塔设备(课本).ppt

第八章 塔设备的机械设计 教学重点： 板式塔的基本结构和塔设备的应力校核 教学难点： 风载荷的计算 二、塔盘结构 塔盘实际上是塔中的气、液通道。为了满足正常操作要求，塔盘结构本身必须具有一定的刚度以维持水平，塔盘与塔壁之间要保持一定的密封性以避免气、液短路。 塔盘的结构有整块式和分块式两种。 整块式塔盘 DN≤700mm 分块式塔盘 DN≥800mm 1、整块式塔盘 图8-16 定距管式塔盘结构 结构——塔体由若干塔节组成，内装有一定数量 的塔盘，塔节间用法兰连接。 重叠式 组装方式 定距管式 1、整块式塔盘 定距管式塔盘 用定距管和拉杆将同一塔节内的几块塔盘支承并固定 在塔节内的支座上，定距管起支承塔盘和保持塔盘间 距的作用。 塔盘与塔体之间的间隙，以软填料密封并用压圈压紧, 见图7-43。高度随塔径增加。 塔径DN=300～500mm时，塔节高度L=800～1000mm；塔径DN=600～700mm时，塔节高度L=1200～1500mm。 为方便安装，每个塔节中的塔盘数为5-6块。 1—塔盘板 2—降液管 3—拉杆 4—定距管 5—塔盘圈 6—吊耳 7—螺栓 8—螺母 9—压板 10 —压圈 11—石棉绳 图8-17 定距管式塔盘结构 2、分块式塔盘 做成分块式的原因 1）在工艺上，塔径大，塔盘过大，分液不均匀； 2）对碳钢，塔板厚3~4mm，不锈钢2~3mm，塔径过大，易形成弧形，安装时水平度不好，从刚度出发，仍要分块； 3）塔板过大，不能放进塔内，因一般从人孔进出，人孔尺寸有限制，因而塔盘受此限制要分块。 与整块式的区别 分块式：无塔盘圈，有支持圈(支持板)，无密封结构 整块式：有塔盘圈，无支持圈(支持板)，有密封结构 塔盘板结构 主要有自身梁式和槽式。 图8-18 塔盘板结构 图8-19 分块式塔盘板（自身梁式） 通道板—— 接近中央处设置，塔内清洗和维修。 在同一垂直位置上，以利采光和拆卸。 也可用一块塔盘板代替，见下图 塔设备 第八章 塔设备的机械设计 内件 支座 附件 塔体 一、塔体厚度的计算 第一节 塔体与裙座的机械设计 1、按计算压力计算塔体及封头厚度 2、塔体承受的各种载荷计算 承受载荷 介质压力 自重载荷 偏心载荷 风载荷 地震载荷 如图8-3 塔设备自重载荷的计算 m01------塔体重量（包括外壳及伸出的接管） m02------塔内件重量 m03------保温层重量 m04------平台和扶梯的重量 m05------物料重量 me-------偏心重量 ma-------附件重量（人孔、法兰） mw------充水重量 塔设备在正常操作时的质量 塔设备在水压试验时的最大质量 塔设备在吊装时的最小质量 (8-1) (8-2) (8-3) 地震载荷 安装在7度及7度以上地震烈度地区的塔设备必须考虑它的抗震能力 塔设备作为悬壁梁，在地震载荷作用下产生弯曲变形 风载荷 作用之一 造成风弯矩 作用之二 卡曼涡街 图8-5 风载荷的分布 图8-6 卡曼涡街 图8-7 卡曼涡街 计算步骤 分段（P235图8-8） 选危险截面 0—0截面，塔设备的基底截面； 1—1截面，裙座上人孔或较大管线引出孔处的截面； 2—2截面，塔体与裙座连接焊缝处的截面。 图8-8 风载荷计算简图 两相邻计算截面间的水平风力 (8-18) 式中 ─塔设备中第i段的水平风力，N； ─体型系数,取0.7； ─塔设备中第i 计算段的风振系数； ─风压高度变化系数,按表8-5查取； ─各地区的基本风压，N/m2，见表8-4； ─塔设备各计算段的计算高度(见图8-8)，mm； ─塔设备中第i 段的有效直径， mm . 风弯矩 将塔设备沿高度分为若干段，则水平风力在任意截面处的 风弯矩为（图8-8所示） (8-22) 偏心载荷计算 定义：塔体上悬挂的再沸器、冷凝器等附属设备或其它附件 所引起的载荷。 载荷产生的弯矩为： (8-23) ─重力加速度，m/s2; 式中 ─偏心距，即偏心质量中心至塔设备中心线 间的距离，m； ─偏心弯矩，N·m。 3、塔体稳定校核 计算压力在塔体中引起的轴向应力 重量载荷及垂直地震力在塔体中引起的轴向应力 弯矩在塔体中引起的轴向应力 第一　筒体轴向应力 轴向许用压应力 第二 其中B为许用轴向压缩应力。 和B的确定参见本书第5章。 第三 内压操作的塔设备，最大组合轴向压应力出现在停车情况 外压操作的塔设备，最大组合轴向压应力出现在正常操作情况 4、塔体拉应力校核 计算压力在塔体中引起的轴向应力 重量载荷及垂直地震力在塔