賽區(qū)-t.b團(tuán)隊(duì)-塔設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算

目 塔徑D計(jì) 塔高Z計(jì) 載荷與彎 《石油化工塔型設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》SH3030-《化工原理課程設(shè)計(jì)》（付家新國(guó)編，化學(xué)工業(yè)《塔設(shè)備設(shè)計(jì)》（化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書編輯科學(xué)技術(shù)塔，分別乙二醇提取精餾塔B16B20，1-1精餾塔設(shè)備的選擇塔型選擇大空塔氣速（產(chǎn)能力塔徑在Φ1400mm以下效較直徑小于Φ800mm，重性質(zhì)、操作條件、塔設(shè)備的性能，以及塔設(shè)備的制造、安裝、和維修等，具體板式塔板型的選擇浮閥是20世紀(jì)二戰(zhàn)后開始研究，50年始啟用的一種新型塔板，后來又逐漸本工藝選用浮閥塔板，浮閥塔板集合泡罩塔和篩板塔的優(yōu)點(diǎn)，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、制造方便生產(chǎn)能力大、操作彈性更大，更適宜于大流量的生產(chǎn)。本項(xiàng)目的乙乙二醇提取精餾塔工藝條件進(jìn)料情況量為2.204kmol/h，乙二醇的摩爾流量為22.126kmol/h,甲醇的摩爾流量為6.309kmol/h，碳酸二甲酯的摩爾流量為1.171kmol/h。OUTTemperature Vapor000Mole Mass VolumeFlow ---Mass ETHYL-0ETHYL-0DIMET-0MassETHYL-0ETHYL-0DIMET-0Mole ETHYL-0ETHYL-0DIMET-0操作條件C1-0203040506070809000000 錯(cuò)誤！未找到源。VV=0.2364m3/s錯(cuò)誤！未找到源。乙二醇提取精餾塔工藝設(shè)計(jì)D計(jì)

C=C20（σ/20）0.2=0.03732L-ufL- uD D=1mATD2/40.785m2u0.23640.3011m/ Z計(jì)由Aspen嚴(yán)格模擬精餾模塊，得到理論塔板數(shù)為NT錯(cuò)誤！未找到源。=20塊?？紤]全塔效率后，由經(jīng)驗(yàn)值本設(shè)計(jì)取全塔效率為0.8，則NP錯(cuò)誤！未找到源。ZtLh15604.34210-

D 3.14釜液里第一塊塔板高度設(shè)為0.5m，最上一塊塔板離塔頂高度設(shè)置為0.5m，裙座取塔板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)溢流堰選擇平直堰，取堰長(zhǎng)lw0.714D0.714m2）堰高h(yuǎn)whow

lw

近似取E=1，代入lw=0.714VL=4.34210-3 源。hwhL-how0.10-0.0220.078m3）降液管底隙高度h0h070mmlw

f f

，降液管寬度Wd=0.15×1=0.15m錯(cuò)誤！未找到源。。Af

錯(cuò)誤！未找 源停留時(shí)間5s塔板布置及浮閥數(shù)目排列0uF0 4.32m/0 0.0392N= rr2-Aa2

πr

sin-1xr得閥孔數(shù)46個(gè)。

0.039246

4.3m/F0=4.3×5.346u

0.3011 塔板流體力學(xué)校核

1 1 u0＞u0c，u5.34Vo 2L ②板上充氣液層阻力：查充氣系數(shù)關(guān)聯(lián)圖得，充氣系數(shù)ε0=0.69。則h1=ε0hL=0.69×0.10=0.069m液柱則，單板壓降

hpLg0.1854.69.81 4.34210-3 S0.153 1.1510-3hd=0.153lwho Hd=0.1+1.1510-3?=0.6.又已選定HT=0.35m，hw=0.078m?？梢奌d＜?（hT+hw），符合防止液泛要求。VV S1.36LS KCF

得：泛點(diǎn)負(fù)荷系數(shù)CF=0.1，將以上數(shù)據(jù)代入得： 1.36LZSS KCF

1.364.34210-3854.6- 100% 1.00.1塔板負(fù)荷性能圖 1.36LZSS KCFVS854.6VS854.6-1.36LS1.00.1

L

L Eh S lw、hd=0.153lwho 1.36LZSS KCF

u 3600 vo S(1)hw s?（hT+hw）=5.342L lwho HT、hw、h0、lwv、o及等均為定值，而u0Vs又有如下關(guān)系，即du043-

2 V28.29-1975.8L2-54.52（0.07814.32 錯(cuò)誤！未找到源。降液的最大流量應(yīng)保證在降液管中的停留時(shí)間不低AfHT0.070650.354.93910-3m3/Lsmax=

d2 以F0= 5 d2Nud2N 0.1188m3·s5S 4

4 4將所求值帶入上式可得嚴(yán)重漏液線曲線為：錯(cuò)誤！未找到源。22.84E3600LSmin3 E=1， 2.841

2.84

VS0.2364

4.34210-將以上6條線表繪在同一錯(cuò)誤！未找到源。直角坐標(biāo)系中，塔板負(fù)荷性能圖如圖1-3所示。將設(shè)計(jì)點(diǎn)錯(cuò)誤！未找到源。標(biāo)繪在圖中，由原點(diǎn)及設(shè)計(jì)點(diǎn)確定操作線。從和嚴(yán)重漏液所限制。由圖可查得上限VSmax=0.25m3/s錯(cuò)誤！未找到源。，下限VSmin=0.1188m3/s錯(cuò)誤！未找到源。，并求

塔板主要工藝尺寸及水力學(xué)核算結(jié)果15乙二醇提取精餾塔機(jī)械設(shè)計(jì)已知條件4-1設(shè)計(jì)條件表許用應(yīng)力許用應(yīng)力8Q235-6栓Q235-許用應(yīng)力3全塔計(jì)算的分段 塔體和封頭厚度h0.50.040.51.32.34pH106gh106783.929.812.340.018（MPa）pcppH1MPa（液柱壓力可忽略） pc 1.0

21700.85

cC6.9428.94ncC18.940.810（mm）enC1028（mm）h pc

20.5

21700.850.5

封頭設(shè)計(jì)厚度：hchC6.9328.93封頭名義厚度：hnhcC18.930.810（mm）hehnC1028（mm）塔設(shè)備質(zhì)量載荷封頭質(zhì)量為364kg。m149524.512127.5m23642728 1-2m01,1-2495236413542-3m01,1-2495236413543-4m01,3-44951049504m01,4-4959.53645066.5查表5-4得[8],篩板塔塔盤質(zhì)量 65kg/m2，塔體內(nèi)件質(zhì)量：

D2N

N

44065816402 2-3m02,23

445651020.53-4m02,344419653877.94m02,44416653265.6 D222D22H V 0 f f 2.2222.02224.530021.54591.17293005116.5kg1-2m03,121.54591.1729300

2.2222.20225300998.54 2.2222.02210300199703,344 150kg/ 籠式扶梯質(zhì)

40kg/平臺(tái)數(shù)n 籠式扶梯總高度HF D222B2D2221nqq 0-1m04,01401401-2m04,1240280

4.0222.22211150405861.3 4.0222.222215040101722.604,344

4.0222.2223150408.652329.804,4 Di2hNh

V

4783.920.0841.81.1729783.9213227kg1-2m05,121.1729783.92919.5m

4783.920.0851.85415.33-4段：05,3444783.920.08193741.54m05,444783.920.08163150.7ma0.25m01 .50-1ma,010.25m01,010.25495123.81-2ma,120.25m01,120.251354338.52-3ma,230.25m01,230.252475618.83-4ma,340.25m01,340.2549501237.54-頂段ma,4-頂0.25m01,4-頂0.255066.5 Di2H 0

Vf424.510001.1729100079275.8kg1-2mW,121.172910001172.9 15700 314004-頂段mW,4頂3.149.510001.1729100031002.91-2me,121400m0m01m02m03m04m05ma m0,01658.8（kg），m0,124203.9（kg），m0,2313989.4m0,3417526.5（kg），m0,4頂mminm010.2m02m03m04mammin,01658.8（kg），mmin,123284.4（kg），mmin,237757.7mmin,3410682.68（kg），mmin,4頂11325.12mmaxm01m02m03m04mWmammax,3445185（kg），mmax,4頂44940.5（kg）4-2質(zhì)量載荷計(jì)算結(jié)果質(zhì)量00000000自振周期m0HEeDi3T1m0HEeDi3Hm0–––––操作質(zhì)量Di–––––塔體內(nèi)徑，mmδ–––––塔體有效厚度m0HEeDi31.91058m0HEeDi31.91058載荷與彎水平FK1CZ1K1mKmKhK處的集中質(zhì)量α1–––––對(duì)應(yīng)于塔設(shè)備基本自振周期T1的影響系數(shù)α值T09gT1

αmax–––––影響系數(shù)的最大值，設(shè)計(jì)烈度8度時(shí)取ηK1nhK15mihi1K1

nmhiT0 0.30g max 0.450.1690.2maxT1 表4-3Excel計(jì)算水 各點(diǎn)距離地面高度5Amh1ih335Bmhinn i 500159.167hmh1n1K1 hmh1n1mh

iFK1CZ1K1mKg0.50.1690.00412658.89.812.25垂直 F00m 式中Vmax–––––垂 影響系數(shù)最大值，取Vmax0.65maxmeq–––––塔設(shè)備的當(dāng)量質(zhì)量，取meq0.75m0kg。任意質(zhì)量i處垂直 VFV

mi

mKkVmax0.65max0.650.45meq0.75m00. .840100.1（kg） F00

g0.292540100.19.81115064.2 55mi

658.85004203.9 .4550017526.5 .3230007.066F mi FV00658.5500 mKk

115064.253.64meqFVVmi5miFV等徑、等壁厚塔設(shè)備任意截面的基本振型彎矩M8CZ1m0g10H3514H25h4h35 175H2 0016

1m0ME1.25ME1底面 彎矩 0016C

gH160.50.16953466.89.81280005.67 Z1 ME001.25ME11.255.671087.09108

8CZ1m0 3 2 EM11E

1.25 175H2

h 1.250.67653466.89.8110280003514280002510004100035.74108N

8CZ1m0 3 2 ME22

1.25 175H2

h 1.250.67653466.89.8110280003514280002530004300035.03108NME334.29108（N·mm）ME441.31108風(fēng)載荷與風(fēng)彎矩PKKqflD 121011P2K1K22q0f2l2De2…PKKqflD 2i0i P1、P2……PiDe1、De2……Dei–––––塔設(shè)備各計(jì)算段的有效直徑，mm；Dei 2siKDei 2siK4dO2–––––塔設(shè)備各計(jì)算段的外徑，mm；fK=1.70，H>20m時(shí)，按下式計(jì)算[8]：f

1ii iii 33K2 0A–––––第i段內(nèi)平臺(tái)構(gòu)件的投影面積 –––––操作平臺(tái)所在計(jì)算段的長(zhǎng)度，mm4—lhit138A00K2 000脈動(dòng)增大系數(shù)（B類脈動(dòng)影響系數(shù)i（B類hit1u第i段的風(fēng)振系數(shù)1f1 1 i2q0較大Dei（較大值Dei 2siK4dO2水平風(fēng)PiPKKqflD 2i0i M00PM00Pl1 l2 ll3 lll4 1222 l5P5l1l2l3l4656.69 .38920005509.795 2.581300030952.32230009.985 l3 ll4 l

l5M11

2Pl P

P 2

3 4 2

2

2 30952.32220009.464M22

l4 ll5P 3

2 2 最大彎矩偏心質(zhì)量me4000 偏心距e2000偏心彎矩Memge40009.8120007.848107e 0-01-12-2 MEii 最大彎矩M圓筒軸向應(yīng)力校核 0

0

PDi1.0200062.51

1

1

4

4

m00im11

53466.89.8110.44

i

3.142000810.31

m22 9.49 9.49i

48604.1

42.87D2i 3.1420002

40.80D2i 3.1420002 3,22

D2i 3.1420002載荷組合系數(shù)A0.094

0.0948設(shè)計(jì)溫度下材料的許用應(yīng)力查得 （16MnR，200℃）t（Q235-A，200℃）ts t t t 查得 （Q235- 931.2111.6MPa，Kt001.2113135.6

931.2111.6MPa Kt11.2113135.61 1181.2141.6MPa，Kt221.21702041cr,00 cr,22K t135.60.85Kcr,11t135.60.85115.26Kcr,2

t2040.85173.4圓筒最大組合應(yīng)力12121212121212

對(duì)內(nèi)壓容器12cr滿足要求圓筒最大組合拉應(yīng)力123

89.11MPa<K t173.4 3 對(duì)內(nèi)壓容器Kt 塔設(shè)備壓力試驗(yàn)時(shí)的應(yīng)力校核試驗(yàn)介質(zhì)密度（介質(zhì)為水）：0.001kg/cm3，液柱高度：H=2800cmH9.810.00128009.810.2854MPa2-2

119515.66584457.3114400.32-20.9Ks0.91.2345372.6壓力試驗(yàn)時(shí)圓筒材料的許用軸向壓應(yīng)力cr=141.6MPa（取兩者中較小者） e PH9.81D e

2

2試驗(yàn)時(shí)，T192.7MPa<0.9Ks372.6 PTDi1.25200078.13T

4m22 114400.3T2

i

3.142000822.34 40.3MW22Me40.38.2771087.848107T D

3.1420002

T1T2T378.1322.3412.9568.74MPa0.9Ks（滿足要求裙座軸向應(yīng)力校核裙座有效厚度：es8 裙座筒體內(nèi)徑：Dis2000 Dis3.142000850240 i D2i 3.14200028 s sKB111.6MPaKt135.6MPa裙座許用軸向應(yīng)力取兩者較小值。sM m M 53.31MPa<KB111.6 A2lm2120122880mm

Dimes

2m

50240372046520Zm

28