精餾塔機(jī)械設(shè)計(jì)

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遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） GraduationProject (Thesis) for Undergraduate of LSHU 題 目 精餾塔T-101機(jī)械設(shè)計(jì) TITLE T-101 mechanical design of distillation column 學(xué) 院 School 專(zhuān)業(yè)班級(jí) Major&Class 姓 名 Name 指導(dǎo)教師 Supervisor 201 年 月 日 本論文為原創(chuàng)，為了方便學(xué)弟學(xué)妹參考特發(fā)到百度文庫(kù)，圖紙沒(méi)發(fā)0.0 論文獨(dú)創(chuàng)性聲明 本人所呈交的論文，是在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究和開(kāi)發(fā)工作所取得的成果。除文中已特別加以注明引用的內(nèi)容外，論文中不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果。對(duì)本文的工作做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明并致謝。本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 　　特此聲明。 　　　　　　　　　　　　　　　　論文作者（簽名）：　 　 　　　 201年 月 日 遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 摘 要 精餾設(shè)備是一種常見(jiàn)的過(guò)程設(shè)備。對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的生產(chǎn)效率有重要影響，例如能源利用率，環(huán)保等。在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著重要作用，有著無(wú)可撼動(dòng)的地位，因此，我們必須認(rèn)真對(duì)待關(guān)于塔設(shè)備的研究。塔設(shè)備的性能對(duì)于整個(gè)裝置的產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量、生產(chǎn)能力和消耗定額以及三廢處理和環(huán)境保護(hù)等各個(gè)方面都有重大的影響。 本次設(shè)計(jì)的精餾塔是分離乙烯醋酸聚合物的塔設(shè)備。在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮實(shí)際要求，并遵循塔設(shè)備的設(shè)計(jì)原則，要經(jīng)歷總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、參數(shù)設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)實(shí)施這幾個(gè)過(guò)程，之后才能完整的設(shè)計(jì)出合格的塔設(shè)備。 說(shuō)明書(shū)反映的是設(shè)計(jì)的基本過(guò)程。第一章為概述，主要闡述了設(shè)計(jì)的背景以及塔的基本知識(shí)；第二章是塔基本結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，從整體和部分各環(huán)節(jié)進(jìn)行了機(jī)械的設(shè)計(jì)和選型；第三章則是對(duì)已設(shè)計(jì)好的方案進(jìn)行各種載荷的計(jì)算以及校核，校核合格后方能證明該設(shè)計(jì)方案的合理性；第四章對(duì)需要補(bǔ)強(qiáng)的開(kāi)孔進(jìn)行了補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)；最后一章則是說(shuō)明了主要零部件的制造工藝。 另外，需要繪制CAD圖紙。繪制時(shí)應(yīng)該嚴(yán)謹(jǐn)，并盡量保持其正確性。除了塔的整體裝配圖外，還要繪制4張零件圖。 關(guān)鍵詞：精餾塔；設(shè)計(jì)；校核；補(bǔ)強(qiáng)；裝配圖 I Abstract The rectifying column equipment is one kind of common process equipment. In the process industrial production it has an important impact to the production efficiency, the energy use factor, the environmental protection and so on. As the process industry is pivotal to national economys development function, therefore, we must take seriously the tower equipments research. Tower equipment Have a great effect on the performance of the whole device product yield, quality, production capacity and consumption and waste treatment and environmental protection etc.. The design of the distillation tower is the separation of EVA polymer tower equipment When design we must consider to request actual, to follow the tower equipments principle of design, which experience the demand analysis, the gross structure design, the spare part structural design, the parameter design and the design implements these processes. The instruction booklet has reflected the design unit process. The first chapter is the outline, mainly elaborated the design background and the tower elementary knowledge; The second chapter is the basic structure design, has carried on machinerys design and the shaping from the whole and part various links; The third rules to the plan which designs have carried on each kind of load the computation as well as the examination, the examination qualified can prove the design proposal the rationality; The fourth chapter carries on the reinforcement design for the opening which needs the reinforcement; The last chapter explained the main spare part fabrication technology. Moreover, the CAD drawing of the map is also necessary. The blueprint is also master documents during the manufacture. Drawing must be strict, as far as possible to maintain accuracy. Besides the overall assembly drawing of tower, but also drew up four detail drawings to carry on the supplement to it, caused the expression to be clearer concretely. Keywords: Rectifying column；Design；Checking；Reinforcement；Assembly drawing III 目錄 1 前言 1 1.1 塔設(shè)備概論 1 1.2 常壓塔的主要結(jié)構(gòu) 2 2 精餾塔基本結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 4 2.1 設(shè)計(jì)條件 4 2.2 塔高的確定 4 2.3 塔盤(pán)選型與設(shè)計(jì) 6 2.3.1 塔盤(pán)型式及設(shè)計(jì) 6 2.3.2 塔盤(pán)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8 2.3.3 塔盤(pán)板 8 2.3.4 塔盤(pán)主梁和支梁的設(shè)計(jì) 10 2.3.5 塔盤(pán)的緊固件 10 2.4 附件設(shè)計(jì) 10 2.4.1 人孔 10 2.4.2 接管 11 2.4.4 吊柱 14 2.4.5 操作平臺(tái)與梯子 15 2.4.6 保溫層 15 2.4.7 裙座 15 3 強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算 17 3.1 材料的選擇 17 3.1.1 筒體和封頭材料的選擇 17 3.1.2 裙座材料的選擇 17 3.1.3 接管的材料 17 3.2.1 厚度計(jì)算過(guò)程步驟 17 3.2.2 厚度計(jì)算 18 3.3 載荷計(jì)算 19 3.3.1 質(zhì)量載荷 19 3.3.2 塔的自振周期計(jì)算 21 3.3.3 地震載荷及地震彎矩計(jì)算 22 3.3.4 風(fēng)載荷和風(fēng)彎矩計(jì)算 24 3.3.5 最大彎矩 26 3.4 校核計(jì)算 27 3.4.1 圓筒應(yīng)力校核 27 3.4.2 裙座計(jì)算 28 3.4.3 裙座與塔殼對(duì)接焊縫校核 33 4 開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng) 34 4.1 補(bǔ)強(qiáng)的判據(jù) 34 4.2 對(duì)塔頂氣體出口的補(bǔ)強(qiáng) 34 4.2.1 補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算方法判別 35 4.2.2 開(kāi)孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積 35 4.2.3 有效補(bǔ)強(qiáng)范圍 35 4.2.4 有效補(bǔ)強(qiáng)面積 36 4.3 人孔的補(bǔ)強(qiáng) 36 4.3.1 補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算方法判別 37 4.3.2 開(kāi)孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積 37 4.3.3 有效補(bǔ)強(qiáng)范圍 37 5 主要零部件的制造工藝 39 5.1 零部件的制造 39 5.1.1筒體制造 39 5.1.2 封頭的制造 40 5.2 塔設(shè)備的制造 48 5.3 塔體及塔盤(pán)的制造技術(shù)條件的規(guī)定 41 總結(jié) 42 參考文獻(xiàn) 43 謝辭 44 III 1 前言 1.1 塔設(shè)備概論 塔設(shè)備是化工、石油化工和煉油、醫(yī)藥、環(huán)境保護(hù)等工業(yè)部門(mén)的一種重要的單元操作設(shè)備。它的作用是實(shí)現(xiàn)氣（汽）——液相或液——液相之間充分的接觸，從而達(dá)到相際間進(jìn)行傳質(zhì)及傳熱的目的?？稍谒O(shè)備中完成的常見(jiàn)的單元操作有：精餾、吸收、解吸和萃取等。此外，工業(yè)氣體的冷卻與回收、氣體的濕法凈制和干燥，以及兼有氣液兩相傳質(zhì)和傳熱的增濕、減濕等。 塔設(shè)備應(yīng)用面廣、量大，其設(shè)備投資費(fèi)用占整個(gè)工藝設(shè)備費(fèi)用較大的比例。在化工或煉油廠中，塔設(shè)備的性能對(duì)整個(gè)裝置的產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量、生產(chǎn)能力和消耗定額以及三廢處理和環(huán)境保護(hù)等各個(gè)方面都有著重大影響。因此，塔設(shè)備的設(shè)計(jì)和研究受到化工、煉油行業(yè)的極大重視。 為了使塔設(shè)備能更有效、更經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，除了要求它滿足特定的工藝條件外，還應(yīng)滿足以下要求： （1） 氣（汽）液兩相充分接觸，相際間的傳熱面積大； （2）生產(chǎn)能力大，即氣液處理量大； （3）操作穩(wěn)定，操作彈性大； （4）流體流動(dòng)的阻力小，即流體通過(guò)塔設(shè)備的壓力降小。這將大大減少生產(chǎn)中的動(dòng)力消耗，以降低操作的費(fèi)用； （5）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、安裝、維修方便，并且設(shè)備的投資及操作費(fèi)用低； （6）耐腐蝕，不易堵塞。方便操作、調(diào)節(jié)和檢修。 塔設(shè)備的分類(lèi)： （1）按操作壓力可分有加壓塔、常壓塔以及減壓塔； （2）按單元操作可分有精餾塔、吸收塔、介吸塔、萃取塔、反應(yīng)塔、干燥塔等； （3）按內(nèi)件結(jié)構(gòu)可分有填料塔、板式塔; （4）按形成相際接觸界面的方式可分為具有固定相界面的塔和流動(dòng)過(guò)程中形成相界面的塔。 1.2 常壓塔的主要結(jié)構(gòu) 在塔設(shè)備的類(lèi)別中，由于目前工業(yè)上應(yīng)用最廣泛的是填料塔以及板式塔，所以主要考慮這兩種類(lèi)別。 考慮到設(shè)計(jì)條件，成分復(fù)雜，并且板式塔和填料塔相比效率更高一些，更穩(wěn)定，液——?dú)獗冗m用范圍大，持液量較大，安裝、檢修更容易，造價(jià)更低，故選用板式塔更為合理。 板式塔是一種逐級(jí)（板）接觸的氣液傳質(zhì)設(shè)備。塔內(nèi)使用塔板作為基本構(gòu)件，氣體自塔底向上以鼓泡或噴射的形式穿過(guò)塔板上的液層，使氣——液相密切接觸而進(jìn)行傳質(zhì)與傳熱，并且兩相的組分濃度呈階梯式變化。 塔盤(pán)采用浮閥型式。因?yàn)楦￠y塔在石油、化工、等工業(yè)部門(mén)應(yīng)用最為廣泛，并具備優(yōu)異的綜合性能，在設(shè)計(jì)和選用時(shí)經(jīng)常作為首選的板式塔型式。 板式初餾塔的總體結(jié)構(gòu)見(jiàn)裝配草圖。板式塔除了各種內(nèi)件之外，主要由塔體、支座、人孔或手孔、除沫器、接管、吊柱及扶梯、操作平臺(tái)組成。 (1) 塔體 塔體即塔設(shè)備的外殼，常見(jiàn)的塔體由等直徑、等厚度的圓筒和上下封頭組成。對(duì)于大型塔設(shè)備，為了節(jié)省材料偶爾采用不等直徑、不等厚度的塔體。塔設(shè)備一般情況下安裝在室外，因而塔體除了承受一定的操作壓力（內(nèi)壓或外壓）、溫度外，還要考慮到風(fēng)載荷、地震載荷、偏心載荷等。此外還要滿足在試壓、運(yùn)輸及吊裝時(shí)的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性要求。本設(shè)計(jì)中精餾塔為常壓0.11MPa，采用等直徑等厚度型式。 (2) 支座 塔體支座是塔體安放到基礎(chǔ)上的連接部分。它必須保證塔體固定在穩(wěn)定位置上進(jìn)行正常的操作。為此，它應(yīng)當(dāng)具備足夠的強(qiáng)度和剛度，并且能承受各種操作情況下的全塔重量，以及風(fēng)力、地震等引起的載荷。最常用的塔體支座是裙式支座（簡(jiǎn)稱(chēng)為“裙座”）。 (3) 人孔及手孔 人孔和手孔一般都是為了安裝、檢修檢查和裝填填料的需要而設(shè)置的。在板式塔和填料塔中，各有不同的設(shè)置要求。本精餾塔體設(shè)有人孔。 (3)接管 塔設(shè)備的接管是用來(lái)連接工藝管路的，把塔設(shè)備與相關(guān)設(shè)備連成系統(tǒng)。按接管的用途， 分為進(jìn)液管、出液管、進(jìn)氣管、出氣管、回流管、側(cè)線抽出管和儀表接管等。本初餾塔的主要接管見(jiàn)草圖。 (4) 吊柱 安裝于塔頂，為了在安裝和檢修時(shí)，方便塔內(nèi)件的運(yùn)送。 2 精餾塔基本結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 2.1 設(shè)計(jì)條件 已知給定設(shè)計(jì)條件如下： 工作介質(zhì)：EVA,塔徑：1000mm 工作參數(shù)：設(shè)計(jì)壓力0.11MPa，最高工作溫度150℃ 開(kāi)口及接管根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)確定。 工作地點(diǎn)：撫順 地震基本烈度為7度，基本風(fēng)壓0.30KN/m2。 2.2 塔高的確定 （1） 塔的頂部封頭高度 頂部空間高度取 （2） 塔的主體高度 主體高度： （3） 橢圓形封頭 根據(jù)JB/T4746-2002 ，選用DN10008—Q345R型號(hào)封頭。如圖2-1。EHA橢圓形封頭參數(shù)見(jiàn)表2-1。 圖2-1 橢圓封頭 表2-1 EHA橢圓形封頭參數(shù) 公稱(chēng)直徑 DN /mm 總深度 H/mm 內(nèi)表面積 A/mm2 容積 V/ mm3 直邊高度 h/mm 質(zhì)量 m/kg 1000 250 1.16 0.151 40 72.1 （4） 裙座的高度 裙座的高度是指從塔底封頭切線到基礎(chǔ)環(huán)之間的高度。 具體尺寸如下圖2-2所示，裙座的全部高度是V和U相加和得到。其中U是由工藝決定的，在此常壓塔設(shè)計(jì)中可以取裙座總高為 圖 2-2 裙座 （5） 塔的總高度 2.3 塔盤(pán)選型與設(shè)計(jì) 2.3.1 塔盤(pán)型式及設(shè)計(jì) 選用的是浮閥式塔盤(pán)，這類(lèi)塔盤(pán)的塔盤(pán)板開(kāi)有閥孔，安裝了能在適當(dāng)范圍內(nèi)上下浮動(dòng)的閥片，其形狀有圓形、條形、方形等。由于浮閥與塔盤(pán)板之間的流通面積能隨著氣體負(fù)荷的變動(dòng)而自動(dòng)調(diào)節(jié)，因而在較寬的氣體負(fù)荷范圍內(nèi)，均能保持著穩(wěn)定操作。氣體在塔盤(pán)板上以水平方向催促，氣液接觸時(shí)間長(zhǎng)，霧沫夾帶量少，液面落差也小。浮閥式具有生產(chǎn)能力大，操作彈性大，效率高，塔板結(jié)構(gòu)及安裝較泡罩簡(jiǎn)單且重量輕，制造費(fèi)用低的優(yōu)點(diǎn)。 浮閥塔F-型（國(guó)外通稱(chēng)V-型）是用鋼板沖壓而成的圓形閥片，浮閥塔F-型下面有三條閥腿，將三條閥腿裝入塔板的閥孔之后，用工具將腿下的閥腳扭轉(zhuǎn)90度，則浮閥就被限制在浮孔內(nèi)只能進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)而不能脫離塔板。當(dāng)氣速較大時(shí)，浮閥塔F-型浮閥被吹起，此時(shí)達(dá)到最大開(kāi)度；當(dāng)氣速較小時(shí)，氣體的動(dòng)壓頭小于浮閥自身重量，于是浮閥塔F-型浮閥下落，浮閥周邊上三個(gè)朝下傾斜的定距片與塔板接觸，此時(shí)的開(kāi)度最小。定距片的作用是保證最小氣速時(shí)還有一定的開(kāi)度，使氣體與浮閥塔F-型塔板上液體能均勻地鼓泡，避免浮閥與塔板粘住。浮閥是浮閥塔的氣液傳質(zhì)元件。目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的是F1型浮閥。F1型浮閥分為輕閥和重閥兩種，輕閥采用1.5mm薄板沖壓而成，其質(zhì)量約為25kg；重閥采用2mm薄板沖壓，其質(zhì)量約為33kg。由于輕閥漏液量較大，除真空操作時(shí)選用外，一般情況使用重閥。浮閥的閥片及閥腿是整體沖壓的，閥片的周?chē)€沖有三個(gè)下彎的小定距片。在浮閥關(guān)閉閥孔時(shí)，它能使浮閥與塔板間保留一個(gè)小的間隙，一般約為2.5mm，閥片四周向下傾斜，并有銳邊，更利于氣體進(jìn)入液層的湍動(dòng)作用，有利于氣液傳質(zhì)。浮閥的最大開(kāi)度是由閥腿的高度決定的，一般約為12.5mm。F1型浮閥的基本參數(shù)見(jiàn)表2-2。 表2-2 F1型浮閥的基本參數(shù) 標(biāo)記L 閥片厚度 閥片重量（g） 適用塔板厚度 L/mm H/mm 材質(zhì) F1Q-3C 1.5 24.8 3 5 11.5 06Cr19Ni10 浮閥的排列：浮閥最好以三角形排列，此時(shí)各排浮閥垂直于液流方向，使氣液兩相均勻接觸。對(duì)分塊式塔盤(pán)，由于塔盤(pán)板分塊的寬度是統(tǒng)一的，所以采用等腰三角形排列。在垂直于液流的方向上，浮閥的中心距t固定不變，一般定位75mm。等腰三角形的高為100mm。在排列浮閥時(shí)，還應(yīng)注意外圍浮閥與塔壁和堰之間保留相當(dāng)?shù)木嚯x，以利于安裝和操作，則我們?nèi)?0mm。分塊式塔盤(pán)外圍浮閥的中心與進(jìn)口堰、溢流堰的距離，一般為100mm。 2.3.2 塔盤(pán)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 塔盤(pán)按結(jié)構(gòu)可分為整塊式和分塊式兩種類(lèi)型。由于本次塔設(shè)計(jì)的塔徑大于800mm，故采用分塊式塔盤(pán)。直徑較大的板式塔，為便于制造、安裝、檢修，可將塔盤(pán)板分成數(shù)塊，通過(guò)人孔送入塔內(nèi)，裝在焊于塔體內(nèi)壁的塔盤(pán)支撐件上。選用自伸梁式。選擇具有可調(diào)節(jié)堰、可拆降液板、自伸梁式塔盤(pán)板的單流塔結(jié)構(gòu)。 2.3.3 塔盤(pán)板 （1） 用自伸梁式 （2） 塔盤(pán)板的分塊 矩形塔盤(pán)板用于塔盤(pán)中間部分，端部取3個(gè)卡子；弧形塔盤(pán)板及切角矩形塔盤(pán)板用于塔壁附件。 （3） 塔盤(pán)板的結(jié)構(gòu)尺寸 塔盤(pán)板的支撐件，支撐圈、支撐板和降液板連接帶焊在塔內(nèi)壁上，用以支持塔盤(pán)板和降液板。 塔盤(pán)板外沿與塔內(nèi)壁的間隙為15mm； 塔盤(pán)板與支持圈連接處的緊固件尺寸取120mm； 塔盤(pán)板之間連接的緊固件間距取180mm； 自伸梁高度L=80mm。 支持圈和支持板寬度見(jiàn)表2-3。 表2-3 支持圈和支持板寬度 塔盤(pán)直徑 支持圈寬度 支持板寬度 厚度 1000mm 40mm 40mm 8mm （4）支持件結(jié)構(gòu) 塔盤(pán)上的降液板及受液盤(pán)分為可拆結(jié)構(gòu)及焊接的固定結(jié)構(gòu)。固定結(jié)構(gòu)的降液板和受液盤(pán)，與支持圈、支撐板一起，都焊在塔壁上，形成塔盤(pán)的固定件。 （5）排液孔 板式塔在停止操作時(shí)，塔盤(pán)、受液盤(pán)、封液盤(pán)等應(yīng)均能自行排凈存液，否則就需要開(kāi)設(shè)排液孔。在這些盤(pán)中開(kāi)設(shè)一個(gè)直徑約為10mm的排液孔。 （6）降液管及受液盤(pán) 降液管應(yīng)選用弓形降液管。當(dāng)降液面積占塔盤(pán)總面積的12%以上時(shí)，應(yīng)選用傾斜式降液管。它的下部截面約為上部截面的56%，這樣就可以擴(kuò)大塔盤(pán)的有效面積。一般取傾斜降液板的傾斜角為10度。可拆式弓形降液管是由焊在塔壁上的連接帶、以及可拆的降液板和緊固件裝配而成。用M10螺栓緊固時(shí)，在降液板間的連接處均用直徑為12mm的圓孔。在降液板與連接帶的連接處，連接帶上要用直徑為12mm的圓孔，降液板上用1440mm的長(zhǎng)圓孔，以便于安裝、調(diào)整。 受液盤(pán)選用凹形受液盤(pán)?？刹鹗浇Y(jié)構(gòu)的每個(gè)可拆卸零件均應(yīng)能通過(guò)人孔。在受液盤(pán)的下方設(shè)加強(qiáng)筋板，則凹形受液盤(pán)的深度約為70mm。 封液盤(pán)：在塔或塔段最低一層塔盤(pán)的降液管末端，應(yīng)設(shè)置封液盤(pán)，以保證降液管出口處的液封。 入口堰：進(jìn)口堰距傳質(zhì)元件邊緣的最小距離約為60mm。當(dāng)出口堰頂高度大于降液管底邊時(shí)，在正對(duì)第一排氣液接觸元件的上游，設(shè)置直徑為8mm圓鋼或小型角鋼構(gòu)成入口堰。對(duì)于分塊式塔盤(pán)，入口堰分段的焊在分塊的塔盤(pán)板上，與塔盤(pán)板構(gòu)成一體。出口堰：與可拆式降液管配用的出口堰，可用角鋼或者用鋼板彎成角鋼形狀，用緊固件連接到塔盤(pán)支持件或降液板上。堰板的兩側(cè)用緊固件固定在降液板的連接帶上。塔盤(pán)零件的最小厚度見(jiàn)表2-4。 表2-4 塔盤(pán)零件的最小厚度 材料 塔盤(pán)板 受液盤(pán) 降液板 碳鋼 4 4 4 2.3.4 塔盤(pán)主梁和支梁的設(shè)計(jì) （1）主梁 ①主梁的安裝方向，應(yīng)垂直平行于液體的流向。 ②主梁的結(jié)構(gòu)應(yīng)采用整體式。 ③主梁應(yīng)安裝在與塔壁焊接的支座上，并用螺栓與焊與塔壁或支座上的連接板相接。 ④當(dāng)塔盤(pán)必須設(shè)置主梁時(shí)，應(yīng)設(shè)法盡量減少主梁的高度，以減少它對(duì)工藝操作的影響，并要求在安裝時(shí)，人員能從梁底下通過(guò)。 （2）支梁 ①單獨(dú)設(shè)置的支梁，應(yīng)采用角鋼或槽鋼制造，且寬度不宜超過(guò)75mm。 ②支梁連接與支持圈、支持板或主梁連接時(shí)，在表面應(yīng)覆蓋一堵板。 ③焊于主梁或支梁的螺栓，其規(guī)格應(yīng)大于或等于M12。 2.3.5 塔盤(pán)的緊固件 緊固件應(yīng)優(yōu)先使用標(biāo)準(zhǔn)件，螺柱的規(guī)格應(yīng)不小于M10。因?yàn)檫B接處有墊片，所以塔板與支持圈的間距應(yīng)不大于150mm，即取100mm。塔盤(pán)板之間的連接可使用螺紋連接緊固件，選上可拆連接型式。塔盤(pán)版與支持板或支持圈的連接用于螺紋卡板緊固件。卡子由卡板、橢圓墊板、圓頭螺栓以及螺母組成?？ò迮c圓頭螺栓焊成一個(gè)整體，點(diǎn)焊時(shí)應(yīng)使螺栓尾部溝槽的方向與卡板的長(zhǎng)度方向平行，以此來(lái)辨別卡板的方位。 2.4 附件設(shè)計(jì) 2.4.1 人孔 塔體上采用垂直吊蓋人孔。人孔法蘭的密封面型式及墊片用材，一般與塔的接管法蘭相同。采用對(duì)焊法蘭人孔。人孔深入塔內(nèi)部分應(yīng)與塔的內(nèi)璧修平，其邊緣須倒棱或磨圓。設(shè)計(jì)人孔尺寸為Φ450mm。 2.4.2 接管 （1） 進(jìn)料口 進(jìn)料口的工程直徑為250mm。伸出的長(zhǎng)度為200mm。其接管的上蓋板，下蓋板，襯板見(jiàn)施工圖。 （2） 釜液出口 釜液從塔底出口管流出時(shí)，會(huì)形成一個(gè)向下的漩渦，使塔釜液面不穩(wěn)定，且能帶走氣體。塔釜出口應(yīng)設(shè)置防渦流擋版，見(jiàn)施工圖。釜液出口管直徑選擇Φ50mm，伸出高度為110mm。引出孔的加強(qiáng)管上，一般應(yīng)焊支撐板支撐。裙座上應(yīng)開(kāi)設(shè)檢查孔，選取長(zhǎng)圓形的檢查孔，數(shù)量一個(gè)。引出孔、檢查孔的加強(qiáng)管與裙座殼的連接應(yīng)采取全焊透結(jié)構(gòu)。 （3）液面計(jì)口 為了監(jiān)視、調(diào)整塔釜內(nèi)流量，塔釜上一定要設(shè)置液面計(jì)口。綜合實(shí)際情況，根據(jù)HGJ49-91，選擇磁性液面計(jì)，其適用溫度范圍為－40℃～30℃，液體密度大于等于0.45g/cm，黏度小于150MPaS的液體，故符合要求。 液面計(jì)是用來(lái)觀察設(shè)備內(nèi)部液位變化的一種裝置，為設(shè)備操作提供了依據(jù)。它的作用是通過(guò)測(cè)量液位來(lái)確定容器中的物料的量，用來(lái)保證生產(chǎn)過(guò)程中各環(huán)節(jié)必須定量的物料，并可以通過(guò)它來(lái)觀察連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程是否正常，以便可靠地控制生產(chǎn)過(guò)程的進(jìn)行。 液面計(jì)公稱(chēng)直徑為20mm，伸出高度400mm，4個(gè)液面計(jì)。 （4）其他接管選型 b.回流液口：50mm 110mm c.N2出口：350mm 377mm d.氣體出口：250mm 400mm e.溫度計(jì)口：40mm 200mm h.N2出口：200mm 219mm i.溫度計(jì)口：40mm 200mm 2.4.3 管法蘭 （1） 根據(jù)法蘭標(biāo)準(zhǔn)歐洲體系HG20595-97法蘭的選用，選擇帶頸對(duì)焊鋼制法蘭，采用平面連接型式。如圖2-3，管法蘭尺寸見(jiàn)表2-5。 圖2-3 法蘭尺寸圖 表2-5 管法蘭尺寸 管口 a.進(jìn)料口 b.回流液口 c.N2出口 d.氣體出口 e.溫度計(jì)口 f.液面計(jì)口 g.釜液出口 j．人孔 公稱(chēng)直徑DN 250 50 25 250 40 20 50 450 管外徑 273 57 32 273 45 25 57 480 法蘭外徑D 395 165 115 395 150 105 165 640 螺栓孔直徑K 350 125 85 350 110 75 125 585 螺栓孔直徑L 22 18 14 22 18 14 18 30 螺栓孔數(shù)量n 12 4 4 12 4 4 4 20 續(xù)表2-5 管口 a.進(jìn)料口 b.回流液口 c.N2出口 d.氣體出口 e.溫度計(jì)口 f.液面計(jì)口 g.釜液出口 j．人孔 螺紋Th M20 M16 M12 M20 M16 M12 M16 M27 法蘭厚度C 26 18 18 26 18 18 18 40 法蘭頸 N 292 74 46 292 64 40 74 S 6.3 2.9 2.6 6.3 2.6 2.3 2.9 H1 16 8 6 16 7 6 8 R 12 5 4 12 5 4 5 法蘭高度H 70 45 40 70 45 40 45 87 注：以上數(shù)據(jù)按照法蘭歐洲體系HG20595-97標(biāo)準(zhǔn)選取。 平面安裝時(shí)易于對(duì)中，還能有效地防止墊片被擠出壓緊面，適用于公稱(chēng)壓力小于等于6.4MPa的容器法蘭和管法蘭。 接管的加固： 對(duì)于DN小于等于25mm，伸出長(zhǎng)度大于等于150mm以及DN=32～50mm，伸出長(zhǎng)度大于等于200mm的接管，應(yīng)采用變徑管加固或設(shè)置筋板予以支撐。 接管伸長(zhǎng)量： 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)20583-1998，保溫層厚度為100mm時(shí)，接管最小伸出長(zhǎng)度見(jiàn)表2-6。 表2-6 接管最小伸出長(zhǎng)度 接管公稱(chēng)直徑 最小伸出長(zhǎng)度 10～50 150 70～200 200 （2） 緊固件的選擇 緊固件應(yīng)優(yōu)先選用標(biāo)準(zhǔn)件，螺柱規(guī)格應(yīng)不小于M10。 在公稱(chēng)壓力小于等于4.0MPa非劇烈循環(huán)場(chǎng)合用雙頭螺柱GB901-B級(jí)材料06Cr19Ni10性能等級(jí)8.8，螺母材料06Cr19Ni10性能等級(jí)8。 2.4.4 吊柱 對(duì)于較高的室外無(wú)框架的整體塔，在塔頂設(shè)置吊柱，對(duì)補(bǔ)充和更換填料，安裝和拆卸內(nèi)件，是既方便又經(jīng)濟(jì)的一項(xiàng)設(shè)施。一般高度在15m以上的塔，都需要設(shè)置吊柱。吊柱尺寸見(jiàn)表2-7。 表2-7 吊柱尺寸表 S L H R e l 質(zhì)量kg 標(biāo)準(zhǔn)圖號(hào) 1600 4250 1250 16810 740 250 110 310 HG/T21639-9 圖2-4 吊柱的結(jié)構(gòu)型式 1.下支座；2.防雨罩；3.擋銷(xiāo)；4.上支座；5.止動(dòng)插銷(xiāo)； 6.手把；7.吊桿；8.耳環(huán)；9.吊鉤；10.封板 2.4.5 操作平臺(tái)與梯子 操作平臺(tái)的材料：平臺(tái)全為鋼結(jié)構(gòu)，材料一般為Q345R 操作平臺(tái)應(yīng)設(shè)置在人孔、手孔、塔頂?shù)踔⒁好嬗?jì)等需要經(jīng)常檢修和操作的地方。操作平臺(tái)應(yīng)布置得在檢修時(shí)不再需要另外設(shè)置腳手架和纜索。平臺(tái)寬1.2m，單位質(zhì)量150kg/ m2 ，包角180。 平臺(tái)的邊緣與塔壁之間應(yīng)留出一定空隙，使設(shè)備的保溫、涂漆工作更方便進(jìn)行。有保溫時(shí)，至保溫層表面的間隙為50mm。支撐平臺(tái)的槽鋼梁一般應(yīng)沿平臺(tái)外周?chē)确职才畔噜忛g距為1000mm。平臺(tái)欄桿應(yīng)用直徑為5mm的黑鐵管制成。管端應(yīng)予以封閉，來(lái)防止腐蝕性氣體進(jìn)入。欄桿高度1000mm。當(dāng)安裝標(biāo)高在15m以上的平臺(tái)時(shí)，欄桿高度宜用1.2m，中間還需用雙橫桿。欄桿的立柱應(yīng)使用牢固的型鋼制造，立柱間距為1000mm。 選擇籠式扶梯，籠梯相鄰護(hù)圈的間距約為1.2m。在平臺(tái)通道開(kāi)口處以下的籠梯護(hù)圈，應(yīng)在平臺(tái)下1000mm。 梯子自塔體、保溫層外表面的距離約為300mm。梯子最低一級(jí)踏步應(yīng)高出地面300mm。相鄰踏步的間距一般取300mm。梯子的材料一般采用Q345R。高溫操作的塔，連接板應(yīng)與塔體完全焊透，焊縫應(yīng)打磨光潔，以減少熱應(yīng)力的影響。 2.4.6 保溫層 保溫層應(yīng)選擇微孔硅酸鈉，厚度是100mm，保溫材料密度為300kg/m3。 保溫層延伸到裙座與塔體的連接焊縫以下400mm止，裙座其余部分不需保溫層。 塔內(nèi)原油易燃易爆，一旦發(fā)生火災(zāi)，裙座會(huì)因?yàn)闇囟茸兏叨鴨适?qiáng)度，以致倒塌，所以裙座需要防火，并在內(nèi)外側(cè)須敷有50mm的石棉水泥層。 2.4.7 裙座 裙座高5000mm。 由于裙座不直接與塔內(nèi)的介質(zhì)接觸，也不承受塔內(nèi)介質(zhì)的壓力，因此不受壓力容器用材的限制。可選用較經(jīng)濟(jì)的普通碳素結(jié)構(gòu)鋼。故也選用Q345R。受力情況較好，且塔徑較大，則不需要配置較多的地腳螺栓，選用圓筒形的地腳螺栓。 焊接采用對(duì)接接頭形式，裙座筒體外徑與封頭外徑相等，焊縫采用全透焊。 3 強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算 3.1 材料的選擇 3.1.1 筒體和封頭材料的選擇 在剛度或結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為主的場(chǎng)合，應(yīng)盡量選用普通碳素鋼。在以強(qiáng)度設(shè)計(jì)為主的場(chǎng)合，應(yīng)根據(jù)壓力、溫度、介質(zhì)等限制，選用Q345R系列的碳素鋼。由于容器設(shè)計(jì)壓力為0.11MPa，使用溫度為150℃，并且介質(zhì)不是毒性程度為高度或季度危害的介質(zhì)，故筒體和封頭都選用Q345R的鋼板。由于橢圓形封頭擁有半球形封頭受力好和蝶形封頭受力淺的優(yōu)點(diǎn)，且橢圓部分經(jīng)線曲率變化平滑連續(xù)，應(yīng)力分布比較均勻，所以選擇橢圓形封頭。 3.1.2 裙座材料的選擇 由于裙座不直接與塔內(nèi)的介質(zhì)接觸，也不承受塔內(nèi)介質(zhì)的壓力，因此不受壓力容器用材的限制?？蛇x用較經(jīng)濟(jì)的普通碳素結(jié)構(gòu)鋼。故也選用Q345R。 3.1.3 接管的材料 選用Q345R作為補(bǔ)強(qiáng)圈的材料，部分接管選用06Cr19Ni10。 3.2 厚度計(jì)算 3.2.1 厚度計(jì)算過(guò)程步驟 安裝在室外的大型塔設(shè)備——常壓裝置初餾塔，除受操作壓力作用外，還受設(shè)備自身質(zhì)量引起的重力、地震載荷、風(fēng)載荷等的作用，而引起的軸向應(yīng)力。從而可能使軸向組合應(yīng)力，大于設(shè)計(jì)壓力而引起的環(huán)向應(yīng)力，而使設(shè)備因軸向應(yīng)力過(guò)大而被破壞。因此我國(guó)JBT4710—2005《鋼制塔式容器》規(guī)定對(duì)高度大于10m，且高度與直徑之比大于5的裙座自支承塔式容器，按設(shè)計(jì)壓力計(jì)算來(lái)確定塔殼的圓筒和封頭的有效厚度，之后再根據(jù)級(jí)地震、風(fēng)載荷的需要，以及考慮制造、運(yùn)輸、安裝的要求，設(shè)定一個(gè)不得小于按壓力計(jì)算的圓筒有效厚度δe，而且δes 應(yīng)不小于6mm。然后進(jìn)行載荷計(jì)算，圓筒應(yīng)力校核和裙座計(jì)算，校核設(shè)定的δe、δes是否合適，以確保塔式設(shè)備的環(huán)向、軸向強(qiáng)度和穩(wěn)定性。 3.2.2 厚度計(jì)算 主要有筒體、封頭、裙座殼的壁厚設(shè)計(jì)。 （1） 圓筒和封頭壁厚設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)壓力P=0.11MPa，設(shè)計(jì)溫度t=150℃ 筒體和封頭材料均選Q345R，假設(shè)殼體厚度在6—16mm范圍內(nèi)。查GB150—2011中表4—1可得： [σ]t=113MPa，σs=345MPa ①對(duì)于筒體： 考慮采用雙面對(duì)接焊，局部無(wú)損探傷，焊接接頭系數(shù)取Φ=0.85， 計(jì)算壓力： 筒體計(jì)算厚度： 按JBT4710-2005鋼制壓力容器之規(guī)定，低合金鋼塔式容器在塔殼加工成型后有效厚度最小為，再加上腐蝕裕量，可取筒體名義厚度為8mm，其中C1=0，C2=2mm。 即， ②對(duì)于封頭： 封頭計(jì)算厚度：同樣可取封頭名義厚度為8mm，其中C1=0，C2=2mm。即， ③裙座殼厚度 取裙座殼有效厚度6mm，其名義厚度為8mm。 3.3 載荷計(jì)算 3.3.1 質(zhì)量載荷 塔殼和裙座質(zhì)量 人孔、法蘭、接管等附屬件質(zhì)量 內(nèi)構(gòu)件質(zhì)量 保溫材料質(zhì)量 平臺(tái)、扶梯質(zhì)量 （籠式扶梯單位質(zhì)量40kg/m） 取EVA密度為 9.4103kg/m3， 操作時(shí)塔內(nèi)物料質(zhì)量 (其中) 充液質(zhì)量 塔器的操作質(zhì)量 塔器的最大質(zhì)量 塔器的最小質(zhì)量 將塔沿高度分為7段（如圖3-1所示），其質(zhì)量列于表3-1。 圖3-1塔分段 表3-1塔質(zhì)量分段 分段 (kg) 1 2 3 4 5 6 7 m01 223.6 708.1 410.0 596.3 596.3 596.3 536.7 0 0 0 883.1 883.1 588.8 588.8 132.3 418.9 242.6 330.8 330.8 330.8 297.7 48.7 923.8 858.9 121.6 121.6 804.4 792.2 0 0 1639 2235 2235 2235 2011.5 0 0 1972.9 2690.3 2690.3 2690.3 2421.3 404.6 2050.1 3150.5 4313.9 4343.9 4996.7 4359.3 404.6 2050.1 5123.4 7004.2 7004.2 7687.1 6780.6 404.6 2050.1 1511.5 1372.4 1372.4 1996.4 1876.8 3.3.2 塔的自振周期計(jì)算 取150℃時(shí)，對(duì)于Q345R，查GB 150-2011得其彈性模量 E=2.00105 查表得 取。 3.3.3 地震載荷及地震彎矩計(jì)算 地震力和地震彎矩見(jiàn)表3-2。 表3-2 地震力和地震彎矩 塔項(xiàng)目 塔段號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 操作質(zhì)量mi/kg 404.6 2050.1 3150.5 4313.9 4313.9 4996.7 4359.3 集中質(zhì)量距地面高度/mm 600 2500 6100 8700 11700 14700 17550 1.469 104 12.5 104 47.643 104 81.148 104 126.55 104 178.22 104 232.49 104 0.05 109 0.3 109 1.6 109 3.5 109 5.5 109 8.9 109 10.1 109 0.87 1011 0.0032 1016 0.0734 1016 0.284 1016 0.691 1016 1.59 1016 2.36 1016 3.0181010 500.2881014 0.025 0.130 0.283 0.489 0.763 1.075 1.402 γ 續(xù)表3-2 塔 項(xiàng)目 塔段號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 g ,m/s2 9.81 ，N 14.77 76.82 613.08 1345.12 2098.83 3425.11 3897.15 0.242 106 5.13 106 19.22 106 37.53 106 50.47 106 73.45 106 76.51 106 ,N 因?yàn)樗母叨?，所以不用考慮高振型影響。參考截面如下圖3-2所示： 圖3-2塔體截面圖 截面地震彎矩 截面地震彎矩 截面地震彎矩 3.3.4 風(fēng)載荷和風(fēng)彎矩計(jì)算 如圖3-3，將塔沿高分成4段；相關(guān)的計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3-3。 圖3-3塔的分段 表3-3 風(fēng)載荷和風(fēng)彎矩計(jì)算 項(xiàng)目 塔段號(hào) 1 2 3 4 塔段長(zhǎng)度/ m 0～5 5～10 10~15 15～18.9 , N/m2 300 K1 0.7 (B類(lèi)) 2.1 (B類(lèi)) 0.68 0.71 0.74 0.77 0.03 0.20 0.49 0.83 (B類(lèi)) 1.00 1.00 1.14 1.25 1.043 1.298 1.668 2.074 5000 5000 5000 3900 400 600 2316 , N 2536.4 3156.5 4324.1 4853.4 截面風(fēng)彎矩： 截面風(fēng)彎矩 截面風(fēng)彎矩 3.3.5 最大彎矩 偏心彎矩： 塔底部截面處： 取較大值 同理： 截面 截面 3.4 校核計(jì)算 3.4.1 圓筒應(yīng)力校核 驗(yàn)算塔殼Ⅱ-Ⅱ截面處操作時(shí)和壓力試驗(yàn)時(shí)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3-4。 表3-4驗(yàn)算塔殼Ⅱ-Ⅱ截面處操作時(shí)和壓力試驗(yàn)時(shí)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性 計(jì)算截面 計(jì)算截面以上塔的操作質(zhì)量， kg 21134.3 計(jì)算截面的橫截面積， mm2 18840 塔殼有效厚度， mm 6 計(jì)算截面的截面系數(shù)， mm3 4710000 最大彎矩， Nmm 許用軸向壓應(yīng)力，取小值（B=120MPa），MPa 135.6 許用軸向拉應(yīng)力， K=1.2 MPa 115.3 操作壓力引起的軸向拉應(yīng)力， MPa 8.3 重力引起軸向應(yīng)力， MPa 11.01 彎矩引起軸向應(yīng)力 MPa 22.25 軸向壓應(yīng)力σ2+σ3≤[σ] cr， MPa 33.26<135.6 軸向拉應(yīng)力， MPa 19.54<115.3 PT+液柱靜壓力( )， MPa 0.41 液壓試驗(yàn)時(shí)計(jì)算截面以上的塔的質(zhì)量， kg 23239.8 續(xù)表3-4 許用軸向壓應(yīng)力 取小值， MPa 144 許用周向應(yīng)力， MPa 179.8 許用軸向拉應(yīng)力， MPa 215.7 周向應(yīng)力，MPa 34.37<179.8 壓力引起的軸向應(yīng)力， MPa 5.21 重力引起的軸向應(yīng)力， MPa 12.10 彎矩引起的軸向應(yīng)力， MPa 7.68 軸向壓應(yīng)力， MPa 19.78<144 組合拉應(yīng)力， MPa 0.79<215.7 注：——液壓試驗(yàn)時(shí)，計(jì)算截面Ⅱ-Ⅱ以上的質(zhì)量（只計(jì)入塔殼、內(nèi)構(gòu)件、偏心質(zhì)量、保溫層、扶梯及平臺(tái)質(zhì)量），Kg。 3.4.2 裙座計(jì)算 （1） 裙座殼軸向應(yīng)力校核 ①截面 裙座殼設(shè)計(jì)為圓柱形，材料Q345R，查得B=120MPa，[σ]t=113MPa，σs=235MPa。 ,取較小值，即135.6MPa ，取較小值，即144MPa ②截面（出入孔所在截面） 出入孔: ，，，， ，， （2） 基礎(chǔ)環(huán)設(shè)計(jì) 裙座內(nèi)徑 裙座外徑 基礎(chǔ)環(huán)外徑 基礎(chǔ)環(huán)內(nèi)徑 基礎(chǔ)環(huán)材料的許用應(yīng)力 伸出寬度 基礎(chǔ)環(huán)面積 基礎(chǔ)環(huán)截面系數(shù) 取其中較大值，得 查表， ∵ ∴ ∵有筋板 ∴ 故取 （3） 地腳螺栓 地腳螺栓承受的最大拉應(yīng)力 取其中較大值，故 地腳螺栓螺紋小徑 ，其中 地腳螺栓腐蝕裕量 C2=3mm, 向上圓整取地腳螺栓為M30，12個(gè)。 （4）筋板 對(duì)應(yīng)一個(gè)地腳螺栓的筋板個(gè)數(shù)： 筋板厚度： 筋板寬度： 一個(gè)地腳螺栓承受的最大拉力 細(xì)長(zhǎng)比 ∵ ∴筋板許用應(yīng)力 其中 筋板壓應(yīng)力 ∵ ∴滿足要求 （5） 蓋板 ，， ，，， 環(huán)形蓋板加墊板結(jié)構(gòu) 故滿足要求。 3.4.3 裙座與塔殼對(duì)接焊縫校核 ，， ，故合格。 4 開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng) 4.1 補(bǔ)強(qiáng)的判據(jù) 安裝接管要在容器上開(kāi)孔，這就削弱了器壁的強(qiáng)度，在殼體和接管的連接處，因結(jié)構(gòu)的連續(xù)性被破壞，會(huì)產(chǎn)生很高的局部應(yīng)力，給容器的安全操作帶來(lái)隱患。所以需要開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)。 比較幾種開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)的方法，由于母材為Q345R系列，我們采用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)，由于接管的加厚部分正處于最大應(yīng)力區(qū)域內(nèi)，能有效降低應(yīng)力集中系數(shù)，而且補(bǔ)強(qiáng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。焊縫少，補(bǔ)強(qiáng)效果比較好，鍛件補(bǔ)強(qiáng)由于制造成本我們?cè)诖藳](méi)有必要考慮。而厚壁管補(bǔ)強(qiáng)我們也可以選用。 當(dāng)設(shè)計(jì)壓力小于或等于2.5MPa的殼體上開(kāi)孔，而相鄰開(kāi)孔中心的間距大于兩孔直徑之和的兩倍，且接管工稱(chēng)外徑小于或等于89mm時(shí)，只要接管最小厚度滿足要求，就可不另行補(bǔ)強(qiáng)。 需要另行開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)的開(kāi)孔為：進(jìn)料口，塔頂氣體，人孔 計(jì)算壓力，設(shè)計(jì)溫度150℃。 筒體，封頭材料為：Q345R，許用應(yīng)力。 筒體名義厚度，計(jì)算厚度，有效厚度。 封頭名義厚度，計(jì)算厚度，有效厚度。 接管材料為：06Cr19Ni10；當(dāng)接管壁厚時(shí)，許用應(yīng)力；接管厚度附加量。 4.2 對(duì)塔頂氣體出口的補(bǔ)強(qiáng) 選用鋼管，伸出長(zhǎng)度 4.2.1 補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算方法判別 開(kāi)孔直徑 本筒體開(kāi)孔直徑,滿足等面積補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算的適用條件，故可用等面積法進(jìn)行開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。 4.2.2 開(kāi)孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積 強(qiáng)度削弱系數(shù) 接管有效厚度 開(kāi)孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積 4.2.3 有效補(bǔ)強(qiáng)范圍 （1） 有效寬度B 取較大值， （2） 有效高度 外側(cè)有效 ，取較小值，即 內(nèi)側(cè)有效 ，取較小值，即 4.2.4 有效補(bǔ)強(qiáng)面積 （1） 封頭多余金屬面積 （2） 接管多余金屬面積 接管計(jì)算厚度 接管多余面積 （3） 接管區(qū)焊接面積（焊腳取6.0mm） （4） 有效補(bǔ)強(qiáng)面積 ∵ ∴不需要補(bǔ)強(qiáng) 由上知，進(jìn)料口也不需要補(bǔ)強(qiáng)。 4.3 人孔的補(bǔ)強(qiáng) 選用鋼管 4.3.1 補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算方法判別 開(kāi)孔直徑 本筒體開(kāi)孔直徑,滿足等面積補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算的適用條件，故可用等面積法進(jìn)行開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。 4.3.2 開(kāi)孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積 強(qiáng)度削弱系數(shù) 接管有效厚度 開(kāi)孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積 4.3.3 有效補(bǔ)強(qiáng)范圍 （1） 有效寬度B ， 取較大值， 外側(cè)有效 ，取較小值，即 內(nèi)側(cè)有效 取較小值，即 4.3.4 有效補(bǔ)強(qiáng)面積 （1） 筒體多余金屬面積 （2） 接管多余金屬面積 接管計(jì)算厚度 接管多余面積 c.接管區(qū)焊接面積（焊腳取6.0mm） d.有效補(bǔ)強(qiáng)面積 ∵ ∴不需要補(bǔ)強(qiáng) 5 主要零部件的制造工藝 5.1 零部件制造 5.1.1 筒體的制造 其主要工序包括：原材料準(zhǔn)備，劃線，切割，彎曲，成型，邊緣加工。 （1）原材料準(zhǔn)備 原材料定義為工件材料（各種鋼材、鍛件、鑄件等）和焊接材料（焊條、焊絲、焊劑等）其準(zhǔn)備步驟包括： ① 原材料的驗(yàn)收和管理。 ② 鋼材的凈化，包括焊口處的凈化、涂漆及襯里表面的清理，凈化對(duì)象是油、銹、氧化膜，凈化方法采用手工凈化或機(jī)械凈化。 ③ 用彎曲法對(duì)鋼材進(jìn)行校正。 （2）劃線 ①余量:正式劃到鋼材上的尺寸 A=A1+ A2+ A3－A4 A1：切割時(shí)的加工余量，一般留2～3mm； A2：切后刨邊余量，留約5mm； A3：焊縫收縮余量； A4：焊縫組隊(duì)時(shí)留的間隙。 ②樣板劃線：用紙板制成樣板再在鋼板上作圖； ③排樣； ④標(biāo)號(hào)。 （3） 切割，即下料用等離子切割； （4） 邊緣加工，加工出符合要求的破口形式； （5） 彎曲，即對(duì)鋼板進(jìn)行卷板，卷板后用電焊筋板固定， （6） 焊接； （7） 熱處理； （8） 無(wú)損檢測(cè)； （9） 總檢。 5.1.2 封頭的制造 （1）原材料準(zhǔn)備 （2）劃線 （3）切割，即下料用等離子切割； （4）邊緣加工，加工出符合要求的破口形式； （5）由于封頭DN=1000mm，采用整體沖壓成型，且冷沖為好； （6） 熱處理； （7）無(wú)損檢測(cè)； （8）總檢。 5.2 塔設(shè)備的制造 （1） 塔盤(pán)板長(zhǎng)度偏差不得超過(guò)－4至+0之間，寬度偏差不得超過(guò)+0至－2之間。 （2） 塔盤(pán)板需要維持一定的水平度，否則將影響氣液的分布。除在制造及安裝中會(huì)引起偏差外，且因塔盤(pán)板的自重，液體負(fù)荷以及塔體彎曲及局部不平整在整個(gè)板面外均不得超過(guò)2mm；在安裝后，塔盤(pán)板水平在整個(gè)面上的偏差fm不得超過(guò)4mm。 （3） 為了保證塔盤(pán)的水平度，支持圈的表面水平度亦有一定的要求，在300mm旋長(zhǎng)的表面上，局部水平度不超過(guò)1mm，總的水平度的允許偏差與塔盤(pán)相同，相鄰兩支持圈間距的偏差不超過(guò)20mm。 （4）支持圈的表面與主梁及支持梁的表面應(yīng)在同一表面上，兩表面的最高與最低只差不得超過(guò)3mm。 （5）溢流堰頂?shù)乃蕉葘?duì)塔盤(pán)板的操作及效率均有影響，故堰頂?shù)牟黄蕉炔怀^(guò)堰寬的1/1000，且不大于3mm。 （6）降液班安裝后，其下端與受液盤(pán)距離E的偏差為3mm。 （7）塔體彎曲度應(yīng)小于1/1000塔高，塔體最大彎曲度為，但塔高大于20mm，不得超過(guò)30mm，塔體安裝垂直度偏差應(yīng)小于1/1000塔高，且不大于15mm。 （8）塔體在同一斷面上的最大直徑與最小直徑：對(duì)常壓塔e< 10%Dg。 （9）接管一般在塔體安裝好以后進(jìn)行，在安裝后要檢查塔的位置和塔的方位是否正確，個(gè)管口的高度偏差一般均在6mm以內(nèi)。 5.3 塔體及塔盤(pán)的制造技術(shù)條件的規(guī)定 （1）制造用的原材料：應(yīng)符合各項(xiàng)要求，如設(shè)計(jì)要求GB150，HG20581，對(duì)入廠的材料進(jìn)行檢查和驗(yàn)收，如有必要可進(jìn)行復(fù)檢。 （2）加工和成型：塔體材料在加工過(guò)程中，標(biāo)記應(yīng)保留。必要時(shí)，應(yīng)將標(biāo)記轉(zhuǎn)移到工件上，并保證轉(zhuǎn)移標(biāo)記的正確、無(wú)誤、清晰、耐久。 （3）焊接和切割：塔體上開(kāi)孔應(yīng)盡量不安排在焊縫及其臨近區(qū)域，焊接采用電弧焊。 （4）焊后熱處理：應(yīng)符合GB150第10章的有關(guān)規(guī)定。  總 結(jié) 這是四年大學(xué)生活學(xué)習(xí)中的最后一個(gè)任務(wù)，畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成也為大學(xué)生畫(huà)上了個(gè)完美的句號(hào)，但這并不意味著結(jié)束，這是新的開(kāi)始。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)之前有過(guò)幾次課程設(shè)計(jì)，然而與這次畢業(yè)設(shè)計(jì)相比，畢業(yè)設(shè)計(jì)需要考慮的更加全面，更加貼近實(shí)際應(yīng)用。需要自己用平穩(wěn)的心態(tài)，積極地態(tài)度來(lái)解決隨時(shí)出現(xiàn)的難題，也是對(duì)精神品質(zhì)的而一次考驗(yàn)。平時(shí)積累的各種知識(shí)要學(xué)會(huì)應(yīng)用到解決實(shí)際問(wèn)題當(dāng)中，精益求精，方能使畢業(yè)設(shè)計(jì)更上一層樓。 雖然期間碰到過(guò)許多的問(wèn)題和困難，但是通過(guò)查閱相關(guān)的資料以及老師和同學(xué)對(duì)我的幫助，最后通過(guò)努力終于完成了任務(wù),因此有一定的收獲。遵守標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范是設(shè)計(jì)的基本原則。同時(shí)設(shè)計(jì)要結(jié)合具體實(shí)際情況，考慮生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性，合理性等，選擇最佳方案，這樣才能完成一次成功的設(shè)計(jì)工作。 塔的設(shè)計(jì)有其特殊性，需要考慮制造、安裝吊運(yùn)、檢修。對(duì)其強(qiáng)度、穩(wěn)定性必須要有足夠的保證，以滿足塔設(shè)備工作時(shí)承受風(fēng)載荷、地震載荷、偏心載荷以及雪載荷的要求。設(shè)計(jì)的思想第一是保證安全，其次是環(huán)境保護(hù)，能源利用，工作效率和經(jīng)濟(jì)性等。設(shè)計(jì)是有嚴(yán)格遵循的步驟和方法。根據(jù)一定的條件和要求，確定設(shè)