化工设备课程设计计算书板式塔文档格式.docx

1、（3）设备法兰的型式及尺寸选用；管法兰的选型。（4）裙式支座的设计验算。（5）水压试验应力校核。2.3完成塔设备装配图（1）完成塔设备的装配图设计，包括主视图、局部放大图、焊缝节点图、 管口方位图等。（2）编写技术要求、技术特性表、管口表、明细表和标题栏。3、原始资料3.1化工原理课程设计 塔工艺计算数据。3.2 参考资料：1 董大勤 . 化工设备机械基础 M. 北京：化学工业出版社， 2003.2 全国化工设备技术中心站 . 化工设备图样技术要求 2000 版S3GB150-1998. 钢制压力容器 S 4郑晓梅 . 化工工程制图 化工制图 M 北京：化学工业出版社， 2002.5JB/T4

2、710-2005. 钢制塔式容器 S 4、文献查阅要求设计说明书中公式、内容等应明确文献出处 ;装配图上应写明引用标准号5、设计成果1、提交设计说明书一份。2、提交塔设备 （填料塔、板式塔 ）装配图一张 （A1）精馏塔设计例题）二 . 设计参数与结构简图1、设计参数精馏塔设计的工艺条件由化工原理课程设计计算而得工作压力MPa： 0.1设计压力0.11塔体内径mm： 1800塔板数块：38介质：苯-甲苯混合物2、结构简图 （根据自己的设计题手画）图 1 精馏塔结构简图三 . 精馏塔的总体设计及结构设计1、根据化工原理课程设计，确定塔设备的型式 （填料塔、板式塔 ） 本设计的精馏塔型式为板式塔2、

3、根据化工工艺计算，确定塔板数目 （或填料高度 ）。 由化工工艺计算塔板数目为 30 块3、根据介质条件的不同，拟定管口方位。4、结构设计，设备法兰的型式及尺寸选用，管法兰等零部件选型。1）零部件材料的选取 根据精馏塔工艺条件（介质的腐蚀性、设计压力、设计温度） 、材料的焊接性 能、零件的制造工艺及经济合理性进行选材：封头： 16MnR塔体：接管： 20 塔盘、底座： Q235-B容器法兰： 16MnR 管法兰： 16MnII （材料的许用应力按照化工设备机械基础表 8-7 查并列表）材料许用应力 t （MPa）Q345R（16MnR）170Q235-B11316MnII201332）塔盘结构根

4、据工艺条件、 塔体直径，塔盘结构选为单液流分块式塔盘，具体塔盘结构及尺寸的选取见第十七章第三节（ p430-438）。（自选）3）工艺接管接管的选取根据介质流量，参照 GB12771-91，接管的选取如下表：名称进料管塔顶回流管塔底出料管塔顶蒸汽管再沸器回流管公称直径80450500（mm）4 ）压力容器法兰和接管法兰压力容器法兰的选取按照化工设备机械基础选 JB/T47004707-2000 标 准。（按照化工设备机械基础 （p263）写出选取过程）设计条件 ：工作温度C：120设计温度 1500.1 0.111800（a）法兰类型 DN=1800，p=0.11MPa，表 10-1 选甲型平

5、焊；（b）p=0.11MPa， t=150，查表 10-10材料为 16MnR，定 PN=0.25MPa， 150时允许 p=0.25MPap，所以 PN=0.25MPa。（c）确定结构尺寸（ p254）。（d）法兰标记法兰 RF 18000.25 JB/T4701-2000选取结果如下表：设备法兰MFM 1800-0.25 JB/T4703-2000材料 Q345R（16MnR）管法兰选取结果汇总：进料管法兰HG20594 法兰 SO80-1.0MFM 18塔顶回流管法兰塔顶蒸汽管法兰塔底出料管法兰HG20594 法兰 SO450-1.0MFM 28在沸器回流管法兰HG20594 法兰 SO

6、500-1.0MFM 285） 法兰密封垫片的选取法兰密封垫片的选取参照化工设备机械基础表 10-30 法兰密封垫片选非金属软垫片 PN=0.25MPa （ JB/T4704-2000） P265 垫片 1800-0.25 JB/T4704-20006） 裙座选取 裙座的选取根据参照化工设备机械基础图 17-21 确定裙座各尺寸。 支座选取裙式支座7）人孔设置人孔的选取根据筒体直径和公称压力参照化工设备机械基础表 11-1 和 表 11-6，本设计中选用带颈平焊法兰人孔，公称压力 1.0MPa，公称直径 500 mm，标 准号为 HG20594-95。8）手孔设置手孔选取同上，本设计中选用不锈

7、钢板式平焊人孔（仅限凸面） ，公称压力 0.6MPa，公称直 径 150mm，标准号为 HG20597-95。9）视镜和液位计的选取视镜和液位计的选取根据化工设备机械基础表 11-9、表 11-11 选取10）焊接接头形式和和焊接材料的选取焊接接头形式的选取参照 化工设备机械基础 第十四章第二节 （p367-377）， 焊接接头形式按 HG20583-1998，A、B类焊接接头按照 HG20583-1998中 DU4， D 类焊接接头按照 HG20583-1998中 G2，带补强圈 D 类焊接接头按照 JB/T4736-2002 中 C，焊接材料的选取参照第十四章化工设备机械基础第四节（ p3

8、79-382）， 标准 GB/T5117-95、GB/T5118-95 GB/T983-95焊接接头的检验化工设备机械基础第十四章第三节 （p378）11）压力容器类别的划分压力容器类别的划分按 压力容器安全技术监察规程 ，化工设备机械基础 p386 本设计塔器为低压分离设备， 介质为易燃、中毒危害介质， 故划分为一类压 力容器。四、强度计算1、塔体壁厚计算（筒体的设计参照第八章第二节 p172-185）。塔体圆筒体壁厚计算按照 GB150-1998钢制压力容器式 5-1计算壁厚： ptc Di （4-1）2 t pc式中 ：塔体的理论计算壁厚， mm pc：塔体的计算压力， MPa Di ：

9、塔体内径， mm t ：钢板在设计温度下的许用应力， MPa：焊接接头系数；名义厚度： n C ； （4-2 ）C1 C2 ；C；式中 n ：名义厚度；C1：腐蚀裕量；C2：钢板负偏差；圆整量；e：有效厚度；查表化工设备机械基础表 8-7 t =170 MPa pc：取塔体的设计压力， 0.11 MPa焊缝为双面焊，局部射线检测， =0.85pcDi = 0.11 18002 t pc = 2 170 0.85 0.11C1 =1 mmC2 =0 mm2） 封头的强度计算（封头的设计参照第八章第二节 p175-185）。塔体封头壁厚计算按照 GB150-1998钢制压力容器式 7-1焊缝为双面

10、焊，100%射线检测，取 =1代入数据到式（ 4-3 ）得：pcDi2 t 0.5pc0.11 1800= =0.59 mm2 170 1 0.5 0.11代入数据到式（ 4-2 ）得： n C = 2 mm按标准椭圆封头最小厚度 min 0.15%Di 要求 取 n = 6 mm查化工设备机械基础 （p196）选标准椭圆形封头 JB/T4746-2002封头直边高度 h0取 25mm封头高度 h 取 450mm3）开孔补强计算开孔补强结构选用 JB/T4736-2002 补强圈结构，补强圈尺寸按照化工设备 机械基础 p327（列出所选尺寸），焊接坡口尺寸选化工设备机械基础第十 四章第二节 p

11、375 C 型。开孔补强计算采用等面积补强法， 其公式参照第十二章第一节 （ p326-p335） 例：人孔开孔补强计算：人孔选公称压力 1.0MPa，公称直径 500 mm，标准号为 HG20594-95 接管 530 8（p302） 材料：a. 开孔所需补强面积 ；A=d +2 et（1- fr ） （4-4 ）式中 fr ：强度削弱系数d ：开孔直径 mm塔体的计算壁厚 mmet：接管的有效厚度 mm d=di+2Ct=（530-16）+2（1+0）=518 mm et= nt- Ct=8-1=7 mm 塔体材料： 16MnR t =170 MPa 接管材料： 20 t t=130 MP

12、a t t 130fr t = =0.78t 170=518 0.69+2 0.69 7（1-0.78）2= 359.5 mm2b. 有效补强范围内的补强面积：1有效补强范围有效宽度： B=2d=2 518=1036 mm外伸高度： h1= d nt = 518 8 =64.4 mm内伸高度： h2= 0 mm2壳体多余截面积A1=（B-d）（ e- ）-2 et（ e- ）（1- fr ） （4-5）代入式（ 4-5 ）A1=（1036-518）（7-0.69）-2 7（7-0.69）（1-0.78）= 1211.2 mm 23接管多余截面积A2=2h 1（ et- t） fr +2h2（

13、et-C2） fr （4-6 ）式中 di：接管内直径 mm di=530-16=514 mm代入式（ 4-6 ） A2=2h1（ et- t） fr +2h2（ et-C2） fr2 =2 64.4（7-0.22）0.78=681 mm24焊缝金属截面积A3=6 6=36 mm2A1+A2+A3A满 足不另行补强条件，所以不需补强。其它开孔直径比人孔直径要小，故不需再进行开孔计算如计算结果需要补强，还需对其他接管进行补强计算）4）筒体的稳定性校核 因圆筒不受外压， 所以此处不必对圆筒的周向稳定进行校核。 如筒体工作压 力为真空，筒体的轴向稳定性校核参照第九章第六节（ p242-244）。5）

14、裙座的轴向稳定性校核裙座的轴向稳定性校核： 参照化工设备机械基础 p442 图 17-21 确定裙座 各项尺寸，查取相关许用应力。根据化工设备机械基础 p242 进行裙座的轴 向稳定性校核。6）座圈的压应力校核m 封头 =120 2=240 kg（ p197）m 筒体=267 26.5=240 kg （p195）m 塔盘=n（Aa+Af+Ai） = 6995.4 kgm 水=v 筒 26.2 水+ v 封 2 水=2.545 26.2 1000+0.826 2 1000=68331 kg（p195、197）Q 设备= m 封头+ m 筒体 + m 塔盘 =88445 NQ 附件 = 10%Q

15、设备=8844.5 NQ 水 = m 水 g=68331 9.81=670327 NA= （1.8162-1.82）/4=0.034 m2PT 1.25P t =1.25x0.11=0.14 MPaT t卧置水压试验压力： PT PT + h=0.14+0.23=0.37 MPa水压试验压力下的应力校核： 焊接接头系数 =0.85S： 塔体材料的屈服极限 （p168） S=345 MPaPT ： 水压试验压力T ： 圆筒水压试验压力下的应力 ：试验温度下材料的许用应力设计温度下材料的许用应力Di ： 圆筒内直径 代入数据到式（ 3-8 ）0.9PT Di e2e满足水压试验压力下的应力校核条件五 . 设计小结约 300 字左右）六 . 参考文献1董大勤 .化工设备机械基础 M. 北京：2全国化工设备技术中心站 . 化工设备图样技术要求 2000 版S4郑晓梅.化工工程制图 化工制图 M 北京：5JB/T4710-2005. 钢制塔式容器 S