塔设备设计与强度校核
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打开sw6强度校核软件(我们使用的是2011版本),开始输入相对应的参数,需 要注意的是塔的设计说明书里面必须要有塔的长度与直径,设计压力与温度,裙 座,筒体,封头的厚度,以及地脚螺纹的大小以及个数,同时必须校核风载荷和 地震载荷,否则将会扣除相应的分数!
设计温度和设计压力都应该取工作温度与压力的1.15-1.5倍,而筒体的内 径则是来自aspen,筒体长度来自于自己的计算(具体看下一页),腐蚀 余量一般取1-2 mm,焊缝系数按照双面焊或单面焊分别取1,0.85,材料可 以按照需求选取(总之具体的设计细则可以参照化工工艺设计手册,化 工设备机械基础,以及重庆大学的初步设计说明书的塔这一章节,都有 很详细的说明)
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 可以考虑!)
塔的高度计算过程(具体可以参见重庆大学相关设计,非常详细!重庆 大学初步设计说明书P89)
塔板上物料的高度就是aspen里面的堰高!
上下封头都与塔径有关哦,封头的直边与曲边高度请参见化工机械基础 的封头标准(在P196)
由于是等直径的塔上下封头的数据是一样的!
裙座的高度按照塔径大小以经验选取,设计温度一般都是室温,而内径则是与筒 体一样,腐蚀厚度也是按照1-2mm选取,裙座材料同理(注意q235材料的使用范 围哦,当然超出范围软件也是会提醒的,若强度不够则推荐使用16mnr)
这一步塔的工艺设计基本完毕,我们进入校核阶段,将第一步的初步设计数据输 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),layou来自百度文库这一项选择塔板具体类型(我 们这次为F-1型重阀)
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 计!
塔的工艺设计结果校核如下(注意一下,可能大部分的设计都是 能够满足aspen的校验,但是我们这次设计需要三点才不会被扣分! 1.最大液泛率应该处于0.6-0.85 2.降液管液位高度/板间距应该处 于0.2-0.5 3.停留时间应该大于4秒)
最后输出输入完毕之后先进行设备计算在形成设计说明书(注意仔细看 自己的各项是不是都符合了校核,不符合请参照软件提示进行修改!)
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
• 塔板类型经验见浙江大学初步设计说明书P244 表9-20以及化工原理下册 • 溢流数,板间距经验参见化工原理下册塔设备 设计一章(图为block显示的精馏塔数据)
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)
在选择后地脚螺栓的直径与材料后其他的数据(除了个数)都会由数据库自动调 用哦,注意需用应力需要自己矫正一下啊(低碳钢取147,合金钢取170)最后就 是个数了可以先自己假设一个,再通过计算说明书校正!(具体在下一页讲)
仔细应该都会发现壁厚都是没有讲如何设置的,我的方法就是通过直接 根据经验设一个,然后根据计算书的推荐进行调整。(这样比正规的设 计方法要快,正规的设计方法参见机械基础,在此不做展开)
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!
在塔板设计页面,新建一个并进行相关数据输入,其中塔板开始层数为1(有冷 凝器则为2),结束塔板数为10(有再沸器则为9),塔板类型根据经验(见下页) 选取,我们此次设计选择浮阀型,溢流数也是根据经验选择(见下页),板间距 同理!其他的数据采用aspen默认。(注意塔板数的具体数据来源于block)
运行,并查看结果(查看PROFILES),看是否满足前面提及的三个标 准(可以看出我们的塔径和板间距以及堰高的设置能够满足)
当结果满足后我们就可以将塔的工艺数据记录,并输入到sw6进行强度校核(注 意强度校核的一部分仍然来自aspen的其他部位,例如工作温度和工作压力,还 有液体的流量等)(在stream result里面可以看到相应的参数!)