压力容器基础知识-塔器

钢制塔式容器制造基础知识

1、主要内容

钢制塔式压力容器应用、分类、基本结构、制造过程中的筒体成形及控制、塔体开孔及接管装配、塔盘的制造与组装、裙座组装、分段长距离运输的长塔组装、塔器成品检验等内容。

2、主要引用标准或文献

JB/T4710 钢制塔式容器

JB/T4710-2005《钢制塔式容器》设计压力不大于35MPa，高度H大于10m、且高度H与平均直径D之比大于5的裙座支承钢制塔式容器。

GB150.1~4 压力容器

HG20652 塔器设计技术规定

JB/T1205 塔盘技术条件

TSG R0004 固定式压力容器安全技术监察规程

3、塔器的分类、基本结构及制造工艺流程简介

3.1、塔器的分类

1）按单元操作分为精馏塔、吸收塔、解析塔、萃取塔、增湿塔、干燥塔、反应塔。

2）按操作压力分为加压塔、常压塔、和减压塔。

3）按内件结构分为填料塔和板式塔。

（1）填料塔：内装有一段或数段填料，作为气、液接触，实现传质传热的基本条件。液体沿填料表面呈膜状自上而下流动，气体呈连续相自下而

上与液体作逆向流动，并进行气、液两相的传质和传热。两相的组分浓度或温度沿塔高呈连续变化。特点：填料塔的基本特点是结构简单、压力降小、效率高、宜采用耐腐蚀材料制造。对于易发泡和热敏性的物料，分离程度要求高的操作，更显出其优越性。不过当填料塔塔径增大时，会引起气、液分布不均匀，接触不良，出现效率下降。此外填料塔的检修工作量大，损耗大。

（2）板式塔：塔内装有一定数量的塔板，作为气、液接触，实现传质、传热的基本构件。板式塔按结构分：有泡罩塔、筛板塔、浮阀塔、舌型塔等。

筛板塔的塔盘分为整块式塔盘（DN≤700mm）和分块式塔盘。整块式塔盘又分根据塔盘组装方式不同可分为定距管式及重叠式两类。采用整块式塔盘时，塔体由若干个塔节组成，每个塔节中装有一定数量的塔盘，塔节之间采用法兰连接。分块式塔盘：直径较大的板式塔，为便于制造、安装、检修，可将塔盘分成数块，通过人孔送入塔内，装在焊于塔体内壁的塔盘支承件上。为了进行塔内清洗和维修，使人能进入各层塔盘，在塔盘板接近中央处设置一块通道板。各层塔盘板上的通道板最后开在同一垂直位置上，以有利于采光和拆卸。通道应为上下均可拆的连接结构。从上方或下方松开螺母，将双面可拆结构的椭圆垫旋转90度，拆去塔盘。塔盘板安放在焊接于塔壁的支承圈上，塔盘板与支承圈的连接用卡子，卡子由卡板、椭圆垫板、圆头螺钉及螺母等零件组成。塔盘上所开的卡子孔通常为长圆形，这是考虑大塔体椭圆度公差及塔盘板尺寸公差等因素。特点：效率高、处理量大而压力降也较大的特点。其最大特点是多种形式，不同性能的塔盘使板式塔有着广泛的适用性。

3.2、塔器的基本结构

塔器基本结构由塔体、支座、内件、附件四部分组成。填料塔与板式塔

的区别主要在于内件的不同。

1）塔体

塔体是塔器的外壳。常见的塔体由等直径、等壁厚的圆筒和上、下封头组成。对于大型塔器，为了节约用材，亦可采用不等直径、不等壁厚的塔体。塔体满足的工艺条件（塔径、塔高、操作压力、操作温度）和地震载荷、风载荷、偏心载荷在操作、检修、试压、安装及运输时的强度、刚度与稳定性要求。

2）支座

塔体支座是塔体与基础的连接结构。为保证其具有足够的强度、刚度与稳定性，以承受全塔的重量以及地震、风力引起的载荷，通常采用裙式支座，简称“裙座”。裙座的形式根据承受载荷情况不同，可分为圆筒形和圆锥形两类。圆筒形制造方便，经济上合理，故应用广泛。但对于受力情况比较差，塔径小且很高的塔（如DN<1m，且H/DN>25，或DN＞1m，且H/DN＞30）,为防止风载或地震载荷引起的弯矩造成塔翻倒,则需要配置较多的地角螺栓及具有足够大承载面积的基础环,此时,圆筒形裙座的结构尺寸往往满足不了这么多地角螺栓的合理布置,因而只能采用圆锥形裙座.

3）内件

指安装在塔内，为直接完成传质、传热过程而设置的零、部件。包括填料塔的填料、填料支撑板、液体分布器、液体再分布器，填料压板、填料限位板；板式塔的塔盘、降液管、受液盘、溢流堰等。

4）附件

包括安装在塔内、塔外的以下零、部件。

（1）除沫器。在塔内操作气速较大时，会出现塔顶雾沫夹带，这不但造

成物料的流失，也使塔的效率降低，同时还可能造成大气污染。为了避免这种状况，需在塔顶设置除沫装置，从而用于捕集夹带在气流中的液滴，保证气体的纯度和后续设备的正常工作。常用的除沫装置有丝网除沫器、折流板除沫器和玻璃纤维除沫器。其性能的优劣对除沫效率、分离效率具有较大的影响。

（2）接管。用以连接工艺管道，使塔器与相关设备连成系统。按其用途分为进液管、出液管、回流管、进气管、出气管、侧线抽出管、取样管、仪表接管和液面计接管等。

（3）人孔、手孔。为安装、检修、检查等需要而设置。

（4）吊柱。装于塔顶，以备安装、检修时吊运塔内件等。

（5）吊耳。为方便吊装，易在塔器上焊以板式、轴式等形式的起吊件。直连设备支撑结构。即塔顶放置冷凝器等设备时所用的支架、支座等构件。

（6）平台。设置于吊柱、人孔、手孔、液面计等处，供操作、检修之用。

（7）扶梯。各平台及地面间可以直扶梯或协扶梯连接。

3.3、塔器基本制作流程

筒体：展开下料刨边预弯纵缝组对点焊及焊接焊缝修磨校圆检测环缝组对环缝焊接

封头：展开下料坡口加工拼板点焊及焊接

外协回厂验收坡口加工划线

装焊

检测

检测裙座筒体、吊耳等装焊

发货表面防腐水压试验封盲盖根据材料、是否堆焊、坡口加工情况、预弯、检测及筒节组对的不同情况进行分别讨论。

4、筒体制作及组对控制

4.1 筒体周长偏差的控制

影响筒体周长偏差的因素主要有下料偏差、刨边（复合钢、不锈钢容器）造成的偏差和纵缝组对间隙偏差及焊缝横向收缩量等。我公司主要采用半自动火焰切割机、数控火焰切割机和数控制条切割机进行下料，在使用半自动火焰切割机进行切割时需要分清轨道线与切割线，轨道摆放是否平直并考虑风线的补偿量。下料尺寸要考虑切割余量、边缘加工余量、焊缝横向收缩量和筒体卷制时的延伸量。刨边时注意钢板装夹是否平直，刨刀的装夹角度。纵缝组对间隙根据实际周长与理论周长的偏差可适当调整，但要满足焊接工艺要求，不能盲目增大或缩小间隙。焊缝横向收缩量与破口形式、组对间隙、钢板厚度、焊接工艺等有关。只要在下料、刨边、组对和焊接等工艺过程中，严格按照本公司《容器制造工艺流转卡》的规定进行，焊接纵缝后筒体周长偏差基本在±5mm以内，还是比较容易控制在标准值范围以内的。值得一提的是，厚度较厚的筒体卷制时的延伸量与卷板机的实际性能参数和操作手的操作习惯有关，要结合实际情况来确定延伸量，更正下料尺寸，使筒体周长控制在标准范围内。

4.2 筒体圆度的控制