常减压精馏塔机械设计(3)

为了进行塔内消耗与维修使人可以进入各层塔板，在塔盘板接近中央设置一

块通道板。各个层塔板上的通道最好开在同一个垂直位置，以便于安装和拆卸。有时也可以用一块塔板来代替通道板。在塔体不同高度处，通常开设若干个人孔，人可以从上方或者下方进入。因此，通道板上应该为上、下均可以拆卸连接的结构，在连接的结构中，主要的紧固件是椭圆垫板和螺栓。为了保证拆装的速度和方便度，紧固件常常采用不锈钢材料。塔盘板与与支撑圈的连接常用卡子、卡板、

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椭圆垫板、圆头螺钉和螺母组成。

（2）筒体

通体的作用是提供工艺所需的承压空间，是压力容器的重要元件之一。其内径与容积由工艺计算所确定。圆柱筒体是工程中最常见的筒体结构。

通体直径小于500毫米时，圆通可以用无缝钢管制作，此时筒体上设置有焊缝；直径较大时，可以用钢板在卷板机上卷制成半个圆筒，在使用焊缝将两个焊接在一起，形成整圆筒。由于焊缝方向与圆筒纵向平行，因此叫做焊缝。若容器直径不是很大，一般只有一条纵焊缝，筒体焊缝有2条或者2条以上者，容器的直径会很大。另外长度较短的容器可以直接在一个圆筒的2端连接封头，构成一个封闭的压力空间，也就这样支撑了一个压力容器的外壳。但是容器较长的时候，由于钢板幅度面尺寸的限制，就需要先用钢板卷制而成并且焊接，再由2个或者多个圆筒筒节组成的焊接长度的筒体。筒体与筒体之间，筒体与端节部分封头之间的连接焊缝由于其方向与筒体轴向垂直，因此称之为环向焊缝，统一称之为环焊缝。圆通按照其结构分为单层式和双层式、组合式这几类。单层式筒体在厚度上是由一整体材料构成，也就是说器壁只有一层，单层筒体按照其制造方式又可以分为单层卷焊式、整体断焊式，锻焊式等这几种。整体的锻造式的筒体的材料晶相组织致密，强度高，因而质量较好，特别适合焊接性能较差的高强度钢板所制造的压力容器，但制造的时候需要非常大的冶金、锻造和机械加工设备，材料消耗量大，刚才利用率非常低（仅为26%-28%）机械加工量大，因此只适用于内径 300 600mm，长度不超过12mm的超高压力容器。组合式筒体的厚度在厚度方向上由2层相互不连续的材料构成。

（3）封头

根据几何形状的不同，封头可以分为球形、椭圆形、蝶形、球冠形、锥壳和

平盖几种。其中球形、椭圆、蝶形、球冠形有统称为凸形封头。

对于受力均匀的封头的强度计算，由于风头与筒体相连接，所以不仅要考虑

风头本身因为内压原因引起的薄膜应力，还需要考虑风头与圆通的连接处的不连续应力，连续出总压力大小与封头的几何尺寸和形状，封头和筒体厚度比值大小

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有关系。但是在导出封头厚度设计公式的时候，主要利用内压薄膜应力的依据，而将不连续效应产生的增强以应力的增强系数的形式引入厚度的计算公式当中，应力增强影响力解析导出，并辅助加以实验验证。

由于封头的椭圆部分经过曲率变化变得平滑，因此应力部分较为均匀，并且

椭圆封头蛇毒较半球形小得多，更易于冲压成型。目前的工程上面一般都采用限制椭圆封头最小厚度的方法。比如：GB150-1998规定的标准椭圆封头的厚度不小于其相应直径的0.15%，非标准不小于0.30%。

（4）裙座的形式和连接

裙座的形式可以分为圆筒形和圆锥形，一般采用圆筒形。因为其制造方便，经济合理，因而可以广泛采用。但是对于受力较差的情况比如说塔径小并且高（DN 1000且H/DN 25或者是DN 1000且H/DN 30）防止因为风载荷或者地震载荷而倒塌，要配置较多的地脚螺栓以及足够大的承载面积基础环。此时，圆筒形裙座的结构尺寸往往满足不了这么多地脚螺栓的合理布置，因而只能用圆锥裙座。

圆锥形的裙座结构简单，设计圆锥裙座应该注意：

由于椎体和塔体连接处焊缝在弯曲和剪应力的作用下引起的应力突变也会

随着α的增大而增大，所以圆锥形裙座的α角不宜超过15o，本设计采用圆柱裙座。

（5）地脚螺栓的设计

地脚螺栓的作用是提高塔设备的固定与混凝土的基础上，以防止风玩具或者地震弯矩等因素造成的塔设备的倾倒，在重力和弯矩的作用下使其发生倾倒。如果迎风侧地脚螺栓承受应力 b 0，则表示塔设备自身的的稳定而不会倾倒，原则上是不可以设定地脚螺栓的，但是为了固定设备的位置。还是应当设置一定数量的地脚螺栓。若 b 0，安装地脚螺栓的时候同时进行相应的计算。地脚螺栓座指的是盖板、垫板、筋板以及基础环等组合体。这种结构的地脚螺栓座对于预埋在地下的和地面上便面的地脚螺栓全都适用。地脚螺栓一般材料选用

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Q235-A，高塔可以使用20钢，本设计使用Q345R。当设计温度t 20o时，由于风载荷和地震载荷控制的塔设备可用16Mn钢，地脚螺栓的腐蚀裕度为3mm，且考虑到混凝土的基础强度，地脚螺栓一般的间距为450mm，最小的为300mm。不同直径的裙座适用的地脚螺栓个数也不尽相同，为了使地脚螺栓有足够的刚度，除了单环地脚螺栓外，一般直径不小于M24。

（6）人孔与手孔

人孔是安装或者检修人员进出塔设备的唯一通道。人孔的设置应该方便与检修人员进入任何一层的塔板，但是由于设置人孔的塔板的间距要增大，且人孔的设置要很多，使得制造塔体的时候的弯曲度很难达到要求，所以一般的塔体塔板，每隔1-20层设置一个人孔，板间距小的塔板数的考虑，但是在气体进出口等一些此类要求的重要检修部位，应该增设人孔，在塔顶处和塔釜处也应该各设置一个人孔。

在设置人孔处，塔板上应该采用垂直吊盖人孔或者回转人孔。人孔的设置应

该考虑设计压力、设计条件、设计温度、特殊材料性能以及安装环境等因素。人孔法兰的密封面形式以及垫片材料，一般与他的接管法兰相同。操作温度高于350时，应采用对焊接人孔法兰，人孔采用JB标准，按照设计压力和公称直径选取。手孔是按照小直径塔而设置，以便于塔内件的清理检修或者拆装。

（7）塔顶吊住

为了方便室外较高的整体塔的填装、补充、更换填料、安装和拆卸塔的内件。

塔顶需要设置吊柱。对于分段的塔，内件的装拆往往在塔体拆开后进行，所以分段塔可以不设吊柱，吊柱的方便应该使吊柱中心线与人孔中心线有合适角度，使人能站在平台上操作手柄，是吊柱的垂直线可以转到人孔附近，以便从人孔装入或者取出塔内件。

其中吊柱通常采用20钢，其它部件可以采用Q235-A或者Q235-F，吊柱与

他连接的衬板与塔体材料相同。本设计吊柱的选材时Q345R。

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1.2.5塔体和裙座的连接

压力容器各个受压部件的组装都采用焊接，焊接接头的形式一般由被焊接的2金属的相互结构位置决定。通常分为对接接头、交接接头和搭接接头。本设计采用对接形式连接塔设备和裙座。对接接头是由两个相互连接零件的接头平面处于同一平面或者同一弧度面内进行的焊接接头。这种接头受热均匀，便于无损检测，焊接后质量容易保证。搭接接头由2个相互连接的连接零件 …… 此处隐藏：2663字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……