芳烃联合装置重芳烃塔结构强度设计毕业论文.doc
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芳烃联合装置重芳烃塔结构强度设计毕业论文
目 录
1 绪论 1
1.1 塔设备简介 1
2 筒体的选材及结构 2
2.1 筒体的选材及结构 2
2.2 封头的选材及结构 2
3 塔设备的设计计算 3
3.1 筒体壁厚计算 3
3.2 封头壁厚计算 4
3.3 塔设备分段 4
3.4 塔设备质量载荷计算 4
3.5 塔式容器基本振型自振周期计算 6
3.6 地震载荷 7
3.6.1 水平地震力和垂直地震力的计算 7
3.6.2 地震弯矩 9
3.7 风载荷和风弯矩计算 10
3.8 各计算截面的最大弯矩 12
4 塔体稳定性及强度校核 14
4.1 圆筒应力校核 14
4.1.1 圆筒的轴向应力 14
4.1.2 圆筒稳定校核 14
4.2 压力试验时应力校核 15
4.2.1 压力试验前的应力校核 15
4.2.2 圆筒应力 16
4.2.3 应力校核 16
4.3 裙座壳轴向应力校核 17
4.4 地脚螺栓座 19
4.4.1 基础环设计 19
4.4.2 地脚螺栓 20
4.5 裙座与塔壳连接焊缝 20
5 塔体部件设计 22
5.1 塔接管选材及计算 22
5.1.1 人孔 22
5.1.2 其他接管、法兰 22
5.2 裙座设计 23
5.2.1 裙座的选型 23
5.2.2 裙座的选材 23
5.2.3 排气管 23
5.2.4 引出孔 24
5.2.5 检查孔 24
5.2.6 地脚螺栓座 24
5.3 吊柱 24
5.4 塔盘 26
6 法兰校核 27
6.1 法兰、垫片选择 27
6.2 垫片受力计算 28
6.2.1 垫片参数 28
6.2.2 垫片有效密封宽度 28
6.2.3 垫片压紧力作用中心圆直径 28
6.2.4 垫片压紧力 29
6.3 螺栓 29
6.3.1 螺栓的布置 29
6.3.2 螺栓载荷 30
6.3.3 螺栓面积 30
6.3.4 螺栓设计载荷 32
6.4 法兰 32
6.4.1 法兰力矩 32
6.4.2 法兰设计力矩 34
6.4.3 法兰应力 34
6.4.4 剪应力 36
6.4.5 应力校核 38
7 开孔补强 40
7.1 补强设计方法判别 40
7.2 有效补强范围 41
7.2.1 有效宽度B 41
7.2.2 外侧有效长度 42
7.2.3 内侧有效高度 43
7.3 有效补强面积 44
7.4 补强面积 45
8 结论 46
参考文献 47
致谢 48
1 绪论
1.1 塔设备简介
塔器作为气和液液之间进行传质与传热的重要设备广泛应用于炼油石油化工精细化工化肥、农药、医药、环保等行业的物系分离,涉及蒸()、吸收、解吸、汽提、萃取等化工单元操作 。塔器主要分为填料塔和板式塔两大类板式塔从 年 首次 提出泡罩塔至今,出现了许多不同类型的塔板 。
塔板按鼓泡元件分主要有泡罩型、筛孔型、浮阀型、斜孔型以及其他特殊类型塔板。浮阀塔板是在塔盘上开阀孔,安置能上下浮动的阀件固定阀浮阀塔是20世纪50年代开发的一种新塔型,其特点是在筛板塔基础上,在每个筛孔除安装一个可上下移动的阀片。当筛孔气速高时,阀片被顶起上升,空速低时,阀片因自身重而下降。阀片升降位置随气流量大小自动调节,从而使进入夜层的气速基本稳定。又因气体在阀片下侧水平方向进入液层,既减少液沫夹带量,又延长气液接触时间,故收到很好的传质效果。浮阀的阀片可以浮动,随着气体负荷的变化而调节其开启度,因此,浮阀塔的操作弹性大,特别是在低负荷时,仍能保持正常操作。2 筒体的选材及结构
2.1 筒体的选材及结构
重芳烃是指分子量大于二甲苯的混合芳烃。主要来源于重整重芳烃、裂解汽油重芳烃和煤焦油。是一种以碳九芳烃为主要成分的混合芳烃可直接用作汽油、高沸点溶剂、石油树脂、炭黑等的原料。亦可通过分离方法,分出主要组分进一步利用。pa,属低压容器。故筒体材料可选用第三类压力容器专用碳素钢材Q245R或者低合金钢Q345R。
本设计以强度设计为主,应根据压力、温度、介质等使用限制,本设计筒体材料拟选用Q245R、Q345R等钢板。
本设计筒体材料选择Q345R。钢板标准号为GB 713。
筒体结构设计为圆筒形。因为作为容器主体的圆柱形筒体,制造容易,安装内件方便,而且承压能力较好,这类容器应用最广。
2.2 封头的选材及结构
封头有多种形式,半球形封头就单位容积的表面积来说为最小,需要的厚度是同样直径圆筒的二分之一,从受力来看,球形封头是最理想的结构形式,但缺点是深度大,直径小时,整体冲压困难,大直径采用分瓣冲压其拼焊工作量也较大。椭圆形封头的应力情况不如半球形封头均匀,但对
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