯基，用Ph表示。
因此苯也可表示为PhH。
苯是一种石油化工基本原料。
苯的产量和生产的技术水平是一个国家石油化工发展水平的标志之一。
甲苯是有机化合物，属芳香烃，分子式为C6H5CH3。
在常温下呈液体状，无色、易燃。
它的沸点为110．8℃，凝固点为－95℃，密度为0．866克／厘米3。
甲苯不溶于水，但溶于乙醇和苯的溶剂中。
甲苯容易发生氯化，生成苯—氯甲烷或苯三氯甲烷，它们都是工业上很好的溶剂；它还容易硝化，生成对硝基甲苯或邻硝基甲苯，它们都是染料的原料；它还容易磺化，生成邻甲苯磺酸或对甲苯磺酸，它们是做染料或制糖精的原料。
甲苯的蒸汽与空气混合形成爆炸性物质，因此它可以制造梯思梯炸药。
甲苯与苯的性质很相似，是工业上应用很广的原料。
但其蒸汽有毒，可以通过呼吸道对人体造成危害，使用和生产时要防止它进入呼吸器官。
苯和甲苯都是重要的基本有机化工原料。
工业上常用精馏方法将他们分离。
精馏是分离液体混合物最早实现工业化的典型单元操作，广泛应用于化工，石油，医药，冶金及环境保护等领域。
机械校核计算范文
机械校核计算范文
机械校核计算首先需要根据机械结构的设计参数和工作条件，确定机械结构的载荷情况。
根据机械结构的受力情况，可以采用静力学、动力学或者弹性力学的方法进行计算。
校核计算过程中需要考虑的因素包括载荷的大小、机械结构的材料强度、结构的刚度、接触状况等等。
机械校核计算中最重要的一项工作是确定机械结构的安全系数。
安全系数是指机械结构在正常工作情况下承受最大载荷时的强度与实际受力情况之比。
根据不同的机械结构和工作条件，安全系数的要求也会不同。
一般来说，机械结构的设计安全系数应该大于1.5，以确保机械结构的安全可靠性。
机械校核计算中还需要考虑一些特殊情况，例如冲击载荷、疲劳载荷等。
冲击载荷是指机械结构在短时间内承受的突然变化的载荷。
在冲击载荷的情况下，机械结构的振动和应力会明显增加，因此需要对载荷进行特殊处理。
疲劳载荷是指机械结构长时间承受的变化载荷，会导致材料的疲劳破坏。
因此，在疲劳载荷情况下，需要对机械结构进行疲劳强度校核。
在机械校核计算过程中，通常会使用一些计算工具和软件。
这些工具可以帮助工程师快速、准确地进行计算，提高工作效率。
常用的机械校核计算软件包括Pro/ENGINEER、AutoCAD、Ansys等。
综上所述，机械校核计算是机械设计工作中的重要环节。
通过力学分析和校验计算，可以确保机械结构的安全可靠性，为机械设备的正常运行提供保障。
掌握机械校核计算的方法和技巧，对于机械设计工程师来说是非常重要的。
塔器吊装安全性校核及加固措施
塔器吊装安全性校核及加固措施
张来民
【期刊名称】《石油化工建设》
【年(卷),期】2010(032)005
【摘要】塔器在化工、石油化工装置中是生产装置的重要工艺设备,对建设项目有重要的意义.文章就设备整体强度及受压处局部稳定性、吊点处稳定性、府座处的校核进行了分析和探讨.
【总页数】4页(P66-69)
【作者】张来民
【作者单位】陕西化建工程有限责任公司,陕西西安,712100
【正文语种】中文
【中图分类】TE9
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1.精馏段校核
1空塔气速m/s2空塔动能因子m/s(kg/m3)^0.5 3空塔容量因子m/s4孔速m/s5孔动能因子m/s(kg/m3)^0.5 6漏点气速m/s7漏点动能因子m/s(kg/m3)^0.5 8相对泄露量kg液/100kg液9溢流强度m^3/(h.m)10流动参数/11板上液层高度m12堰上液层高度m13液面梯度m14板上液层阻力m液柱15干板压降m液柱16总板压降m液柱17雾沫夹带kg液/kg气18降液管液泛%19降液管内液体高度m20降液管停留时间s21降液管内线速度m/s22降液管底隙速度m/s23降液管底隙阻力m液柱24稳定系数/25降液管最小停留时间s1操作点横坐标m3/h35.06 2操作点纵坐标10^3m3/h 2.23 3操作上限百分比--130.00% 4操作下限百分比--30.00% 55%漏液时漏点动能因子m/s(kg/m3)^0.5 5.00 610%漏液时漏点动能因子m/s(kg/m3)^0.50.024 5.000--0.012 0.053 0.0650.3081.071 0.046正常操2.935 10.20 1.438--30.80 0.092 22.27 0.022 0.143 24.72工艺计算结果负荷性能图参数3.000 0.003 2.040 0.104 0.024塔板编号气相工况100%130%液相工况100%130%塔径[mm]1600.板间距[mm]500.降液管面积[%]21.57塔板开孔率[%]10.5出口堰长[mm]1417.55出口堰高[mm]降液板底隙[mm]50.溢流程数1气相负荷[m3/h]2231.2082900.571气相密度[kg/m3]12.0812.08液相负荷[m3/h]0.1320.172液相密度[kg/m3]536.321536.321液流强度[m3/m*h]24.7332.15空塔气速[m/s]0.310.4阀孔动能因子[m/s(kg/m3)^0.5]10.213.26塔板压降[pa]342.61547.41雾沫夹带[%]-0.65-0.73漏液率[%]操作/下限孔速2.04 2.65降液管停留时间[s]22.2717.13降液管清液高度[mm]92.43138.16降液管液泛率[%]30.8146.05降液管底隙流速[m/s]0.140.19结构参数塔板水力学计算结果气液负荷负荷性能#—#1TRUE10.09250.32140.01400.88073.06111.43865.0000-7.41890.10470.01080.0108-0.00540.03630.0417--17.59190.052874.23700.00670.04290.00030.61223.00000.02415.0000--0.01210.05310.06520.30831.07140.04680.40071.39280.06082.935710.20361.43863.816513.26471.43860.18610.0898--30.80890.092422.27110.02250.143132.14840.1047-0.01440.138217.13160.02920.02870.02875.0000-0.1042--46.054224.72950-操作线2-液相上限线4-雾沫夹带线Y 气相体积流量 10^3*m3/h1-液相下限线3-漏液线5-液泛线3.0000X 液相体积流量 m3/h3.00000.00312.04070.00532.65290.10470.0241结构数据。
校核
塔设备的机械设计及校核一．塔体及封头厚度的计算1．塔体厚度的计算取设计温度C t 8.131= 塔体与封头材料选用MnR 16， 查表得[]MPa t 170=σ，[]MPa 170=σ MPa E 5109.1⨯=mm P D c t i 0.1132.085.017022000132.0][2 p c =-⨯⨯⨯=-=φσδ 厚度附加量C=2mm本设计取mm n 10=δ 2．封头厚度计算 采用标准椭圆形封头：mm P D c ti 0.1132.05.085.017022000132.0.50][2 p c =⨯-⨯⨯⨯=-=φσδ厚度附加量C=2mm 本设计取mm n 10=δ 3．封头的高度查表得封头的高度为H=525mm二．塔设备质量载荷计算1. 筒体圆筒、封头、裙座质量m 01查得D=2000mm,厚度10mm 的圆筒质量496kg/m 筒体质量：m 1=496g K 4.76384.15=⨯封头质量：查表得封头质量m=346m g /K m 2=3466922=⨯g K 裙座质量：m 01= m 1+ m 2+ m 3=7638.4+692+1238.6=9569Kg 2塔内构件质量由表查的筛板塔盘65Kg/m 2 3保温层质量由于不设保温层，则保温层质量不计4平台、扶梯质量由表平台质量p q =150Kg/m 2 笼式扶梯质量q F =40Kg/m 笼式扶梯总高H F =18m ，平台数量n=4 平台宽度B=0.8mkgm m 9.2995401815045.0)1.0201.020.2()8.021.0201.020.2[(4042204=⨯+⨯⨯⨯⨯+⨯+-⨯+⨯+⨯+=π5操作时物料质量塔釜液层高度m R L h s 0.16032'0=⨯⨯=π 查表得3126.1m V f= Kgm 9.586571.922126.171.92297.00.2471.922200348.00.242205=⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯=ππ6附件质量按经验值去附件的质量为Kg m m a 25.2382956925.025.001=⨯== 7充水质量 3/1000m Kg w =ρ各种质量载荷汇总三．风载荷与风弯矩的计算风载荷计算示例以2~3段为例计算风载荷P 3 P 36333023110K K -⨯=e D l f q式中：1K -体系系数，对圆筒容器，1K =0.7-0q 10m 高处基本风压值，0q =350N/m 2，唐山地区3f -风压高度变化系数，查表得f 3=1.00 3l -计算段长度，3l =7000mm-3ν脉动影响系数，查表得3ν=0.72由于7.1,2023=≤K m H-3e D 塔有效直径。
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171.70
171.70
209.59
106.65
106.65
63.99
许用值
310.50
310.50
283.50
0.81
0.65
0.07
0.07
0.04
许用值
148.56
148.56
152.60
183.12
174.66
215.57
215.57
129.97
许用值
310.50
310.50
283.50
16
16
3.746
裙座
名义厚度(mm)
取用厚度(mm)
16
16
风载及地震载荷
0－0
A－A
裙座与筒体连接段
1－1(筒体)
1－1(下封头)
2－2
3－3
操作质量
6142.74
4958.76
1927.69
1927.69
249.158
最小质量
4880.28
3696.3
665.235
665.235
245.901
189.00
189.00
189.00
189.00
181.00
B
143.82
143.82
143.08
143.08
174.66
组合应力校核
(内压), (外压)
85.21
85.21
51.19
许用值
226.80
226.80
184.62
(内压), (外压)
0.91
0.68
0.11
0.11
0.05
许用值
172.58
压力试验时质量
7318.44
6134.47
665.235
665.235
245.901
风弯矩
1.146e+07
5.739e+06
2.093e+05
2.093e+05
24.2
Mca (I)
Mca (II)
顺风向弯矩 (I)
顺风向弯矩 (II)
组合风弯矩
1.146e+07
5.739e+06
2.093e+05
集中载荷数
1
2
3
4
5
集中载荷
kg
集中载荷高度
mm
集中载荷中心至容器中心线距离
mm
塔器附件及基础
塔器附件质量计算系数
1.2
基本风压
N/m2
500
基础高度
mm
0
塔器保温层厚度
mm
60
保温层密度
kg/m3
120
裙座防火层厚度
mm
0
防火层密度
kg/m3
0
管线保温层厚度
mm
60
最大管线外径
mm
108
笼式扶梯与最大管线的相对位置
许用外压(MPa)
下封头
16
16
2.768
第1段圆筒
16
16
2.758
第1段变径段
16
16
第2段圆筒
16
16
3.724
第2段变径段
第3段圆筒
第3段变径段
第4段圆筒
第4段变径段
第5段圆筒
第5段变径段
第6段圆筒
第6段变径段
第7段圆筒
第7段变径段
第8段圆筒
第8段变径段
第9段圆筒
第9段变径段
第10段圆筒
上封头
200
变径段小端过渡段转角半径
mm
60
变径段半顶角
6
7
8
9
设计压力
MPa
设计温度
℃
变径段下端内径
mm
变径段上端内径
mm
腐蚀裕量
mm
纵向焊接接头系数
横向焊接接头系数
变径段轴向长度
mm
变径段外压计算长度
mm
变径段大端过渡段转角半径
mm
变径段小端过渡段转角半径
mm
变径段半顶角
1
2
3
材料名称
Q345R
4
5
6
90
场地土类型
I
场地土粗糙度类别
A
地震设防烈度
8度(0.2g)
设计地震分组
第二组
地震影响系数最大值max
0.16
阻尼比
0.01
塔器上平台总个数
4
平台宽度
mm
900
塔器上最高平台高度
mm
16600
塔器上最低平台高度
mm
5000
裙座
裙座结构形式
圆筒形
裙座底部截面内径
mm
2400
裙座与壳体连接形式
对接
裙座高度
材料名称
7
8
9
材料名称
内件及偏心载荷
介质密度
kg/m3
457.17
塔釜液面离焊接接头的高度
mm
1200
塔板分段数
1
2
3
4
5
塔板型式
浮阀
塔板层数
8
每层塔板上积液厚度
mm
93.3
最高一层塔板高度
mm
9710
最低一层塔板高度
mm
5510
填料分段数
1
2
3
4
5
填料顶部高度
mm
填料底部高度
mm
填料密度
kg/m3
许用值
226.8
226.8
(内压), (外压)
0.14
0.07
许用值
101.54
101.54
148.741
89.2415
许用值
310.5
310.5
0.10
0.06
许用值
170.55
170.55
300.651
181.268
许用值
310.5
310.5
校核结果
合格
合格
注1:ij中i和j的意义如下
i=1操作工况j=1设计压力或试验压力下引起的轴向应力（拉）
A3:液压试验时轴向最大组合拉应力A4:液压试验时轴向最大组合压应力
:试验压力引起的周向应力
注3:单位如下
质量: kg力:N弯矩: Nmm应力: MPa
风载及地震载荷(变径段,自下向上编号)
1(底截面)
1(顶截面)
2(底截面)
2(顶截面)
3(底截面)
3(顶截面)
操作质量
1404.35
249.158
最小质量
500.00
mm
材料
Q345R (板材)
设计温度许用应力t
189.00
MPa
试验温度许用应力
189.00
MPa
钢板负偏差C1
0.30
mm
腐蚀裕量C2
MPa
搭接焊接接头在试验工况下最大剪应力
MPa
搭接焊接接头在试验工况下的剪应力许可值
MPa
搭接接头拉应力校核结果
主要尺寸设计及总体参数计算结果
裙座设计名义厚度
mm
容器总容积
mm3
直立容器总高
mm
壳体和裙座质量
kg
附件质量
kg
内件质量
kg
保温层质量
kg
平台及扶梯质量
kg
操作时物料质量
kg
液压试验时液体质量
5.589e+05
1014
垂直地震力
1697.54
320.751
应力计算
119.07
71.44
0.18
0.05
0.02
0.00
0.12
0.07
148.84
89.30
0.10
0.06
0.00
0.00
[]t
189.00
189.00
B
164.60
164.60
组合应力校核
(内压), (外压)
118.904
71.3884
2271.27
2271.27
320.751
应力计算
85.37
85.37
51.22
0.68
0.55
0.18
0.18
0.04
0.23
0.13
0.01
0.01
0.00
0.10
0.10
0.05
106.72
106.72
64.03
0.75
0.63
0.07
0.07
0.04
0.06
0.03
0.00
0.00
0.00
[]t
658.558
245.901
压力试验时质量
658.558
245.901
风弯矩
2.042e+05
24.2
Mca (I)
Mca (II)
顺风向弯矩 (I)
顺风向弯矩 (II)
组合风弯矩
2.042e+05
24.2
地震弯矩 注:计及高振型时,此项按B.24计算
5.079e+05
1008
偏心弯矩
0
0
最大弯矩
需横风向计算时
mm
曲面深度hi
300.00
mm
材料
16MnDR (板材)
设计温度许用应力t
181.00
MPa
试验温度许用应力