浮阀塔的机械设计

一、课程设计题目

浮阀塔的机械设计

二、课程设计内容

1．塔设备的结构设计

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. 2. 塔体及封头壁厚计算及其强度、稳定性校核 （1）根据设计压力初定壁厚；

（2）计算危险截面的重量载荷、风载荷、地震载荷及偏心载荷； （3）计算危险截面的由各种载荷作用下的轴向应力；

（4）计算危险截面的组合轴向拉应力和组合轴向压应力，并进行强度和稳定性校核。 3. 筒体和裙座水压试验应力校核 4. 裙座结构设计及强度校核

包括：裙座体、基础环、地脚螺栓 5. 编写设计说明书一份

6. 绘制2号装配图一张，Auto CAD绘3号图一张（换热器的）。

三、设计条件

1. 设备类型：自支承式塔设备（塔顶无偏心载荷）； 2. 设置地区环境：

基本风压：qo=400N/㎡;

设计地震烈度：7度（或8度）；

场地土：Ⅱ类。地震加速度0.15g（或者0.3g），地震系数根据自己的需要任取一组； 3. 塔体及裙座的机械设计条件：

（1）塔体内径Di=2200mm，塔高近似取H=50000mm；

（2）计算压力Pc=1.6MPa（每组中各人的计算压力根据安排表中数据）,设计温度t=250℃； （3）塔体装有N=75层浮阀塔盘，每块塔盘上存留介质层高度为hw=100mm，介质密度为 ρ1=800kg/m3；

（4）沿塔高每5m左右开设一个人孔，人数为8-10个，相应在人孔处安装半圆形平台8-10个，平台宽度为B=900mm，高度为1000mm。

（5）塔外保温层厚度为δs=120mm，保温材料密度为ρ2=300kg/m3；

（6）塔体与裙座间悬挂一台再沸器，其操作质量为me=4000kg,偏心距e=2000mm； （7）塔体与封头材料在低合金高强度刚中间选用，并查出其参数。 （8）裙座统一采用Q235-A

（9）塔体与裙座对接焊接，塔体焊接接头系数Φ=0.85；

（10）塔体与封头厚度附加量C=2mm，裙座厚度附加量C=2mm；

（11）参考图为书中图8-25，尺寸及数据根据自己组的具体情况设计、标注。

六、说明书的内容要求

1.符号说明 2.前言

（1）设计条件；

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（2）设计依据；

（3）设备结构形式概述。 3.材料选择

（1）选择材料的原则；

（2）确定各零、部件的材质； （3）确定焊接材料。 4.绘制结构草图 （1）板式塔装配图

（2）确定裙座、接管、人孔、控制点接口及附件、内部主要零部件的轴向及环向位置，以单线图表示；

（3）标注形位尺寸。

（4）写出图纸上的技术要求、技术特性表、接管表、标题明细表等 5.塔体及裙座壁厚设计

（1）筒体、封头及裙座壁厚设计； （2）焊接接头设计； （3）压力试验验算；

6.标准化零、部件选择及补强计算：

（1）接管及法兰选择：根据结构草图统一编制表格。内容包括：代号，PN,DN,法兰密封面形式，法兰标记，用途）。补强计算。

（2）人孔选择：PN,DN,标记或代号。补强计算。 （3）其它标准件选择。

7.结束语：对自己所做的设计进行小结与评价，经验与收获。 8.主要参考资料。 【格式要求】：

1.计算单位一律采用国际单位；2.计算过程及说明应清楚；

3.所有标准件均要写明标记或代号；4.设计说明书目录要有序号、内容、页码；

5.设计说明书中与装配图中的数据一致。如果装配图中有修改，在说明书中要注明变更； 6.书写工整，字迹清晰，层次分明；7.设计说明书要有封面和封底，均采用A4纸，装订成册。

七、主要参考资料

1. 《化工设备机械基础课程设计指导书》.化学工业出版. 2005.1 2.《化工设备机械基础》第五版 与玮 王立业 编著 2003.3； 3. 《化工单元过程与设备设计》匡国柱 史启才 主编；

4.《化工制图》华东化工学院制图教研室编 人民教育出版社 1980； 5.《化工设备机械基础》参考资料； 6.《钢制压力容器》GB150-1998； 7.《钢制塔式容器》JB4710-1992；

8. GB151-1999 《管壳式换热器》1999年；

9.《压力容器安全技术监察规程》国家质量技术监督局 1999年。

教研室主任签名：

2012年4月16日

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浮阀塔的机械设计

摘 要

塔设备是能够实现蒸馏和吸收两种分离操作的气液传质设备，广泛应用于化工、石油化工、石油等行业中。其结构形式基本上可以分为板式塔和填料塔两大类。虽然这两类塔既适用于蒸馏操作也适用于吸收操作，但是，在工业生产中，当处理量大时多采用板式塔，当处理量小时多采用填料塔。当然也有例外。对于一个具体的工艺过程，选择何种塔型为宜，尚需根据两类塔型各自的特点和工艺本身的要求而定。板式塔内沿塔高装有若干层塔盘，液体靠重力作用由顶部逐板流向塔底，并在各块板面上形成流动的液层；气体则靠压强差推动，由塔底向上依次穿过各塔板上的液层而流向塔顶。气、液两相在塔内进行逐级接触，两相的组成沿塔高呈阶梯式变化。本设计为浮阀塔。板式塔为逐级接触式气液传质设备。板式塔的空塔气速很高，因而生产能力较大，塔板效率稳定，造价低，检修、清理方便。

关键字：塔体、封头、裙座

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The mechanical design of the valve tower

Abstract

Tower equipment is able to achieve the distillation and absorption of two separate operation of gas-liquid mass transfer equipment, widely used in chemical, petrochemical, oil and other industries. Its structure is basically divided into two categories of the plate tower and packed tower. Although these two types of towers both for distillation, absorption operation in industrial production, however, when the treatment volume, the use of plate tower, when dealing with the amount of hours use of the packed tower. Of course there are exceptions. , Select the type of tower type is appropriate for a specific process may be needed based on two types of towers to their respective characteristics and process requirements. Plate tower high along the tower is equipped with several layers of trays, the liquid rely on gravity flow from the top by plate bottom and flow of the liquid layer formed on the plate surface; gas they rely on the pressure differential to promote from the bottom up in turn through each tower panel liquid layer flow to the top of the tower. Gas and liquid two-phase step exposure in the tower, two-phase composition along the tower height was stepped changes. The design for the valve tower. Plate tower for the step-contact gas-liquid mass transfer equipment. Plate tower gas velocity is high, thus the large production capacity, the stability of the tray efficiency, low cost, maintenance and easy to clean up.

Key words: tower body head skirt

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目 录

摘 要 .......................................................................................................... I Abstract ..................................................................................................... II 1 前言 ....................................................................................................... 1

1.1设备课程设计的内容 ................................................................................... 1 1.2设计条件 ....................................................................................................... 1 1.2.1 设备类型 ................................................................................................... 1 1.2.2设置地区环境 ............................................................................................ 1 1.2.3 塔体及裙座的机械设计条件 ................................................................... 2 1.3浮阀塔的设计原则 ....................................................................................... 2 1.4浮法塔设计的目的 ....................................................................................... 3 1.5设备课程设计的意义 ................................................................................... 3 1.6浮阀塔的特点 ............................................................................................... 4 1.6.1浮阀塔的简介 ............................................................................................ 4 1.6.2浮阀塔的工作原理 .................................................................................... 5 1.6.3 浮阀塔的主要特点 ................................................................................... 6 1.7浮阀塔设备结构形式概述 ........................................................................... 6 1.8浮阀塔板的研究进展及研究内容、市场行情 ........................................... 9

2 材料选择 ............................................................................................... 10

2.1概论 ............................................................................................................. 10 2.2塔体材料选择 ............................................................................................. 10

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2.3 裙座材料的选择 ........................................................................................ 10

3 塔体的结构设计及计算 ...................................................................... 11

3.1按计算压力计算塔体和封头厚度 ............................................................. 11 3.1.1 塔体厚度的计算 ..................................................................................... 11 3.1.2封头厚度计算 .......................................................................................... 11 3.2塔设备质量载荷计算 ................................................................................. 11 3.2.1筒体圆筒、封头、裙座质量 .................................................................. 11 3.2.2塔内构件质量 .......................................................................................... 12 3.2.3保温层质量 .............................................................................................. 12 3.2.4平台，扶梯质量 ...................................................................................... 12 3.2.5 操作时物料质量 ..................................................................................... 13 3.2.6附件质量 .................................................................................................. 13 3.2.7充水质量 .................................................................................................. 13 3.2.8各种质量载荷汇总 .................................................................................. 14 3.3风载荷与风弯矩的计算 ............................................................................. 15 3.3.1风载荷的计算 .......................................................................................... 15 3.3.2 风弯矩计算 ............................................................................................. 18 3.4地震弯矩的计算 ......................................................................................... 19 3.5偏心弯矩的计算 ......................................................................................... 22 3.6各种载荷引起的轴向拉应力 ..................................................................... 22 3.6.1计算压力引起的轴向拉应力1 .............................................................. 22 3.6.2操作质量引起的轴向压应力2 ............................................................. 22

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3.6.3最大弯矩引起的轴向应力3 .................................................................. 24 3.7塔体和裙座危险截面的强度与稳定校核 ................................................. 25 3.7.1塔体的最大组合轴向拉应力校核 .......................................................... 25 3.7.2塔体和裙座的稳定校核 .......................................................................... 25 3.8塔体水压试验和吊装时的应力校核 ......................................................... 28 3.8.1试验压力和液柱静压力引起的环向应力 .............................................. 28 3.8.2试验压力引起的轴向拉应力 .................................................................. 28 3.8.3最大质量引起的轴向压应力 .................................................................. 28 3.8.4弯矩引起的轴向应力 .............................................................................. 28 3.9塔体水压试验时的应力校核 ..................................................................... 29 3.9.1简体环向应力校核 .................................................................................. 29 3.9.2最大组合轴向拉应力校核 ...................................................................... 29 3.9.3最大组合轴向压应力校核 ...................................................................... 29 3.10基础环的设计 ........................................................................................... 29 3.10.1 基础环尺寸 ........................................................................................... 29 3.10.2基础环的应力校核 ................................................................................ 29 3.10.3基础环的厚度 ........................................................................................ 30 3.11地脚螺栓计算 ........................................................................................... 32 3.11.1地脚螺栓承受的最大拉应力 ................................................................ 32 3.11.2地脚螺栓的螺纹小径 ............................................................................ 33

4. 结语 ...................................................................................................... 34 5.符号说明 ................................................................................................ 35

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6.参考文献 ................................................................................................ 37 附 录 ......................................................................................................... 1 谢 辞 ......................................................................................................... 4

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1 前言

1.1设备课程设计的内容

根据教学大纲的要求，学生应在两周时间内，完成一种典型设备的机械设计，内容包括设备总装配图一张，零部件图一至二张，设计计算书明书一份。 具体包括：

（1）塔设备的结构设计

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等。

（2）塔体及封头壁厚计算机其强度、稳定性校核

根据设计压力初定壁厚；

计算危险截面的重量载荷、风载荷、地震载荷及偏心载荷； 计算危险截面的由各种载荷作用下的轴向应力；

计算危险截面的组合轴向拉应力和组合轴向压应力，并进行强度和稳定性校核。 （3）筒体和裙座水压试验应力校核 （4）裙座结构设计及强度校核

包括：裙座体、基础环、地脚螺栓 （5）编写设计说明书一份

（6）绘制2号装配图一张，Auto CAD绘3号图一张（换热器的）。

1.2设计条件 1.2.1 设备类型

自支承式塔设备（塔顶无偏心载荷）；

1.2.2设置地区环境

基本风压：qo=400N/㎡; 设计地震烈度：7度（或8度）；

场地土：Ⅱ类。地震加速度0.15g（或者0.3g），地震系数根据自己的需要任取一组；

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1.2.3 塔体及裙座的机械设计条件

（1）塔体内径Di=2200mm，塔高近似取H=50000mm；

（2）计算压力Pc=2.0MPa（每组中各人的计算压力根据安排表中数据）,设计温度t=250 ℃ ；

（3）塔体装有N=75层浮阀塔盘，每块塔盘上存留介质层高度为hw=100mm，介质密度为

ρ1=800kg/m3；

（4）沿塔高每5m左右开设一个人孔，人数为8-10个，相应在人孔处安装半圆形平台 8-10个，平台宽度为B=900mm，高度为1000mm。

（5）塔外保温层厚度为δs=120mm，保温材料密度为ρ2=300kg/m3；

（6）塔体与裙座间悬挂一台再沸器，其操作质量为me=4000kg,偏心距e=2000mm； （7）塔体与封头材料在低合金高强度刚中间选用，并查出其参数。 （8）裙座统一采用Q235-A

（9）塔体与裙座对接焊接，塔体焊接接头系数Φ=0.85； （10）塔体与封头厚度附加量C=2mm，裙座厚度附加量C=2mm；

（11）参考图为书中图8-25，尺寸及数据根据自己组的具体情况设计、标注。

1.3浮阀塔的设计原则

设计浮阀塔总的原则是尽可能多地采用先进的技术，使生产达到技术先进、经济合理的要求，符合优质、高产、安全以及低能耗等等的原则，具体考虑以下几点。

（1）满足工艺和操作要求，所设计出来的流程和设备能保证得到质量稳定的产品。设计的流程与设备需要一定的操作弹性，方可方便的进行流量和传热量的调节。设备必须的仪表并安装在适宜的部位，以便能通过这些仪表来观测和控制生产过程。

（2）必须满足经济上的要求，要节省热能和电能的消耗，减少设备与基建的费用，由于回流比对操作费用和设备费用均有很大的影响，因此必须选择合适的回流比。设计时应全面考虑，力求总费用尽量低一些。

（3）保证生产安全，生产过程中应防止物料的泄漏，生产和使用易燃物料车间的电器均为防爆产品。塔体大都安装在室外，为了能够抵抗大自然的破坏，设计的塔设备应该具有一定的刚度和强度。

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1.4浮法塔设计的目的

课程设计是“化工设备机械基础”课程的一个总结性教学环节，是培养我们学生综合运

用本门课程及有关先修课程的基本知识去解决浮法塔的机械设计任务的一次训练，在整个教学计划中它也起着培养我们学生工作能力和团队合作能力的重要作用，通过课程设计可以提高我们学生下列几个方面的能力：

（1）巩固《化工设备机械基础》及相关课程的理论知识，并使它扩大化和系统化，在设备课程设计中综合地加以运用，把化工工艺条件与化工设备设计有机的结合起来，使所学的有关机械设备设计课程的基本理论知识得以巩固和强化；

（2）培养学生对化工设备设计的基本技能以及地理分析问题的能力和解决问题的能力。树立正确的设计思想，掌握化工单元设备设计的基本方法和步骤，为今后的化工设备及机械打下一定的基础；

（3）培养学生熟悉并综合运用各种相关的设计手册、安全技术规范、标准、图册等等设计技术资料；

（4）进一步培养学生识图、制图、运算以及编写设计说明书等基本技能：

（5）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。

（6）通过对适宜条件的选择以及对自己设计成果的评价，初步建立正确的设计思维，培养从工程技术观点出发考虑和处理工程实际问题的能力。

1.5设备课程设计的意义

（1）树立正确的设计思想。

（2）具有积极主动的学习态度和进取精神。

（3）学会正确使用标准和规范，使设计有法可依、有章可循。 （4）学会正确的设计方法，统筹兼顾，抓主要矛盾。 （5）在设计中处理好尺寸的圆整。

（6）在设计中处理好计算与结构设计的关系。

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1.6浮阀塔的特点 1.6.1浮阀塔的简介

浮阀塔是20世纪50年发的一种新塔型，其特点是在筛板塔基础上，在每个筛孔除安装一个可上下移动的阀片。当筛孔气速高时，阀片被顶起上升，空速低时，阀片因自身重而下降。阀片升降位置随气流量大小自动调节，从而使进入夜层的气速基本稳定。又因气体在阀片下侧水平方向进入液层，既减少液沫夹带量，又延长气液接触时间，故收到很好的传质效果。

浮阀塔属于一种板式塔，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。在分离稳定同位素时采用在克服泡罩塔缺陷的基础上发展起鼓泡式接触装置。浮阀塔有活动泡罩、圆盘浮阀、重盘浮阀和条形浮阀四种形式。浮阀主要有V型和T型两种，特点是：生产能力比泡罩塔约大20％～40％；气体两个极限负荷比为5～6，操作弹性大；板效率比泡罩塔高10％～15％；雾沫夹带少，液面梯度小；结构难于泡罩塔与筛板塔之间；对物料的适应性较好等，通量大、放大效应小，常用于初浓段的重水生产过程。

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1.6.2浮阀塔的工作原理

浮阀塔的工作原理是：在浮阀塔上开有许多孔，每个孔上都装有一个阀，当没有上升

汽相时，浮阀闭合于塔板上，当有汽相上升时，浮阀受汽流冲击而向上启开，开度随汽相的量增加而增加，上升汽相穿过阀孔，在浮阀片的作用下向水平方向分散，通过液体层鼓泡而出，使汽液两相充分接触，达到理想的传热传质效果。

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1.6.3 浮阀塔的主要特点

浮阀塔的主要特点是：

（1）操作弹性大，在较宽的气液负荷变化范围内均可保持高的板效率。其弹性范 围为5-9，比筛板塔和泡罩塔的弹性范围都大；

（2）处理能力大，比泡罩塔大20％-40％，但比筛板塔略小；

（3）气体为水平方向吹出，气液接触良好，雾沫夹带量小，塔板效率高，一般比 泡罩塔高15％左右；

（4）干板压降比泡罩塔小，但比筛板塔大；

（5）结构简单、安装方便，制造费用约为泡罩塔的60%-80％，为筛板塔的120％-130％；

（6）国内使用结果证明，对于粘度稍大及有一般聚合现象的系统，浮阀塔板也能正常操作。

由于浮阀具有生产能力大，操作弹性大及塔板效率高等优点，且加工方便，故有关浮阀塔板的研究开发远较其他型式的塔板广泛，是目前新型塔板研究开发的主要方向。近年来研究开发出的新型浮阀有船型浮阀、管型浮阀、梯型浮阀、双层浮阀、V-V浮阀、混合浮阀等，其共同的特点是加强了流体的导向作用和气体的分散作用，使气液两相的流动更趋于合理，操作弹性和塔板效率得到进一步的提高。但应指出，在工业应用中，目前还多采用F1型浮阀，其原因是F1型浮阀已有系列化标准，各种设计数据完善，便于设计和对比。而采用新型浮阀，设计数据不够完善，给设计带来一定的困难，但随着新型浮阀性能测定数据的不断发表及工业应用的增加，其设计数据会逐步完善，在有较完善的性能数据下，设计中可选用新型浮阀。

1.7浮阀塔设备结构形式概述

浮阀塔结构简单，有两种结构型式，即条状浮阀和盘式浮阀，它们的操作和性能基本是一致的，只是结构上有区别，其中以盘式浮阀应用最为普遍。盘式浮阀塔板结构，是在带降液装置的塔板上开有许多升气孔，每个孔的上方装有可浮动的盘式阀片。为了控制阀片的浮动范围，在阀片的上方有一个十字型或依靠阀片的三条支腿。前者称十字架型，后者称V型。目前因V型结构简单，因而被广泛使用，当上升蒸汽量变化时，阀片随之升降，使阀片的开度不同，所以塔的工作弹性较大。

塔内的溶液以两种物质状态运动着，气态穿过塔板升气孔上升，液态横过塔板进入降液管流至下层塔板上，气液两相在每层塔板上接触，进行传热传质，使得乙醇由液态→气态→液态，逐层上升，最后在塔顶部得到浓缩的乙醇，如果使这分子运动速度提高，即强

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化这一过程，塔的效率就高。气液两相接触有一界面，界面越大即传热传质过程便得到强化，效率就高。过去用筛板 塔、泡罩塔，气体在液体中几乎是垂直上升，鼓泡而出。阀片使上升气体呈水平方向喷射而出，而且采用的汽速较泡罩塔高得多，使气体高度分散，气泡很小，因此气液接触面大。在气体负荷较大时产生雾沫夹带也小，在液流量小时也不会发生不与液层接触而垂直上升的不良现象，随着气体上升量的变化，相应的变化浮阀的流量面积，维持着较高的速，因此气-液始终接触良好。

浮阀精馏塔总的原则是尽可能多地采用先进的技术，使生产达到技术先进、经济合理的要求，符合优质、高产、安全、低能耗的原则，具体考虑以下几点。

（1） 满足工艺和操作的要求 所设计出来的流程和设备能保证得到质量稳定的产品。设计的流程与设备需要一定的操作弹性，可方便地进行流量和传热量的调节。设置必需的仪表并安装在适宜部位，以便能通过这些仪表来观测和控制生产过程。

（2） 满足经济上的要求 要节省热能和电能的消耗，减少设备与基建的费用，回流比对操作费用和设备费用均有很大的影响，因此必须选择合适的回流比。设计时应全面考虑，力求总费用尽可能低一些。

（3） 保证生产安全 生产中应防止物料的泄露，生产和使用易燃物料车间的电器均应为防爆产品。塔体大都安装在室外，为能抵抗大自然的破坏，塔设备应具有一定刚度和强度。

关于盘式浮阀塔，1953年Koch工程公司开发了T形和A形盘形浮阀，其中又以T形浮阀(国内称为十字架浮阀)应用更广泛一些。T形是由无阀腿的圆弧形阀片及具有四只脚的十字形挡架所组成。挡架的脚固定在塔板上，对阀片起定位和导向的作用。T形浮阀塔板具有压力降小、漏液少、抗污能力强等特点。郭绪强、刘爱贤借鉴了锥形浮阀的特点，对传统的T形浮阀进行改进，发明了T形浮阀，它在圆形阀片中心作一向下凹陷的圆锥，取得了良好的效果成建等发明了一种圆盘式双浮动阀，它在圆弧形阀片的中心开小舌形浮阀，并在阀片周边设置了3个外伸爪，避免了阀片随意转动。

值得一提的是德国stahl公司在20世纪80年代推出的一种类似于盘形浮阀的高弹性浮阀塔板(Varionex—Valvelhy，简称W塔板)，它的操作弹性很大，可达12：1左右。W 浮阀的结构也分为阀片和十字形挡架两部分。在十字形挡架下设置一可上下活动的阀片(带有三个外伸爪)，阀片开有蛇O mm的圆孔。阀片升起之前，塔板开孔率由直径20mm的孔决定；气量增大时，阀片开始升起，开孔率增加，一直到阀片达到挡架盖板。由于其特殊的结构设计，阀片不会被卡住或脱落，使用可靠；同时固定阀保证气体水平吹入液体，强化了气液接触时的湍动作用。黄洁等在经Stahl公司同意后，公开发表了此种塔板较完整的性能试验结果，明确了该塔板的优点及缺陷。

对于条状浮阀塔，Nutter在1951年开发出了Nutter条形浮阀，此后陆续对其进行改进，出现了P形、D形、L形、DL形等条形浮阀。条形浮阀的特点为：条形浮阀不会旋转，因而不易磨损，阀片不会卡死、脱落；由于条形浮阀的气体从两侧喷出，不像圆形浮阀从四周喷出，所以塔板上的液体返混小于圆形类浮阀塔板，效率相对较高；可以排出较圆孔

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形更大的开孔率，从而提高处理能力。经工业实践证明，条形结构的浮阀塔板操作性能较传统圆形浮阀塔板 略为优秀。

但是上述条形浮阀依然存在一些不足：①与传统圆形浮阀类似，阀盖上方无鼓泡区，造成塔板传质效率降低；②由于大多采用矩形阀腿，且前阀腿和后阀腿宽度一样，气流不能绕过前阀腿，阀前端存在传质死区；③虽然其返混较圆形浮阀小，但对塔板弓形区的返混无太大改进；④长条形阀孔的四个锐角会形成严重的应力集中，易引起塔板的机械损坏。因此近年来国内不仅对条形浮阀的性能进行大量研究，还针对条形浮阀的不足，开发出多种形式的条形浮阀。

对于具有导流性能的条形浮阀，目前具有导流性能的塔板，在结构上主要有3种形式。

（1）阀盖由传统的矩形进化为梯形、箭形(前端呈梯形后端为矩形的组合结构)或三角形，阀盖短边一侧朝向降液管。具有代表性的是梯形浮阀塔板。它特点是气体从梯形阀体两侧斜边喷出，因此气流方向与液流方向呈锐角，有助于推动液体在塔板上的流动，达到降低液面梯度、消除板上液体死区、减少返混、提高传质效率和降低塔板压降等目的。

（2）在条形浮阀的阀盖上开孔，开孔方向朝着降液管，以导向浮阀J F复合浮阀塔板为表这种浮阀以独创的构思，在阀盖上开导向孔或舌孔，使阀盖上的气、液两相并流，气相推动液相流动，液面梯度及塔板压降减小，通量增大。更重要的是这类浮阀解决了传统浮阀上端存在传质死区的不足，板效率大大提高，为中国的浮阀发展做出了贡献。

（3）在浮阀的前阀腿上开孔，以洛阳石油化工工程公司设备研究所开发的导流浮阀塔板为代表。该导流浮阀在条形浮阀的前阀腿上开一矩形孔，气流在水平通过阀体两侧的同时，增加一个向前吹出的气流动力，导引液体向前流动。它不但可以改善阀与阀之间的鼓泡状态，还有利于克服液体滞流与返混现象，减小液面落差，这对于降低塔板压降和提高塔板效率都有积极作用。该导流浮阀的塔板压降较F1浮阀平均降低约200～250 Pa，塔板泄漏约低10％，塔板效率提高约10％。与这种导流浮阀塔板原理结构类似的还有洛阳瑞昌石油化工设备有限公司开发的RCH型喷射浮阀塔板，这类浮阀在前阀腿设置喷射导向舌孔，并在舌孔上方设有引导气相流动的舌形整流帽。中国石化工程建设公司开发出BJ塔板。BJ浮阀在矩形的前阀腿上开一个尽可能大的通气孔，并通过前后阀腿不对称结构设计，保证阀体受力平衡，以使浮阀能平稳浮动。

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1.8浮阀塔板的研究进展及研究内容、市场行情

塔器作为气液和液液之间进行传质与传热的重要设备，广泛应用于炼油、石油化工、精细化工、化肥、农药、医药、环保等行业的物系分离，涉及蒸(精)馏、吸收、解吸、汽提、萃取等化工单元操作。塔器主要分为填料塔和板式塔两大类。板式塔从1813年Cellier首次提出泡罩塔至今，出现了许多不同类型的塔板。

塔板按鼓泡元件分主要有泡罩型、筛孔型、浮阀型、斜孔型以及其他特殊类型塔板。浮阀塔板是在塔盘上开阀孔，安置能上下浮动的阀件(固定阀除外)。由于浮阀塔板的气体流通面积能随气体负荷变动自动调节，因而能在较宽的气体负荷下保持稳定操作；同时气体以水平方向吹出，气液接触时间长，雾沫夹带少，具有良好的操作弹性和较高的塔板效率，在工业中得到了较为广泛地应用。

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2 材料选择

2.1概论

塔设备与其他化工设备一样，置于室外，无框架的自支承式塔体，绝大多数是采用钢材制造的。这是因为钢材具有猪狗的强度和塑性，制造性能较好，设计制造的经验也比较成熟，因此，在大型的塔设备中，钢材更具有无法比拟的有点。

2.2塔体材料选择

设计中塔体的材料选择是：15MnVR；塔体是塔设备的外壳，由等直径和等壁厚的圆筒和两个封头组成，塔体除满足工艺条件下的强度、刚度外，还应考虑风力、地震、偏心载荷所英气的强度、刚度问题，以及吊装、运输、检验、开停工作等的影响，所以选择塔体的材料很重要。

2.3 裙座材料的选择

设计中裙座材料的选择是：Q235A；塔体裙座是塔体安放到基础上的连接部分，它必须保证塔体坐落在确定位置上进行正常工作，为此，它应当具有足够的强大和刚度，能够承受各种操作情况下的全塔质量，以及风力、地震等引起的载荷。

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3 塔体的结构设计及计算

3.1按计算压力计算塔体和封头厚度 3.1.1 塔体厚度的计算

pcDi2tp c pcDi22002tp2.0c21830.852.014.58mm

考虑厚度附加量C=2mm，经圆整取n18mm

3.1.2封头厚度计算

采用标准椭圆形封头：pcDi22002tp2.021830.850.52.014.19mm

c 考虑厚度附加量C=2mm，经圆整n18mm

3.2塔设备质量载荷计算 3.2.1筒体圆筒、封头、裙座质量

圆筒质量：m198543.0442394.4kg 封头质量：m2665.052.01330.1kg 裙座质量：m39854.594521.15kg 说明：塔体圆筒总高度为H043.04m

查得DN 2200mm，厚度为18mm 的圆筒质量为985kg

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查得DN 2200mm，厚度为18mm 的椭圆形封头质量为665.05kg（封头曲面深度

550mm，直边高度40mm） 裙座高度4590mm(厚度按12mm计)

3.2.2塔内构件质量

可有《化工机械设备基础》表8-1查得浮阀塔盘质量为75kg/m2，故 m024Di275420.7852.22757521371.63kg

3.2.3保温层质量

m03D24in'2Di2nH022m032220.7852.220.01820.122.220.018114kg

其中，

43.043002(1.5821.)3002m03 为封头保温层质量Kg

3.2.4平台，扶梯质量

m04D24in22BDi2n22220.7852.220.01820.1220.92.220.01820.126826.26kg1nq2pqFHF0.581504048.752

0/m2 由表《化工机械设备基础》8-1查得，平台质量： qp15kg笼式扶梯质量： qF40kg/m

笼式扶梯总高： HF48.75m 平台数量：n=8

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3.2.5 操作时物料质量

m0544 0.7852.220.1758000.7852.222.258001.800

171.48kg其中物料密度 1800kg/m3封头容积Vf1.m3，塔釜圆筒部分深度h02.25m 塔板层数 N=75 塔板上液层高度hw0.1m

Di2hwN1Di2h01Vf13.2.6附件质量

按经验取附件质量为ma0.25m010.2548245.6512061.41kg

3.2.7充水质量

mw4Di2Hww2Vfw0.7852.2243.04100021.1000166606.18kg

其中w1000kg/m3

13

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3.2.8各种质量载荷汇总

将全塔分为6段，计算下列各质量载荷（计算中略有近似）

表3-1

塔段 塔段长度/mm 人孔及平台数 塔板数 im01/kg 0~1 2000 0 0 1168 _ _ 40 _ 302 _ _ 1510 1~2 4000 0 0 3195 _ 170 80 704 453 1167 1400 6002 5298 2~3 8000 1 10 8177 2756 2187 942 5061 2140 300 2600 23863 16597 3~4 12000 3 23 11682 6735 3124 23 4122 3352 44128 _ 31404 214 4~5 12000 2 23 11682 6735 3124 1725 4122 2907 44128 _ 30295 20785 5~顶 12000 2 19 12342 5866 2884 1770 3180 2907 合计 50000 8 75 48246 21372 114 6826 171 12061 im02/kg im03/kg im04/kg im05/kg ima/kg imw/kg 46293 166606 _ 28110 21197 4000 121568 87281 ime/kg im0/kg 各塔段最小质量1510 /kg 全塔操作质量/kg 全塔最小质量/kg 水压试验时最大质量/kg m0m01m02m03m04m05mame121184 mminm010.2m02m03m04mame866 mmaxm01m02m03m04mamwme270600 14

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3.3风载荷与风弯矩的计算 3.3.1风载荷的计算

以2-3段为例计算风载荷p3

p3k1k23q0f3l3De3106 (3-2)

错误！未找到引用源。 式中：

错误！未找到引用源。—体型系数，对圆筒形容器，错误！未找到引用源。=0.7 错误！未找到引用源。—10m高处基本风压值，错误！未找到引用源。=400错误！未找到引用源。

错误！未找到引用源。—风压高度变化系数，查《化工设备机械基础》表8-5得：错误！未找到引用源。=1.11

错误！未找到引用源。—计算段长度，l3=8000mm

错误！未找到引用源。—脉动影响系数，由《化工设备机械基础》表8-7查得：错误！未找到引用源。_=0.748

错误！未找到引用源。—塔的基本自振周期，对等直径、等厚度圆载面塔:

T190.33Hm0HEeDi3m0H103 (3-3) 3EeDi T190.33H103

90.335000012118450000103 531.8310162200 1.99s错误！未找到引用源。

—脉动增大系数，根据自振周期T1，由 表8-6查得：＝2.68 z3—振型系数，由《化工设备机械基础》表8-8查得：z3＝0.124 错误！未找到引用源。—风振系数

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K231v3z3f3 (3-4)

K231 1v3z3f3

2.680.7480.124

1.11 ＝1.215

错误！未找到引用源。—塔有效直径。设笼式扶梯与塔顶管线成错误！未找到引用源。，取以下a，b式中较大者

a.De3Doi2s3K3K4 (3-5) b.De3Doi2s3K4d02ps (3-6)

错误！未找到引用源。＝400mm，错误！未找到引用源。,错误！未找到引用源。＝错误！未找到引用源。

K42A (3-7) l3 K42A219001000225mm l38000 a.De3203621204002252901mm错误！未找到引用源。 b.De32036212022540021203141mm错误！未找到引用源。 取错误！未找到引用源。 P3K1K23q0f3l3De3106

=0.71.2234001.11280003141106

1 955N16

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以上述方法计算出个段风载荷，列于表3-2中。 表3-2

计

li

算mm段 1 2000 2 4000 3 8000

q0k1 N/m2

Hit平台数 mm

0 0

K4mmDei mmPi N400 400 400

0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7

0.72 0.72 0.748 0.814 0.846 0.87

0.009 0.028 0.124 0.3 0.71 1.00

2.68 1.026 0.68 2.68 1.067 0.82 2.68 1.223 1.11 2.68 1.59

1.35

2 6

0 0 225 450 300 300

2916 2916 3141 3366 3216 3216

1139 2847 9551 24276 33925 42299

14 1 26 3 38 2 50 2

4 12000 400 5 12000 400 6 12000 400

2.68 2.052 1.53 2.68 2.396 1.67

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3.3.2 风弯矩计算

截面：0-0

00Mwp1ll1lp2(l12).......(l1l2l3l4l56) (3-8) 222 M00pl1212pl2).......(llw2(l11l2l3l4l562) 1139200022847(200040002)9551(2000400080002) 24276(200040008000120002) 33925(20004000800012000120002) 42299(2000400080001200012000120002) 3.109Nmm 截面1-1

M11l2wp22pll3(l232)......P6(l2l3l4l562) M11pl2l3lw22p3(l22)......P6(l2l3l4l652)

2847400209551(40008002)02427(0008000120002) 3392(000800012000120002) 4229(9400080001200102000120002) 3.313109Nmm

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(3-9) 化工与材料学院09级本科生化工机械设备课程设计

截面2-2

22MwP3l3llP4l34......P6l3l4l56 (3-10) 222M223wPl32Pl4l4l32......P6l3l4l562 9551800024276(800012000)33925(80001200012000) 222

42299(80001200012000120002) 2.867109Nmm

3.4地震弯矩的计算

取第一振型脉动增大系数为10.02

则衰减指数 0.90.05i0.55 i 0.90.050.020.550.020.95

T11.99s

塔的总高度 H=50000mm 全塔操作质量 m0121184kg 重力加速度 g9.81m/s2

地震影响系数 120.21(T15TR)max 由《化工机械设备基础》表8-2查得max0.24（设防烈度8级）

19

(3-11)

(3-12) 化工与材料学院09级本科生化工机械设备课程设计

由《化工机械设备基础》表8-3查得Tg0.30 10.02(0.051)/80.02(0.050.02)/80.024 210.0510.050.0211.319

0.061.710.061.70.02 11.3190.20.950.024(1.9950.30)0.240.069 计算截面距离地面的高度h 塔设备的基底截面0-0:h=0

裙座上检查孔或较大管线引出空处的截面1-1:h=2000mm 塔体与裙座连接焊缝处的截面2-2:h=6000mm

等直径、等厚度的塔，H/Di50000/220022.7315，按下列方法计算地震弯矩。

20

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地震弯矩的计算： 塔设备的基底截面0-0

00ME/161m0gH (3-13) 35 M00/16E351m0gH 16350.0691211849.8150000 1.875109Nmm

M0000/E1.25ME1.251.8751092.344109Nmm

裙座上检查孔或较大管线引出空处的截面1-1

M11/1m0g.5E8175H5(10H3.514H2h4h3.52.) M11/81m0gE175H2.5(10H3.514H2.5h4h3.5) 80.0691211849.81(10500003.514500002.517550000.52000420003.52) 1.780109Nmm

M111.25M11/EE1.251.7801092.225109Nmm

截面2-2

M22/81m0gE175H2.5(10H3.514H2.5h4h3.5) M22/81m0gE175H2.5(10H3.514H2.5h4h3.5) 80.0691211849.813175500002.5(1050000.514500002.56000460003.5) 1.8739109Nmm

M22M22/E1.25E1.251.87391092.342109Nmm

21

(3-14) (3-15) 化工与材料学院09级本科生化工机械设备课程设计

3.5偏心弯矩的计算

Memege40009.8122008.63107Nmm

3.6各种载荷引起的轴向拉应力 3.6.1计算压力引起的轴向拉应力1

1pcDi2.0220068.75MPa 4e416其中，enC18216mm

3.6.2操作质量引起的轴向压应力2

塔设备的基底截面0-0 0020000m0gm0g1211849.8110.76MPa

AsbDises3.14220016 令裙座厚度s18mm；有效厚度es18216mm；AsbDises 裙座上检查孔或较大管线引出空处的截面1-1 11211m0g1196749.8111.MPa

Asm10470411其中，m0mm2 1211841510119674kg；Asm10470422

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1-1截面处裙座筒体的截面处Asm/mm2

AsmDimesbm2mesAmAsmDimesbm2mesAm (3-17)

3.14220016245021616480014704 塔体与裙座连接焊缝处的截面2-2 2222222m0gm0g1136729.8110.09MPa

ADie3.1422001622其中，m012118415106002113672kg；ADie

23

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3.6.3最大弯矩引起的轴向应力3

塔设备的基底截面0-0 0030000MmaxMmax3.3075109.41MPa

2Zsb0.7852200216Dises40000 其中，MmaxMwMe3.1097.8481073.6185109Nmm

000000MmaxME0.25MwMe2.3441090.253.1097.848107

3.307510Nmm Zsb 截面1-1

11311Mmax3.391510958.47Mpa Zsm5.801079

42Dises

1111 其中，MmaxMwMe3.3131097.8481073.3915109N.mm

111111MmaxME0.25MwMe2.2251090.253.3131097.8481073.1317109N.mm

Zsm为人孔截面的抗弯截面系数，查相关标准得：Zsm27677000mm3。

Zm2eslmDimbm 2222Dimbm (3-18) 2222其中Zm2eslm2 216150110022525.17106

Zsm2DimesbmDimesZm 422 0.7852200162450220085.171025.80107

24

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截面2-2 2M222maxMmax3.13723Z10951.61Mpa 4D20.7852200216ie 其中，M22229maxMwMe2.867107.8481072.94109N.mm

M22M2222maxE0.25MwMe2.3421090.252.8671097.848107

3.1372109

N. Z24Die

3.7塔体和裙座危险截面的强度与稳定校核 3.7.1塔体的最大组合轴向拉应力校核

截面2-2

塔体的最大组合轴向拉应力发生在正常操作时的2-2截面上。[]t183Mpa;0.85;K1.2;K[]t1.21830.85186.7Mpa222222max12368.7510.0951.61110.27Mpa22max110.27MPaK[]t186.1MPa

满足要求。

3.7.2塔体和裙座的稳定校核

截面2-2

塔体2-2截面上的最大组合轴向压应力

222222max2310.0951.6161.7Mpa22max61.7Mpa[]crmin{KB,K[]t}min{144,220}144Mpa 满足要求。

25

其中，

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其中，A0.0940.0940.00137 Ri/e1100/16

查《化工机械设备基础》图5-9得（15MnR，250℃）B=120MPa，[σ]＇=183MPa，K=1.2。 截面1-1

塔体1-1截面上的最大组合轴向压应力

111111 max2311.58.4770.01Mpa

11 max70.01Mpa[]crmin{KB,K[]t}min{125.6,112.8}112.8Mpa

满足要求 其中，

A0.0940.0940.00094

Ris/es600/6查《化工机械设备基础》图5-8得（Q235-AR，250℃）B=104.7MPa，[σ]＇=94MPa，K=1.2。 截面0-0

塔体0-0截面上的最大组合轴向压应力

000000 max2310.76.4165.17Mpa

00max85.63Mpa[]crmin{KB,K[]t}min{125.6,112.8}112.8Mpa

满足要求

其中，B=104.7MPa，[σ]＇=94MPa，K=1.2。

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各危险截面强度与稳定校核总汇表3-3

表3-3

项目 0-0 塔体与裙座有效厚度ees/mm ii截面以上的操作质量m0/kg 计算危险截面 1-1 16 119674 2-2 16 113672 16 121184 计算截面面积Aii/kg iiAsb110528 Asm A110528 计算机面的抗弯截面系数Z/mm3 Zsb6.079107Zsm5.80107 Z6.079107 最大弯矩Mmax/(N.mm) 最大允许轴向拉应力K[]/Mpa 最大允许轴向压应力/Mpa KB K[] 计算引起的轴向拉应力1/Mpa 计算引起的轴向压应力2/Mpa 最大弯矩引起的轴向应力3/Mpa 最大组合轴向拉应力max/Mpa 最大组合轴向压应力 max/Mpa iiiitii36.185108 186.7 125.6 112.8 0 10.76 .41 - 65.17 33.915108 - 125.6 112.8 0 11. 58.47 - 70.01 - 33.172108 - 144 220 68.75 10.09 51.61 110.27 61.7 22maxK[]t tiiii 强度 -- 强度与稳定校核 00max[]cr tmin{KB,K[]} 稳定性 满足要求 11max[]cr11max[]crmin{KB,K[]t}min{KB,K[]t} 满足要求 满足要求

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3.8塔体水压试验和吊装时的应力校核 3.8.1试验压力和液柱静压力引起的环向应力

tpT液柱静压力Diei (3-19)

2ei

pT液柱静压力Diei(2.50.5)(220016)t2207.75mpa ei216 pT1.25pt1.2521831832.5mpa 液柱静压力=rH≈1000×50=0.5MPa

3.8.2试验压力引起的轴向拉应力

pTDi14 e1pTDi2.52200441685.94Mpa e3.8.3最大质量引起的轴向压应力

22 222mmaxgD2706009.8124.02Mpa ie3.142200163.8.4弯矩引起的轴向应力

2 220.3M2wMe3 24Die 220.3M22wMe30.32.8671097.84810720.785220021615.44mpa 4Die28

(3-20) (3-21)

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3.9塔体水压试验时的应力校核 3.9.1简体环向应力校核

0.9σSΦ=0.9×420×0.85=321.3MPa σT=207.75MPa<0.9σSΦ=321.3MPa 满足要求。

3.9.2最大组合轴向拉应力校核

22222222max12385.9424.0215.4477.36MPa

又22max0.9s

所以满足要求

3.9.3最大组合轴向压应力校核

222222max2324.0215.4439.46crmin138,378138MPa 所以满足要求

3.10基础环的设计 3.10.1 基础环尺寸

取DobDis30022003002500mm DibDis30022003001900mm

3.10.2基础环的应力校核

M0000maxm0g0.3MWMemmaxbmaxmaxZ,g bA bZbAb29

(3-22)

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0000Mmmmagaxm0g0.3MWMex, bmaxmax ZAZAbbbb 其中Ab Zb422(DobDib)0.785(2500219002)2072400mm2

44(DobDib)32Dob3.14(2500419004)1.0217109mm3

322500（1）

bmax

00Mmaxmg0ZbAb9

3.6185101211849.814.115MPa920724001.021710

（2）

bmax000.3MWMemmaxgZbAb0.33.1097.8481072706009.81  920724001.0217102.4MPa 取以上两者中的较大值，bmax4.115MPa。

选用100号混凝土，由表8-9查得其许用应力：Ra5.0MPa。 ，满足要求 bmax4.11M5PaRa5.0MPa

3.10.3基础环的厚度

0Pa b14M；C3mm

1Dob(Dis2es)12500(2200216)134mm 22 假设螺栓直径为M56，由《化工机械设备基础》表8-11查得l200mm，

b 当b/l134/2000.67，由《化工机械设备基础》表8-10查得： Mx0.22bmaxb20.224.115134216728.5Nmm My0.0563bmaxl20.05634.11520029267Nmm

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取其中较大值，故Ms16728.5Nmm。 按有筋板时计算基础环厚度：b 圆整后取b28mm

6MsbC616728.5326.77mm

14031

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3.11地脚螺栓计算

3.11.1地脚螺栓承受的最大拉应力

000000MWMemmigME0.25MWMem0gn, Bmax (3-23)

ZbAbZbAb 其中mmin866kg

M00E2.045109Nmm

M00W3.5119109Nmm

m0121184kg Zb1.0217109mm3

Amm002b20724 （1）

M00WMemmingB

ZbAb87

35.119107.8481086610.217108_9.8120724003.10MPa

（2）

M000.25M00EWMem0gBZbAb 20.451080.2535.1191087.8481071211849.818.3756108_2072400 2.36MPa 取以上两数中的较大值，B3.10MPa

32

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3.11.2地脚螺栓的螺纹小径

B0，选取地脚螺栓个数n=48; bt147MPa;

C23mm。 d14BAb43.102072400C2337.057mm

nbt3.1448147由表《化工机械设备基础》8-12查得M42螺栓的螺纹小径d137.129mm，故选用48 个M42的地脚螺栓，满足要求。

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4. 结语

此次实习我们主要的任务是对塔设备的各个部件进行设计和校核，在结构上，我们分别对塔盘结构，塔体空间，人孔数量及位置，仪表接管选择，工艺接管管径计算等方面的设计，在校核方面，分别对其强度，刚度，稳定性进行了校核，在制图方面，我们分别绘制了塔设备的装配图和零件图。

我们的设计计算步骤大致分为三部分：(1)根据GB150规定，通过已知条件，按计算压力确定塔体圆筒及封头的有效厚度。（2）根据地震载荷和风压载荷计算的需要，选取若干截面（包括所有危险截面），并考虑制造的、运输、安装的要求，设定各截面处的有效厚度。（3）按照规定依次对各个方面进行校核计算并满足相应的要求。

通过这次实习，让我们学到了很多东西，让以前在在课堂上学习到的很多理论知识得到了实践性的操作，也让我体会到了团队合作的重要性。此次塔设备的设计有我们小组负责，让我们感受到了设计方面工作的所存在的难度。

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5.符号说明

符号

符号说明 系数，按照GB150相关章节，Mpa 塔设备壳体内直径，mm 基础环内直径，mm 塔设备壳体外直径，mm 基础环外直径，mm 裙座壳体底部截面的外直径，mm 塔顶管线外径，mm 设计温度下材料的弹性模量，Mpa 风压高度变化系数，高度取各计算段顶截面的高度 塔设备底截面处的垂直地震力，N 塔设备任意计算截面I-I处垂直地震力，N 集中质量mK引起的基本振型水平地震力，N 重力加速度，取g=9.81m/s2 塔设备高度，mm 塔设备顶部至第i段底截面的距离，mm 塔设备第i段顶截面距塔底截面的高度，m 第i段集中质量距地面的高度，mm 第i计算段，第i-1计算段的截面惯性距，mm 4B Di Dib D0 Dob Dos d0 Et fi Fv00 FvII F1K g H Hi Hit hi Ii、Ii1 35

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K 载荷组合系数，取K=1.2 体型系数，取K10.7 笼式扶梯当量宽度，当去确切数据时，可取K3=400mm 操作平台当量宽度，mm 偏心质点重心至塔设备中心线的距离，mm 第i计算段长度，mm 操作平台所在计算段的长度，mm 人孔，接管，法兰等附属件质量，kg 偏心质量，kg 塔设备操作质量，kg 液压试验时，塔器内充液质量，kg 塔设备壳体和裙座质量，kg 内件质量，kg 保温材料质量，kg 平台，扶梯质量，kg 操作时塔内物料质量，kg 塔设备第i计算段的操作质量，kg 距地面hk处的集中质量，kg 塔设备的当量质量，取meq0.75m0，kg 任意计算截面I-I以上塔式容器的操作质量，kg K1 K3 K4 le li l0 ma me m0 mw m01 m02 m03 ma04 m05 mi mk meq II m0

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参考文献

[1]蔡纪宁,张莉彦.化工机械设备基础课程设计指导书[M]. 北京：化学工业出版社，2000.6

[2]玉玮,王立业,喻建良. 化工机械设备基础[M].大连：大连理工出版社（第六版），2006.12

[3]潘忠滨.姚克俭.李育敏.王良华.新型浮阀塔板研究进展[A].1000-6613(2005)09-0956-08

[4]郑津洋,董其伍,桑 芝富.《过程设备设计》.北京：化学工业出版社(第二版)，2005.07 [5]朱有庭,曲文海,于浦义．《化工设备设计手册》.北京：化学工业出版社(第一版)，2005.6 [6]涂伟萍,陈佩珍,程达芳．《化工过程及设备设计》.北京：化学工业出版社，2000.6 [7]《钢制压力容器》GB150-1998；

[8]王崇智.李航胜.傅春敏等.新型椭圆形浮阀[P].ZL99225387.X.199-01-12 [9]董易良等.双层条形浮阀塔板[P].ZL01275663.6,2002-10-09

[10]董军.李建波.塔板技术的发展现状与研究展望.石油炼制与化工.2007.38

37

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附 录

一．有关部件的质量

名称 笼式扶梯 开式扶梯 钢制平台 单位质量 名称 圆泡罩塔盘 条形泡罩塔盘 舌型塔盘 单位质量 名称 筛板塔盘 浮阀塔盘 塔盘填充液盘 单位质量 40kg/m 1524kg/m 150kg/m2 150kg/m2 65kg/m2 75kg/m2 150kg/m2 75kg/m2 70kg/m2

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二．矩形力矩计算表

b/l 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 Mx(xb) y0My(x0) y00.2120bmaxb2 0.1730bmaxb2 0.1420bmaxb2 0.1180bmaxb2 0.0610bmaxl2 0.0751bmaxl2 0.0872bmaxl2 0.0972bmaxl2 0.0995bmaxb2 0.0846bmaxb2 0.1050bmaxl2 0.1120bmaxl2

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三．螺纹小径与公称直径对照表

螺栓公称直径 螺纹小径d1/mm 20.752 23.752 26.211 31.670 37.129 42.588 50.046

M24 M27 M30 M36 M42 M48 M56

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谢 辞

终于到课程设计的最后一部分了，这一个课程设计弄下来，感觉真的难以诠释。从查

资料，选取材料，计算数据，数据整理，一步步下来，一步步完成，终于完成了。在这次课程设计中，学会了很多，理论是要和实际联系的，而实际应用又应该以理论为基础的。 老实说，这次课程设计，真的很让人折腾，计算算错了，就得重来，应力校核时不满足要求，又要从头核查，画图我就重画了两遍，可是到最后的成果还是不太满意，因为自己一开始就没设计好整个版面，以致到最后，弄得明细栏部分的空间很小，造成了整体不美观。这个教训教会了，要从整体思考，那样才能顾及到每个方面每个细节。在这短短两周的课程设计，使我发现了自己所掌握的知识是真正如此的缺乏，自己综合应用所学的专业知识能力是如此的不足，几天来的学习了那么多的课程，今天才知道自己并不会用。在这过程中，甚至有过很负面的情绪，但还是自己调节好了。毕竟，遇到问题时，我们是不应该逃避的。遇到问题就要迎刃而解，不怕繁琐。

在此期间我我们同学之间互相帮助，共同面对机械设计课程设计当中遇到的困难，培养了我们的团队精神。在这些过程当中我充分的认识到自己在知识理解和接受应用方面的不足，特别是自己的系统的自我学习能力的欠缺，将来要进一步加强，今后的学习还要更加的努力。在整个课程设计过程中，谢谢我们的指导老师唐小勇老师和周焕江老师。感谢他们的循循教导，对我们有耐心地帮我们解释一个个问题。在和老师，同学们的相互帮助下，终于帮课程设计弄好了。

本次课程设计由于时间的仓促，还有许多地方有不足之处。再加上课程设计选在临近期末考试期间进行，就更显得质量没法保证了。但是艰难困苦玉汝于成，这教会我们，时间多重要，只要肯去做，时间就像海绵里的水，挤挤还是会有的。