化工机械设备课程设计浮阀塔的设计精要.docx

摘 要 2 1 前言 3 1.1 研究的现状及意义 3 1.2 设计条件及依据 6 1.3 设备结构形式概述 7 2 设计参数及其要求 9 2.1 设计参数 9 2.2设计条件 9 2.3设计简图 10 3 材料选择 11 3.1 概论 11 3.2塔体材料选择 11 3.3裙座材料的选择 11 4 塔体结构设计及计算 12 4.1塔体和封头厚度计算 12 4.1.1 塔体厚度的计算 12 4.1.2封头厚度计算 12 4.2塔设备质量载荷计算 12 4.3风载荷与风弯矩的计算 14 4.4地震弯矩的计算 17 4.4.1地震弯矩的计算 17 4.4.2偏心弯矩的计算 18 4.5各种载荷引起的轴向应力 19 4.6塔体和裙座危险截面的强度与稳定校核 20 4.6.1塔体的最大组合轴向拉应力校核 20 4.6.2.塔体和裙座的稳定校核 20 4.7塔体水压试验和吊装时的应力校核 22 4.7.1水压试验时各种载荷引起的应力 22 4.7.2水压试验时应力校核 23 4.8基础环的设计 24 4.8.1 基础环尺寸 24 4.8.2基础环的应力校核 24 4.8.3基础环的厚度 25 4.9地脚螺栓计算 25 4.9.1地脚螺栓承受的最大拉应力 25 4.9.2地脚螺栓的螺纹小径 26 符号说明 27 小结 30 参考文献 30 谢辞 30 图纸 30  摘 要 塔设备是化工、石油化工和炼油等生产中最重要的设备之一。在塔设备中完成的常见单元操作有：精馏、吸收、解吸和萃取等。为了适应各种化工产品的生产和发展，不仅需要新建大量的塔，还要对原有塔设备进行技术改造，因此陆续出现了一批能适应各方面要求的新塔型。 浮阀塔用于气液传质过程中。浮阀的阀片可以浮动，随着气体负荷的变化而调节其开启度，因此，浮阀塔的操作弹性大，特别是在低负荷时，仍能保持正常操作。浮阀塔由于气液接触状态良好，雾沫夹带量小(因气体水平吹出之故)，塔板效率较高，生产能力较大。塔结构简单，制造费用便宜，并能适应常用的物料状况，是化工、炼油行业中使用最广泛的塔型之一。 本设计书浮阀塔的机械设计做了较详细的叙述，主要包括：塔盘结构，塔底、塔顶空间，人孔数量及位置，仪表接管选择、工艺接管管径计算等。 本塔设计符合的地震烈度为7到8度，设计基本风压为qo=400N/㎡，塔高为50000mm，计算压力Pc=1.8MPa，温度t=250℃ 1 前言 1.1 研究的现状及意义 1.1.1塔设备的发展与现状 塔设备是化工、石油化工和炼油等生产中最重要的设备之一。在塔设备中完成的常见单元操作有：精馏、吸收、解吸和萃取等。此外，工业气体的冷却与回收、气体的湿法冷制和干燥，以及兼有气液两相传质和传热的增湿、减湿等。 塔器技术的发展经历了一个漫长的过程。泡罩塔是出现较早并获得广泛应用的一种塔型，工业规模的填料塔始于1881年的蒸馏操作中，1904年才用于炼油工业。20世纪初，随着炼油工业的发展和石油工业的兴起，塔设备开始得到广泛应用，并逐渐积累了有关设计、制造、安装、操作等方面的数据和经验。20世纪中期，为了适应各种化工产品的生产和发展，不仅需要新建大量的塔，还要对原有塔设备进行技术改造，因此陆续出现了一批能适应各方面要求的新塔型。近年来，随着对筛板塔研究工作的不断深入和设计方法的日趋完善，筛板塔已成为生产上广泛应用的塔型之一。同时，填料塔也进入了一个新的阶段，一些新型高效塔内件和塔填料的问世，加上人们对传质工程的仿真模拟及放大效应的解决，使填料塔在以板式塔为主的应用场合中，尤其是大型塔的应用中得到了很好的发展，并取得了一定的经济效益。 塔器的性能直接关系到生产装置的投资、产能、质量、能耗及成本。据统计，石油和化学工业的能耗占工业总能耗的绝大部分，而其中约60%的能耗用于精馏过程，而精馏过程是由塔设备来实现的。塔设备的投资巨大，约占化工、石化项目总投资的30%-40%，其分离效率对产品的纯度、产品的回收率、工业过程的总能耗，都起着至关重要的作用。塔设备在各种分离过程中对装置的平稳运行、保证产品质量等也起着至关重要的作用，如果在装置中有一个塔器设计的不理想，就有可能影响整个装置的正常运行。由此可见塔设备的设计在整个工艺流程设计中的重要性。气液传质设备在化工生产过程中有着广泛的用途，是用来进行蒸馏、吸收、洗涤、增减湿以及气液的直接接触换热等过程的单元设备。气液传质设备的类型很多，其中应用较为广泛有填料塔和板式塔两类。 1.1.2浮阀塔的分类 1.方形浮阀 它的阀盖呈方形，在孔内不会转动，其周边有波纹。这种波纹设计有利于减少雾沫夹带，并提供浮阀与塔板的平衡接触点，便于阀体顺利开启。它在低气速下的泄漏较少，具有低的操作下限。它的鼓泡面积大，可减少