DN1400热水塔结构设计(毕业设计含CAD图纸).pdf
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1、DN1400DN1400DN1400DN1400 热水塔结构设计 摘要: 热水塔结构设计 摘要:在化工、炼油、医药和另外一些工业部门,塔是一种重要的单元操作设备。而填料塔是化工 类企业中最常用的气、液传质设备之一。本设计主要是针对 DN1400 热水塔的结构设计。对该设备的 要求是经久耐用具有良好的耐腐蚀性,较高的机械强度和必要的耐热性。取材容易,价格便宜。坚 持改善流体的均匀分布,提高传递效率,减少流动阻力,增大流体的流量以满足降耗、 节能、 设备放大 、 高纯产品制备等各种需要的方向,设计出满足工艺要求的热水塔。论文主要内容包括:塔体的设计 计算与校核;塔的内件及附件;丝网除沫器、支撑格栅
2、板、床层限制器、液体分布器等的选取设计。 还对金属填料塔火灾事故及预防进行了论述。 关键词:关键词:热水塔;丝网除沫器;支撑格栅板:液体分布器;填料塔 AbstractAbstractAbstractAbstract:In the chemical industry, oil refines, medicine and other some industry sectors, the tower is one kind of important unit operation equipment. Packing column is the most commonly used equipmen
3、t in chemical industries for gas and liquid transfer. This design is targeted mainly DN1400 water tower design. This equitment requie urable good corrosion resistance, high mechanical strength and the necessary heat resistance. Material easier and cheaper prices.Adhere to improve the uniformity of f
4、luid distribution, improve the transmission efficiency and reduce flow resistance and increase the flow of fluid to meet consumption, energy, equipment Larger, high-purity products, such as the needs of the direction, design process to meet the requirements of the water tower.The completion of the d
5、esign elements include: calculate and proofread design of the tower body; The main component of the packed tower tower: wire- mesh screen entrainment eliminate , propping up bars board,bed limiter, liquid distributor etc design.Also it has carried on the elaboration to the metal packed tower fire ac
6、cident and the prevention. Key Words:Key Words: Water tower ; Wire-mesh screen entrainment eliminate; Propping up bars board ;Liquid distributor;Packing colum 第一章 引言 1.1 填料塔简介 第一章 引言 1.1 填料塔简介 填料塔最初出现在十九世纪中叶,在 1881 年用于精馏操作。填料塔的塔体横截面有圆形,矩形 及多边形等,但绝大部分是圆形。塔壳材料可以是碳钢,不锈钢,聚氯乙烯,玻璃钢和砖等。塔内 放置着填料(packings) 。
7、填料种类很多。用于制造填料的材料有碳钢、不锈钢、陶瓷、聚丙烯、增 强聚丙烯等。 1.2 塔填料的现状和发展趋势1.2 塔填料的现状和发展趋势 塔填料是填料塔的核心构件,是气液两相进行热和质交换的场所,它为气液两相间热、质传递提 供了有效的相界面。塔填料的性质决定了填料塔的操作。因此,人们对塔填料的研究十分活跃。对塔 填料改进与更新的目的在于:改善流体的均匀分布,提高传递效率,减少流动阻力,增大流体的流量以 满足降耗、节能、设备放大、高纯产品制备等各种需要。 1.3 塔内件的现状和发展趋势1.3 塔内件的现状和发展趋势 塔内件包括气体分布器、填料支承板、床层限位器、液体分布器、壁流收集分配锥、液
8、体收集 器和再分布器等。其设计、制造及安装都极为重要。填料塔的分离性能首先取决于填料,其次取决于 塔内件等。 所以一座性能良好的大型填料塔,填料本身的高性能固然重要,但与之匹配的塔内件,尤其 是液体分布器和气体分布器也是至关重要的。 1.4 工艺流程的现状和发展趋势1.4 工艺流程的现状和发展趋势 高效填料塔技术用于各类工业物系的分离,虽然设计的重点在塔体及塔内件等核心部分,但与之 相配套的外部工艺和换热系统应视具体的工程特殊性作相应的改进。例如在DMF 回收装置的扩产改 造项目中,要求利用原常压塔塔顶蒸汽,工艺上可以在常压塔及新增减压塔之间采用双效蒸馏技术, 达到降低能耗、提高产量的双重效果
9、。 综合考察各分离过程的优缺点,从工艺流程角度,将高连续、低热效的蒸馏与高选择性、高热效 的吸附、膜分离等合为一体,建立复合分离技术是一项全新而有效的节能技术。该技术尤其适合于难 分离物系的分离。 第二章 塔的结构设计 设计参数的确定 2.1.1 设计压力和计算压力 第二章 塔的结构设计 设计参数的确定 2.1.1 设计压力和计算压力 塔设备的设计压力一般情况下可按 GB150 确定,设计压力通常可取工作压力的 1.05-1.10倍 , 则: 设计压力:()MPaP87. 1785 . 1 7 . 110. 105. 1=请下载后获得CAD图纸及word说明书, 请用Adobe Acrobat
10、打开下载的pdf文档, 可在附件框中找到cad格式的图纸及说明书, 注意一定用Adobe Acrobat软件打开! 当塔器各部分受压元件所承受的液柱静压力达到设计压力的 5%时,应取设计压力和液柱静压力 之和为计算压力,则: MPaghPL116. 0165. 98 . 91290=MPaP099. 00945. 0%5= ,所以,取计算压力。PPL%5MPaPPP Lc 986. 1901. 1=+=MPaPc98 . 1 = 表 2.1 管口表 2.1.2 主体材料2.1.2 主体材料 该设备属于钢制塔式容器, 设计压力 1.98MPa, 属于中压容器, 全容积为 15.3m3, PV 值
11、为 30.294 MPa.m3, 明显超过 10MPa.m3,根据压力容器安全技术监察规程可知,该设备为第三类压力容器。 其工作温度为 135,筒体和封头选用 16MnR 材料。裙座选用圆筒形裙座材料为 Q235-B。16MnR,当 厚度在 616mm 范围内,设计温度为 150时,其强度指标为s=345MPa, =170MPa,C t=170MPa。 对于Q235B, 当厚度在616mm 范围内, 设计温度为 150时, 其强度指标为s=235MPa, =113MPa, t=113MPa。 2.2 筒体和封头厚度计算 2.2.1 筒体厚度计算 2.2 筒体和封头厚度计算 2.2.1 筒体厚度
12、计算 计算厚度:对 16MnR,钢板负偏差 C1=0。 mm Pc DiPc t 7 . 9 2 = = mm 名义厚度:,圆整为 14。mmCC n 7 .13407 . 9 21 =+=+=mm 有效厚度:=14-0-4=10 e n 12 CCmm ,在 616范围内,没有变化,以上计算成立。mm n 14=mm t 2.2.2 封头厚度的确定2.2.2 封头厚度的确定 选用标准封头,其形状系数 K=1,根据钢制压力容器用封头JB/T4746-2002,查得椭圆封头的 有关数据如下: 表 2.2 椭圆封头参数表 计算厚度: mm Pc DiPcK t 2 . 8 98. 15 . 011
13、702 140098 . 1 1 5 . 02 = = = 名义厚度:,圆整为 14mm 。mmCC n 2 . 12402 . 8 21 =+=+= 有效厚度:=14-0-4=10 e n 12 CCmm 塔设备质量计算 2.3.1 塔设备总质量计算 塔设备质量计算 2.3.1 塔设备总质量计算 圆筒壳、群座壳和封头质量:根据 JB/74746-2002,查得单个封头质量mKg 5 . 243= = 01 m ()()Kg50885 .24321085. 7375. 0805. 94 . 1428. 1 4 322 =+ 符号公称直径连接尺寸连接面形式名称或用途 a60012630凹凸面变换
14、气出口 b20010219凹凸面热水进口 c60012630凹凸面变换气进口 d50557凹凸面蒸汽口 e 2 , 1 80689凹凸面排气管 f25432凹凸面排净气口 g50012530检查孔 h20010219凹凸面热水进口 i 2, 1 50014530人孔 j 2, 1 25432凹凸面液位计口 公称直径 DN总高度 H (mm)内表面积 A (m2)容积 V (m3) 14003752.23460.3977 请下载后获得CAD图纸及word说明书, 请用Adobe Acrobat打开下载的pdf文档, 可在附件框中找到cad格式的图纸及说明书, 注意一定用Adobe Acrobat
15、软件打开! 附件质量:=0.25=1272;内件质量:(栅板一块) a m 01 mKgKgm200 02 = 保温层质量为: 保温材料选用 100mm 的泡沫混凝土,其使用温度小于 300,密度为 ,所以:= 3 /300mKg 03 m()()Kg122730028. 1805. 9428. 1628. 1 4 22 = 平台、扶梯质量:笼式扶梯单位质量为 40Kg/m,钢制平台单位质量为 150Kg/m2,设平台的宽度为 1.0m,平台个数为 2 个,所以: ()Kgm26792150428. 12428. 1 4 40805. 9 2 2 04 =+= 物料质量:水煤气密度与空气相近,
16、近似用空气密度代替水煤气密度,规整填 3 1290mkg= 料选用麦勒派克(Mellopak),密度为,所以: 3 /200mKg ()Kgm881712903977. 02515 . 8 4 . 1 4 20054 . 1 4 22 05 = += 水压试验时质量: Kgmw1333510003977 . 0 215. 84 . 1 4 2 = += 塔式容器的操作质量:=19283 Kg 0102030405oa mmmmmmm=+ 塔式容器的最大质量:=23801 Kg max01020304wa mmmmmmm=+ 塔式容器的最小质量:=10306 Kg min01020304 0.2
17、 a mmmmmm=+ 2.3.2 塔设备各质量计算2.3.2 塔设备各质量计算 将塔沿高度方向分为 3 段,第一段 1280mm,第二段 6200mm,第三段 2325mm。其中各段的质量如 下表格所示: 表 2.3 塔分段质量表单位:Kg 2.4 塔设备承受的各种载荷计算 2.4.1 设备自震周期的计算 2.4 塔设备承受的各种载荷计算 2.4.1 设备自震周期的计算 s DE Hm HT ie 169. 010 140010109 . 1 980519283 980533.901033.90 3 35 3 3 0 1 = = = 2.4.2 地震载荷以及地震弯矩的计算2.4.2 地震载荷
18、以及地震弯矩的计算 将该塔设备沿高度方向分成 3 段,视每段高度之间的质量为作用在该段高度 1/2 处的集中质量, 各段集中质量对该截面所引起的地震力和地震弯矩列与下表。根据 JB4710-92 中的规定当地震烈度 为 8 时应考虑垂直地震力的影响。 (1)地震载荷计算 表 2.4 地震载荷计算表g 取 9.81 塔段号123 01a mm+ 1085.13781.61493.3 02 m 02000 03 m 0892.4334.6 04 m 51.21391.61246.6 05 m 513.03920.44383.6 w m 397.79539.33520.6 o m 1649.3101
19、867458.1 max m 153415804.96595.1 min m 15346105.63074.5 塔段号 项目 123 操作质量Kg i m 1649.39416.77457.4 请下载后获得CAD图纸及word说明书, 请用Adobe Acrobat打开下载的pdf文档, 可在附件框中找到cad格式的图纸及说明书, 注意一定用Adobe Acrobat软件打开! (2)地震弯矩的计算 00 截面处的地震弯矩: = = 3 1 700 1 1089. 3 i iKiE mmNhFM 截面处的地震弯矩: () 85 . 35 . 25 . 3 5 . 2 0111 1 1092.
20、241410 175 8 =+ = hhHH H gmC M z E 截面处的地震弯矩: () 85 . 35 . 25 . 3 5 . 2 011111 2 1061 . 2 41410 175 8 =+ = hhHH H gmC M z E 根据 JB4710-92 中规定,因为 H/D=7.0= = = T Tg 水平地震力 gmCF KKizKi =1 N 159.651768.763587.62 Nm iKi hF 5 1002. 1 6 1075 . 7 7 1010 . 3 塔底 0-0 处垂直地震力 gmFV 0max 00 4875 . 0 = 4 1015 . 4 垂直地震
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