54附錄四設(shè)備選型與典型設(shè)備設(shè)計(jì)

年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)目錄1總述 .-1-1.11.21.3塔2.1過程的基本要求 .-1-設(shè)計(jì)的作用................................................................-1-設(shè)計(jì)與選型的主要內(nèi)容............................................-1-2設(shè)計(jì) .年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)目錄1總述 .-1-1.11.21.3塔2.1過程的基本要求 .-1-設(shè)計(jì)的作用................................................................-1-設(shè)計(jì)與選型的主要內(nèi)容............................................-1-2設(shè)計(jì) .-3-設(shè)計(jì)規(guī)范....................................................................................-3-塔塔設(shè)計(jì)目標(biāo) .-3-選型基本原則.................................................................-3-2.42.52.6塔類型的選擇 .-4-塔主塔的確定 .-12-選型結(jié)果......................................................................-13-選型一覽表...................................................................-73-2.7塔3反應(yīng)器設(shè)計(jì) .-74-3.1反應(yīng)器選型原則......................................................................-74-3.2歧化及烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)器設(shè)計(jì)...................................................-76-3.33.43.5甲苯甲醇反應(yīng)器設(shè)計(jì) .-80-異構(gòu)化反應(yīng)器設(shè)計(jì)..................................................................-90-反應(yīng)器選型結(jié)果一覽表..........................................................-94-4結(jié)晶器設(shè)計(jì) .-95-4.1結(jié)晶器選擇...............................................................................-95-4.2結(jié)晶器...............................................................................-96-5移動(dòng)吸附床設(shè)計(jì) .-98-5.1吸附分離技術(shù)...........................................................................-98-5.2吸附分離 選擇...................................................................-98-5.3吸附移動(dòng)床............................................................-101-6氣液分離器設(shè)計(jì) .-103-6.1設(shè)計(jì)依據(jù).................................................................................-103-6.2氣液分離器類型.....................................................................-103-6.3FL201設(shè)計(jì)過程103-6.4FL301設(shè)計(jì)過程106-浙江大學(xué)怦然心動(dòng)年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)6.5FL401設(shè)計(jì)過程 .-109-113年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)6.5FL401設(shè)計(jì)過程 .-109-113114114114-119-7.4換熱器選型.............................................................................-122-7.5換熱器設(shè)計(jì).....................................................................-127-7.6換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果 .-128-7.7換熱器選型結(jié)果.....................................................................-131-8泵選型...............................................................................................-149-8.18.28.3概述 .-149-選型原則................................................................................-149-選型結(jié)果................................................................................-150-9壓縮機(jī)選型 .-158-9.1CP201選型.............................................................................-158-9.2MC201....................................................................................-159-9.3CP401......................................................................................-161-9.4CP402......................................................................................-162-9.5CP403......................................................................................-163-9.6壓縮機(jī)選型一覽表.................................................................-164-10儲(chǔ)罐選型設(shè)計(jì).................................................................................-165-10.110.210.310.4儲(chǔ)罐選型依據(jù) .-165-儲(chǔ)罐選型原則......................................................................-165-原料儲(chǔ)罐..............................................................................-166-儲(chǔ)罐...............................................................................-167-10.5回流罐 .-169-10.6儲(chǔ)罐選型一覽表...................................................................-171-浙江大學(xué)怦然心動(dòng)年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)1總述1.1過程的基本要求過程最基本的要求是滿足安全性與過程，全的前提下盡可能做到。性的維護(hù)，的長(zhǎng)期安全運(yùn)行本身就是最大的了確保安全與，過程應(yīng)滿足以下基本要求。度和必須具有先進(jìn)的技術(shù)經(jīng)指標(biāo)是衡量過程作簡(jiǎn)單，運(yùn)轉(zhuǎn)方便；最后，還要具有優(yōu)良的環(huán)境性能。上述要求很難全部滿足，設(shè)計(jì)選用時(shí)應(yīng)具體問題具體分析，滿足主要要求，兼顧次要要求。1.2過程設(shè)計(jì)的作用工藝設(shè)計(jì)是工程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)?；墓に囋O(shè)計(jì)的角度可以分為兩或定型標(biāo)或稱非定型專業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)、需要專門設(shè)計(jì)的特殊，然后由有資格的廠家。1.3過程設(shè)計(jì)與選型的主要內(nèi)容（1）確定單元操作所用進(jìn)行、的類型。這項(xiàng)工作應(yīng)與工藝流程設(shè)計(jì)結(jié)合起來（2）確定的材質(zhì)。根據(jù)工藝操作條件（溫度、 、介質(zhì)的性質(zhì)）和對(duì)的工藝要求確定符合要求的設(shè)計(jì)專業(yè)共同完成。（3）確定 的設(shè)計(jì)參數(shù)。熱量衡算、-1-年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)1總述1.1過程的基本要求過程最基本的要求是滿足安全性與過程，全的前提下盡可能做到。性的維護(hù)，的長(zhǎng)期安全運(yùn)行本身就是最大的了確保安全與，過程應(yīng)滿足以下基本要求。度和必須具有先進(jìn)的技術(shù)經(jīng)指標(biāo)是衡量過程作簡(jiǎn)單，運(yùn)轉(zhuǎn)方便；最后，還要具有優(yōu)良的環(huán)境性能。上述要求很難全部滿足，設(shè)計(jì)選用時(shí)應(yīng)具體問題具體分析，滿足主要要求，兼顧次要要求。1.2過程設(shè)計(jì)的作用工藝設(shè)計(jì)是工程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)?；墓に囋O(shè)計(jì)的角度可以分為兩或定型標(biāo)或稱非定型專業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)、需要專門設(shè)計(jì)的特殊，然后由有資格的廠家。1.3過程設(shè)計(jì)與選型的主要內(nèi)容（1）確定單元操作所用進(jìn)行、的類型。這項(xiàng)工作應(yīng)與工藝流程設(shè)計(jì)結(jié)合起來（2）確定的材質(zhì)。根據(jù)工藝操作條件（溫度、 、介質(zhì)的性質(zhì)）和對(duì)的工藝要求確定符合要求的設(shè)計(jì)專業(yè)共同完成。（3）確定 的設(shè)計(jì)參數(shù)。熱量衡算、-1-年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)參數(shù)。對(duì)塔和（4）確定定型（即標(biāo)準(zhǔn)）的型號(hào)或牌號(hào)以及數(shù)量。定型是一些成 。對(duì)已有標(biāo)準(zhǔn)圖紙的工標(biāo)準(zhǔn)系列以及圓泡罩、F1型浮閥和些浮閥換熱器系列、容器系列、搪盤系列等，它們已經(jīng)有了。（5）對(duì)非標(biāo)，向化工專業(yè)設(shè)計(jì)提出設(shè)計(jì)條件和草圖，明確求（如防爆口、人孔、手孔、卸料口、液面計(jì)接口等。（6）編制工藝一覽表。在初步設(shè)計(jì)階段，根據(jù)工藝設(shè)計(jì)的結(jié)果，編制工藝查。和定型工藝一覽表作為設(shè)計(jì)說明書的組成部分提供給有關(guān)部門進(jìn)行設(shè)計(jì)審-2-年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)參數(shù)。對(duì)塔和（4）確定定型（即標(biāo)準(zhǔn)）的型號(hào)或牌號(hào)以及數(shù)量。定型是一些成 。對(duì)已有標(biāo)準(zhǔn)圖紙的工標(biāo)準(zhǔn)系列以及圓泡罩、F1型浮閥和些浮閥換熱器系列、容器系列、搪盤系列等，它們已經(jīng)有了。（5）對(duì)非標(biāo)，向化工專業(yè)設(shè)計(jì)提出設(shè)計(jì)條件和草圖，明確求（如防爆口、人孔、手孔、卸料口、液面計(jì)接口等。（6）編制工藝一覽表。在初步設(shè)計(jì)階段，根據(jù)工藝設(shè)計(jì)的結(jié)果，編制工藝查。和定型工藝一覽表作為設(shè)計(jì)說明書的組成部分提供給有關(guān)部門進(jìn)行設(shè)計(jì)審-2-年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)2塔設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)規(guī)范2.2塔設(shè)計(jì)目標(biāo)求：（1）氣液兩相充分接觸，的應(yīng)滿足以下基本要傳熱面積大；（2）生產(chǎn)能力大，即氣液相處理能力大；操作流體，操作彈性大；阻力小，流體通過塔的壓降小；（5）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、耗用材料少， 與安裝容易；（6）耐腐蝕和不塞。2.3塔選型基本原則置，從而造成投產(chǎn)后不大適應(yīng)工藝條件和生產(chǎn)能力的較大波動(dòng)。滿足工藝要求，分離效率高。工藝上要分離的液體有很多特殊要求，如沸點(diǎn)低、難分離、有腐蝕性、有污垢物等，對(duì)塔型要慎重選擇。運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性高，操作、維修方便。-3-《化工 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)規(guī)定》HG/T年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)2塔設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)規(guī)范2.2塔設(shè)計(jì)目標(biāo)求：（1）氣液兩相充分接觸，的應(yīng)滿足以下基本要傳熱面積大；（2）生產(chǎn)能力大，即氣液相處理能力大；操作流體，操作彈性大；阻力小，流體通過塔的壓降?。唬?）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、耗用材料少， 與安裝容易；（6）耐腐蝕和不塞。2.3塔選型基本原則置，從而造成投產(chǎn)后不大適應(yīng)工藝條件和生產(chǎn)能力的較大波動(dòng)。滿足工藝要求，分離效率高。工藝上要分離的液體有很多特殊要求，如沸點(diǎn)低、難分離、有腐蝕性、有污垢物等，對(duì)塔型要慎重選擇。運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性高，操作、維修方便。-3-《化工 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)規(guī)定》HG/T20643《鋼制化工容器強(qiáng)度計(jì)算規(guī)定》20583-1998《鋼制化工容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)定》20581-1998《石油化工塔型 設(shè)計(jì)規(guī)范》SH3030-1997年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)（4）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便，造價(jià)較低。（5）塔壓降小。對(duì)于真空塔或者要求塔壓降低的塔來說，壓降小的意義更為明顯。要求。2.4塔類型的選擇種塔可以進(jìn)行如下比較：表4.1填料塔和板式塔的比較-4-項(xiàng)目填料塔板式塔塔徑適宜于大小塔徑的再分布的問題800mm的大塔降求 降小的場(chǎng)合降 比填料塔大空塔氣速空塔氣速較大空塔氣速大塔效率分離效率高，塔徑1.5m徑增大，效率常會(huì)下降效率較 年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)（4）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便，造價(jià)較低。（5）塔壓降小。對(duì)于真空塔或者要求塔壓降低的塔來說，壓降小的意義更為明顯。要求。2.4塔類型的選擇種塔可以進(jìn)行如下比較：表4.1填料塔和板式塔的比較-4-項(xiàng)目填料塔板式塔塔徑適宜于大小塔徑的再分布的問題800mm的大塔降求 降小的場(chǎng)合降 比填料塔大空塔氣速空塔氣速較大空塔氣速大塔效率分離效率高，塔徑1.5m徑增大，效率常會(huì)下降效率較 效率比小塔板有所提高液氣比對(duì)液體噴淋量有一定要求適用范圍較大持液量較小較大安裝檢修較較容易材料可用非金屬耐腐蝕材料用金屬材料造價(jià)800mm以下，增大，造價(jià)顯著增加直徑大時(shí) 料塔造價(jià)低重量較重較輕年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)的性能，以及塔的在于填料充分利用了空間，有特殊情況，不采用填料塔。這是因?yàn)樘盍纤耐顿Y大，耐波動(dòng)能力差。和介于兩者之間的共同吸收三種類型。氣膜的吸收與真空精餾相似，應(yīng)優(yōu)先考慮選用高效規(guī)整填料塔；液膜塔，多采用散裝填料塔。具體來講，應(yīng)著重考慮以下幾個(gè)方面：（1）與物性有關(guān)的因素破裂，在板式則易引起液泛。價(jià)便宜的篩板塔盤、穿流式塔舌形塔盤，以便及時(shí)更換。較小的塔型。用降粘性較大的物系，可以選用大填料。板式塔的傳質(zhì)效率太差。含有懸浮物的物料，擇液流通道大的塔型，以板式塔為宜。操作過有熱效應(yīng)的系統(tǒng)，用板式塔為宜。與操作條件有關(guān)的因素大的液體負(fù)荷，可選用填料塔。液氣比波動(dòng)的適應(yīng)性，板式塔優(yōu)于填料塔。操作彈性，板式塔較填料塔大，其中以浮閥塔最大，泡罩塔次之。其他因素對(duì)于多數(shù)情況，塔徑大于800mm地，填料塔。但也有例外， 環(huán)及某些新型填料在大式塔。的使用效果可優(yōu)于板填料板式塔重。大塔以板式塔造價(jià)較廉。-5-年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)的性能，以及塔的在于填料充分利用了空間，有特殊情況，不采用填料塔。這是因?yàn)樘盍纤耐顿Y大，耐波動(dòng)能力差。和介于兩者之間的共同吸收三種類型。氣膜的吸收與真空精餾相似，應(yīng)優(yōu)先考慮選用高效規(guī)整填料塔；液膜塔，多采用散裝填料塔。具體來講，應(yīng)著重考慮以下幾個(gè)方面：（1）與物性有關(guān)的因素破裂，在板式則易引起液泛。價(jià)便宜的篩板塔盤、穿流式塔舌形塔盤，以便及時(shí)更換。較小的塔型。用降粘性較大的物系，可以選用大填料。板式塔的傳質(zhì)效率太差。含有懸浮物的物料，擇液流通道大的塔型，以板式塔為宜。操作過有熱效應(yīng)的系統(tǒng)，用板式塔為宜。與操作條件有關(guān)的因素大的液體負(fù)荷，可選用填料塔。液氣比波動(dòng)的適應(yīng)性，板式塔優(yōu)于填料塔。操作彈性，板式塔較填料塔大，其中以浮閥塔最大，泡罩塔次之。其他因素對(duì)于多數(shù)情況，塔徑大于800mm地，填料塔。但也有例外， 環(huán)及某些新型填料在大式塔。的使用效果可優(yōu)于板填料板式塔重。大塔以板式塔造價(jià)較廉。-5-年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)力小、傳質(zhì)效率高等性能。因此實(shí)際過大多數(shù)都使用填料塔。甲醇、芳烴腐蝕性較小液氣比波動(dòng)大塔徑較大選擇過優(yōu)先考慮采用板式塔，T401鄰二甲苯塔，壓降不大，用填料塔。而對(duì)于兩個(gè)分隔壁塔，也使用高效規(guī)整填料，有效節(jié)能。具體選擇結(jié)果如下：表4.2塔下面分別對(duì)填料塔與板式塔進(jìn)行具體初選結(jié)果。2.4.1板式塔的具體選擇擇流體認(rèn)為用于大型塔是合理的，比填料塔具有效率高和能力大的優(yōu)點(diǎn)。-6-塔標(biāo)選擇類型T101板式塔年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)力小、傳質(zhì)效率高等性能。因此實(shí)際過大多數(shù)都使用填料塔。甲醇、芳烴腐蝕性較小液氣比波動(dòng)大塔徑較大選擇過優(yōu)先考慮采用板式塔，T401鄰二甲苯塔，壓降不大，用填料塔。而對(duì)于兩個(gè)分隔壁塔，也使用高效規(guī)整填料，有效節(jié)能。具體選擇結(jié)果如下：表4.2塔下面分別對(duì)填料塔與板式塔進(jìn)行具體初選結(jié)果。2.4.1板式塔的具體選擇擇流體認(rèn)為用于大型塔是合理的，比填料塔具有效率高和能力大的優(yōu)點(diǎn)。-6-塔標(biāo)選擇類型T101板式塔T102填料塔T201板式塔T301板式塔T302板式塔T303填料塔T401填料塔T402板式塔年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)其中，浮閥塔具有以下優(yōu)點(diǎn)：20%~40%，與篩板塔相近。7~（最大負(fù)荷與最小負(fù)荷之比。15%左右。塔板上沒有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的障凝物，因此液面梯度較小，蒸汽分配均勻。此外，塔板的壓降比泡罩塔小。60~80%。塔板的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝容易。對(duì)于黏度較大及有聚合現(xiàn)象的系統(tǒng)，浮閥塔也能正常操作。對(duì)于普通分餾塔來說，長(zhǎng)期以來最常用的塔F1型浮閥塔盤。其基本原理是讓汽相沿塔盤橫向流過良年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)其中，浮閥塔具有以下優(yōu)點(diǎn)：20%~40%，與篩板塔相近。7~（最大負(fù)荷與最小負(fù)荷之比。15%左右。塔板上沒有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的障凝物，因此液面梯度較小，蒸汽分配均勻。此外，塔板的壓降比泡罩塔小。60~80%。塔板的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝容易。對(duì)于黏度較大及有聚合現(xiàn)象的系統(tǒng)，浮閥塔也能正常操作。對(duì)于普通分餾塔來說，長(zhǎng)期以來最常用的塔F1型浮閥塔盤。其基本原理是讓汽相沿塔盤橫向流過良比表面積降低，反過來會(huì)影響傳質(zhì)效率。并克服其缺點(diǎn)而開發(fā)的，在浮閥結(jié)構(gòu)和塔板結(jié)構(gòu)上有其獨(dú)特之處，具體如下：4.13個(gè)切口，處理量。圖4.1ADV浮閥塔盤示意圖-7-年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)流區(qū)，使液流分布均勻，從而提高效率（4.24.3圖4.2ADV微分浮閥和傳統(tǒng)浮閥鼓泡狀況圖4.3塔盤上液體的狀態(tài)采用鉸接式塔板連接結(jié)構(gòu)，使塔板連接處也可布閥，增大了塔盤的開年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)流區(qū)，使液流分布均勻，從而提高效率（4.24.3圖4.2ADV微分浮閥和傳統(tǒng)浮閥鼓泡狀況圖4.3塔盤上液體的狀態(tài)采用鉸接式塔板連接結(jié)構(gòu)，使塔板連接處也可布閥，增大了塔盤的開同時(shí)縮短了塔盤安裝時(shí)間。在液體人口區(qū)安裝鼓泡促進(jìn)器。其原理是減薄液層，降低液體人口處率。采用新式降液管，可有效降低受液面積，從而增加鼓泡區(qū)面積，提高塔盤處理量。F1浮閥塔盤具有相同的浮閥F1浮閥塔盤的設(shè)計(jì)程序和 設(shè)計(jì)。只需要用ADV浮閥一對(duì)數(shù)和閥孔排列，就可減少安裝時(shí)間，節(jié)約投資，并且塔板性能就會(huì)有如下變化：60%以上；-8-年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)5提高至10；高氣速下，10%20～30%；F15～15%。ADVF-1因此，浮閥塔的參數(shù)。2.4.2填料塔的具體選擇填料是填料塔的填料兩個(gè)方向進(jìn)行，常用填料的 情況列于下表：表4.3常用填料的與名稱道、斜交錯(cuò)排列。它與相應(yīng)的水平格柵(EF-25A)年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)5提高至10；高氣速下，10%20～30%；F15～15%。ADVF-1因此，浮閥塔的參數(shù)。2.4.2填料塔的具體選擇填料是填料塔的填料兩個(gè)方向進(jìn)行，常用填料的 情況列于下表：表4.3常用填料的與名稱道、斜交錯(cuò)排列。它與相應(yīng)的水平格柵(EF-25A)相比,通量更大，降更容易出現(xiàn)焦化的場(chǎng)合。-9-填料類型填料名稱散裝填料環(huán)形拉西環(huán)形拉西環(huán)，環(huán)，十字環(huán)，內(nèi)螺旋環(huán)開孔環(huán)形環(huán)，改進(jìn)型 環(huán)，階梯環(huán)鞍形弧鞍形，矩鞍形，改進(jìn)矩鞍形環(huán)鞍形金屬環(huán)矩鞍形， 弧形， 環(huán)其他新型球形，花環(huán)形， 環(huán)形規(guī)整填料波紋型垂直波紋型網(wǎng)波紋型，板波紋型水平波紋型Spraypak，Panapak非波紋型珊格形GlitschGrid板片形壓延金屬板，多孔金屬板繞圈形年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)圖4.4MG系列填料實(shí)物圖圖4.5MG系列性能圖-10-年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)圖4.4MG系列填料實(shí)物圖圖4.5MG系列性能圖-10-年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)表4.4MG系列技術(shù)數(shù)據(jù)MG64.X。T401填料2.4.3塔選型選型“兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，四個(gè)”的選型進(jìn)行選型。表4.5塔 選型-11-項(xiàng)目工具來源作用兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化工 設(shè)計(jì)全書——塔設(shè)備設(shè)計(jì)化學(xué)工業(yè)部 計(jì)技術(shù)中心站主編（1988）設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)石化集團(tuán)上海 主編（2003年）設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)四個(gè)AspenPlusV7.0AspenTech公司開發(fā)模擬水力學(xué)參數(shù)及選型結(jié)果核算Sulpak3.0Sulzer年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)表4.4MG系列技術(shù)數(shù)據(jù)MG64.X。T401填料2.4.3塔選型選型“兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，四個(gè)”的選型進(jìn)行選型。表4.5塔 選型-11-項(xiàng)目工具來源作用兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化工 設(shè)計(jì)全書——塔設(shè)備設(shè)計(jì)化學(xué)工業(yè)部 計(jì)技術(shù)中心站主編（1988）設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)石化集團(tuán)上海 主編（2003年）設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)四個(gè)AspenPlusV7.0AspenTech公司開發(fā)模擬水力學(xué)參數(shù)及選型結(jié)果核算Sulpak3.0SulzerChemtech公司開發(fā)填料塔性能計(jì)算CUP-TOWER大學(xué)開發(fā)塔水力學(xué)設(shè)計(jì)SW6-2011全國化工 設(shè)計(jì)技術(shù)中心站塔機(jī)械強(qiáng)度設(shè)計(jì)Mellagrid90.X64.X64.Y40.YSpecificsurfacearea90m2/m364m2/m364m2/m340m2/m3Elementheight(approx)140mm220mm130mm200mmSurfacestructuresmoothMaterialthickness0.5to2mmMaterialAISI 410S or 316L,other materials uponrequest年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)2.5塔主的確定（一）塔板間距塔板間距與主要考慮以下幾個(gè)因素：（1）夾帶減少夾帶量。（2）物料的起泡性易起泡物料的塔板間距大些。（3）操作彈性要求操作彈性較大時(shí)，可選較大的塔板間距。（4）安裝和維修要求例如開人的塔板間距不小于600mm。由于塔板間距與處理能力、操作彈性及塔板效率以及塔徑大小都密切相關(guān)，選用較大的塔板間距可較高的空塔氣速，這樣塔徑可小些，但增加了。低 當(dāng)然塔板間距的合理選擇應(yīng)通過塔盤液體力學(xué)計(jì)算和核算來確定，但從上看，增加往往比增加塔徑有利。*不推薦采用表4.6 浮閥的塔板間距（二）塔的頂部、底部空間及裙座高度（mm）1.塔的頂部空間高度塔的頂部空間高度是指塔頂?shù)谝粚铀宓剿敺忸^切2.塔的底部空間高度取1.2~1.5m。料系統(tǒng)有15分鐘的緩沖時(shí)間時(shí)釜液的停留時(shí)間可取3~5分鐘否則分鐘。但對(duì)釜液流量大的塔，停留時(shí)間 也取3~5分鐘。3.加料板的空間高度15-12-塔徑D塔板間距HT600~700300350450800~1000350*年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)2.5塔主的確定（一）塔板間距塔板間距與主要考慮以下幾個(gè)因素：（1）夾帶減少夾帶量。（2）物料的起泡性易起泡物料的塔板間距大些。（3）操作彈性要求操作彈性較大時(shí)，可選較大的塔板間距。（4）安裝和維修要求例如開人的塔板間距不小于600mm。由于塔板間距與處理能力、操作彈性及塔板效率以及塔徑大小都密切相關(guān)，選用較大的塔板間距可較高的空塔氣速，這樣塔徑可小些，但增加了。低 當(dāng)然塔板間距的合理選擇應(yīng)通過塔盤液體力學(xué)計(jì)算和核算來確定，但從上看，增加往往比增加塔徑有利。*不推薦采用表4.6 浮閥的塔板間距（二）塔的頂部、底部空間及裙座高度（mm）1.塔的頂部空間高度塔的頂部空間高度是指塔頂?shù)谝粚铀宓剿敺忸^切2.塔的底部空間高度取1.2~1.5m。料系統(tǒng)有15分鐘的緩沖時(shí)間時(shí)釜液的停留時(shí)間可取3~5分鐘否則分鐘。但對(duì)釜液流量大的塔，停留時(shí)間 也取3~5分鐘。3.加料板的空間高度15-12-塔徑D塔板間距HT600~700300350450800~1000350*4505006001200~1400350*450500600800*1600~3000450*5006008003300~4200600800年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)加料板的空間高度取決于加料板的結(jié)構(gòu)型式及進(jìn)料狀態(tài)。4.支座高度出料管中心線的高度U和出料管中心線至基礎(chǔ)環(huán)的高度V兩部分組成。裙座上的人孔通常為長(zhǎng)圓形，其600*（1000~1800）mm，以方便進(jìn)出。2.6塔選型結(jié)果本次塔選型設(shè)計(jì)需要對(duì)本廠區(qū)使用的8個(gè)塔進(jìn)行選型設(shè)計(jì)，并且選擇年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)加料板的空間高度取決于加料板的結(jié)構(gòu)型式及進(jìn)料狀態(tài)。4.支座高度出料管中心線的高度U和出料管中心線至基礎(chǔ)環(huán)的高度V兩部分組成。裙座上的人孔通常為長(zhǎng)圓形，其600*（1000~1800）mm，以方便進(jìn)出。2.6塔選型結(jié)果本次塔選型設(shè)計(jì)需要對(duì)本廠區(qū)使用的8個(gè)塔進(jìn)行選型設(shè)計(jì)，并且選擇T102第一三苯分離分隔壁塔和T402第二汽提塔進(jìn)行詳細(xì)說明。2.6.1T402第二汽提塔設(shè)計(jì)結(jié)果則 采用等徑塔，反之，兩差異很大，則用變徑塔。相同，大的塔板上的流體力學(xué)數(shù)據(jù)作為計(jì)算數(shù)據(jù)，如下表：-13-選型與典型設(shè)計(jì)表4.7計(jì)算用流體力學(xué)數(shù)據(jù)AspenPlus流程模擬結(jié)果，該塔選用板式AspenPluscup-tower的設(shè)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》中的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)得到塔徑、板間距、排孔方式和其他流體力學(xué)數(shù)據(jù)，根據(jù)《過程與選型基礎(chǔ)》和《化工結(jié)果分析，同時(shí)對(duì)塔的機(jī)械強(qiáng)度進(jìn)行校核。-14-StageliquidfromvaportoMassflowliquidfromMassflowtoflowliquid選型與典型設(shè)計(jì)表4.7計(jì)算用流體力學(xué)數(shù)據(jù)AspenPlus流程模擬結(jié)果，該塔選用板式AspenPluscup-tower的設(shè)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》中的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)得到塔徑、板間距、排孔方式和其他流體力學(xué)數(shù)據(jù)，根據(jù)《過程與選型基礎(chǔ)》和《化工結(jié)果分析，同時(shí)對(duì)塔的機(jī)械強(qiáng)度進(jìn)行校核。-14-StageliquidfromvaportoMassflowliquidfromMassflowtoflowliquidfromflowvaportoDensityliquidfromDensitytoliquidfromvaportoSurfacetensionliquidfromCCkg/hrkg/hrcum/hrcum/hrkg/cumkg/cumcPcPdyne/cm35162.0899162.567654146.7720390.3773.532823655.92736.36195.5773550.2011260.009415.02945年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)流體力學(xué)計(jì)算結(jié)果-15-塔板編號(hào)(實(shí)際)1#—36#塔板層數(shù)36徑，m1.4板間距，mm600液流1Ａd/Ａt,%12.8開 ,%9.堰長(zhǎng)，mm1089/1796堰高，mm30/側(cè)隙，mm80降液管寬，mm260受液盤寬，mm260受液盤深，mm85堰型平堰塔板形式圓形浮閥塔板編號(hào)1#—36#溢流強(qiáng)度，m3/mh67.53停留時(shí)間，s5.79降液管液泛，%75.71閥孔動(dòng)能因子，(m/s)(kg/m3)0.517.31塔板壓降，Pa1081.97降液管內(nèi)線速度,m/s0.10降液管底隙速度,m/s年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)流體力學(xué)計(jì)算結(jié)果-15-塔板編號(hào)(實(shí)際)1#—36#塔板層數(shù)36徑，m1.4板間距，mm600液流1Ａd/Ａt,%12.8開 ,%9.堰長(zhǎng)，mm1089/1796堰高，mm30/側(cè)隙，mm80降液管寬，mm260受液盤寬，mm260受液盤深，mm85堰型平堰塔板形式圓形浮閥塔板編號(hào)1#—36#溢流強(qiáng)度，m3/mh67.53停留時(shí)間，s5.79降液管液泛，%75.71閥孔動(dòng)能因子，(m/s)(kg/m3)0.517.31塔板壓降，Pa1081.97降液管內(nèi)線速度,m/s0.10降液管底隙速度,m/s0.27年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)-16-塔板編號(hào)(實(shí)際)1#—36#塔板層數(shù)36徑，m1.4板間距，mm600液流1Ａd/Ａt,%12.8開 ,%9.堰長(zhǎng)，mm1089/1796堰高，mm30/側(cè)隙，mm80降液管寬，mm260受液盤寬，mm260受液盤深，mm85堰型平堰塔板形式圓形浮閥塔板編號(hào)1#—36#溢流強(qiáng)度，m3/mh67.53停留時(shí)間，s5.79降液管液泛，%75.71閥孔動(dòng)能因子，(m/s)(kg/m3)0.517.31塔板壓降，Pa1081.97降液管內(nèi)線速度,m/s0.10降液管底隙速度,m/s年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)-16-塔板編號(hào)(實(shí)際)1#—36#塔板層數(shù)36徑，m1.4板間距，mm600液流1Ａd/Ａt,%12.8開 ,%9.堰長(zhǎng)，mm1089/1796堰高，mm30/側(cè)隙，mm80降液管寬，mm260受液盤寬，mm260受液盤深，mm85堰型平堰塔板形式圓形浮閥塔板編號(hào)1#—36#溢流強(qiáng)度，m3/mh67.53停留時(shí)間，s5.79降液管液泛，%75.71閥孔動(dòng)能因子，(m/s)(kg/m3)0.517.31塔板壓降，Pa1081.97降液管內(nèi)線速度,m/s0.10降液管底隙速度,m/s0.27年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)1浮閥校核_T40（實(shí)際板號(hào)：1?！?6＃）-17-基本項(xiàng)目名稱對(duì)二甲苯分廠校核人裝置名稱第二汽提塔日期2014/7/13塔的名稱T402說明塔板編號(hào)(實(shí)際)1#—36#計(jì)算選用的理論25#塔板層數(shù)36塔板編號(hào)(理論)1#—25#塔板形式圓形浮閥分段說明工藝設(shè)計(jì)條件液相氣相質(zhì)量流量kg/h541質(zhì)量流量20390密度kg/m3736.密度5.58體積流量m3/h73.5體積流量3655.粘度cp0.20粘度0.01表面張力dyn/cm15.0安全因子0.82體系因子/0.85充氣因子0.50塔板結(jié)構(gòu)參數(shù)塔徑m1.40孔數(shù)116.0板間距m0.60開孔密度131.0塔截面積m21.53溢流1開孔區(qū)面積m20.88堰的形式平堰開%9.00溢流區(qū)兩側(cè)中心降液管面積比%12.80比%77.77128.27降液管頂部寬度m0.2600彎折距離m0.0820降液管底部寬度m0.1780受液盤深度m0.0850受液盤寬度m0.2600堰高m0.0300年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)1浮閥校核_T40（實(shí)際板號(hào)：1?！?6＃）-17-基本項(xiàng)目名稱對(duì)二甲苯分廠校核人裝置名稱第二汽提塔日期2014/7/13塔的名稱T402說明塔板編號(hào)(實(shí)際)1#—36#計(jì)算選用的理論25#塔板層數(shù)36塔板編號(hào)(理論)1#—25#塔板形式圓形浮閥分段說明工藝設(shè)計(jì)條件液相氣相質(zhì)量流量kg/h541質(zhì)量流量20390密度kg/m3736.密度5.58體積流量m3/h73.5體積流量3655.粘度cp0.20粘度0.01表面張力dyn/cm15.0安全因子0.82體系因子/0.85充氣因子0.50塔板結(jié)構(gòu)參數(shù)塔徑m1.40孔數(shù)116.0板間距m0.60開孔密度131.0塔截面積m21.53溢流1開孔區(qū)面積m20.88堰的形式平堰開%9.00溢流區(qū)兩側(cè)中心降液管面積比%12.80比%77.77128.27降液管頂部寬度m0.2600彎折距離m0.0820降液管底部寬度m0.1780受液盤深度m0.0850受液盤寬度m0.2600堰高m0.0300年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)-18-降液管底隙m0.0800降液管頂部面積m20.1971降液管底部面積m20.11380.0016頂部堰長(zhǎng)m1.08881.7958底部堰長(zhǎng)m0.93271.8000進(jìn)口堰高度m進(jìn)口堰寬度m圓形浮閥參數(shù)浮閥孔徑m0.03單閥重量kg0.03年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)-18-降液管底隙m0.0800降液管頂部面積m20.1971降液管底部面積m20.11380.0016頂部堰長(zhǎng)m1.08881.7958底部堰長(zhǎng)m0.93271.8000進(jìn)口堰高度m進(jìn)口堰寬度m圓形浮閥參數(shù)浮閥孔徑m0.03單閥重量kg0.03年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)-19-工藝計(jì)算結(jié)果正常操作110%操作50%操作空塔氣速m/s0.65970.72570.3299空塔動(dòng)能因子m/s(kg/m1.55801.71380.7790空塔容量因子m/s0.05760.06340.0288m/s7.33008.06303.6650孔動(dòng)能因子m/s(kg/m17.310919.04208.6555氣速m/s2.11722.11722.1172動(dòng)能因子m/s(kg/m5.00005.00005.0000相對(duì)泄露量kg液---溢流強(qiáng)度m^3/(h.m67.534374.287733.7671參數(shù)/0.23110.23110.2311板上液層高度m0.07710.08020.0597堰上液層高度m0.04710.05020.0297液面梯度m---板上液層阻力m液柱0.03850.04010.0298干板壓降m液柱0.11140.13480.0339總板壓降m液柱0.14990.17490.0638夾帶kg液/kg0.02430.03430.0013降液管液泛%75.712985.374140.0928降液管內(nèi)液體高m0.23850.26890.1263降液管停留時(shí)間s5.78865.262411.5772降液管內(nèi)線速度m/s0.10370.11400.0518降液管底隙速度m/s0.27370.30110.1369降液管底隙阻力m液柱0.01150.01390.0029系數(shù)/3.46223.80841.7311降液管最小停留s3.00003.00003.0000年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)-19-工藝計(jì)算結(jié)果正常操作110%操作50%操作空塔氣速m/s0.65970.72570.3299空塔動(dòng)能因子m/s(kg/m1.55801.71380.7790空塔容量因子m/s0.05760.06340.0288m/s7.33008.06303.6650孔動(dòng)能因子m/s(kg/m17.310919.04208.6555氣速m/s2.11722.11722.1172動(dòng)能因子m/s(kg/m5.00005.00005.0000相對(duì)泄露量kg液---溢流強(qiáng)度m^3/(h.m67.534374.287733.7671參數(shù)/0.23110.23110.2311板上液層高度m0.07710.08020.0597堰上液層高度m0.04710.05020.0297液面梯度m---板上液層阻力m液柱0.03850.04010.0298干板壓降m液柱0.11140.13480.0339總板壓降m液柱0.14990.17490.0638夾帶kg液/kg0.02430.03430.0013降液管液泛%75.712985.374140.0928降液管內(nèi)液體高m0.23850.26890.1263降液管停留時(shí)間s5.78865.262411.5772降液管內(nèi)線速度m/s0.10370.11400.0518降液管底隙速度m/s0.27370.30110.1369降液管底隙阻力m液柱0.01150.01390.0029系數(shù)/3.46223.80841.7311降液管最小停留s3.00003.00003.0000年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)-20-負(fù)荷性能圖參數(shù)操作點(diǎn)橫坐標(biāo)m3/h73.53操作點(diǎn)縱坐標(biāo)10^3m3/h3.66操作上限百分比--110.00%操作下限百分比--50.00%5%漏液時(shí) 動(dòng)能因子m/s(kg/m3)^0.55.0010%漏液時(shí)動(dòng)能因子m/s(kg/m3)^0.5A BA B AB C B單流 雙流 雙流X液相體積流量m3/hY氣相體積流量10^3*m3/h0-操作線年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)-20-負(fù)荷性能圖參數(shù)操作點(diǎn)橫坐標(biāo)m3/h73.53操作點(diǎn)縱坐標(biāo)10^3m3/h3.66操作上限百分比--110.00%操作下限百分比--50.00%5%漏液時(shí) 動(dòng)能因子m/s(kg/m3)^0.55.0010%漏液時(shí)動(dòng)能因子m/s(kg/m3)^0.5A BA B AB C B單流 雙流 雙流X液相體積流量m3/hY氣相體積流量10^3*m3/h0-操作線限線2-液相上限線3-漏液線4- 夾帶線5-液泛線年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)從上述設(shè)計(jì)結(jié)果來看，該塔0.1kg液/kg氣，液泛因子小于年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)從上述設(shè)計(jì)結(jié)果來看，該塔0.1kg液/kg氣，液泛因子小于，降液管內(nèi)停留時(shí)間大于5s，且操作彈性較大，較為合理。機(jī)械強(qiáng)度校核結(jié)果Q345R作為塔體材料及裙座材料。Q235作為地腳螺栓材料。-21-年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)表4.8第二汽提塔機(jī)械強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果-22-塔 校核計(jì)算單位集團(tuán)航空動(dòng)力 系統(tǒng)研究所計(jì)算條件塔型板式容器分段數(shù)（不 座）1試驗(yàn)類型封頭上封頭下封頭材料名稱Q345RQ345R名義厚度(mm)1010腐蝕裕量(mm)22焊接接頭系數(shù)0.850.85封頭形狀橢圓形橢圓形圓筒設(shè)計(jì)(Mpa)設(shè)計(jì)溫度(℃)長(zhǎng)度(mm)名義厚度(mm)內(nèi)徑/外徑(mm)即鋼號(hào))10.1418025600101400Q345R2345678910圓筒腐蝕裕量(mm)度(mm)試驗(yàn) 立)(Mpa)試驗(yàn)(臥)(Mpa)120.850.8500.1750.42981523456年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)表4.8第二汽提塔機(jī)械強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果-22-塔 校核計(jì)算單位集團(tuán)航空動(dòng)力 系統(tǒng)研究所計(jì)算條件塔型板式容器分段數(shù)（不 座）1試驗(yàn)類型封頭上封頭下封頭材料名稱Q345RQ345R名義厚度(mm)1010腐蝕裕量(mm)22焊接接頭系數(shù)0.850.85封頭形狀橢圓形橢圓形圓筒設(shè)計(jì)(Mpa)設(shè)計(jì)溫度(℃)長(zhǎng)度(mm)名義厚度(mm)內(nèi)徑/外徑(mm)即鋼號(hào))10.1418025600101400Q345R2345678910圓筒腐蝕裕量(mm)度(mm)試驗(yàn) 立)(Mpa)試驗(yàn)(臥)(Mpa)120.850.8500.1750.42981523456年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)-23-78910年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)-23-78910年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)-24-內(nèi)件及偏心載荷介質(zhì)密度kg/m3752塔釜液面離焊接接頭的高度mm2000塔板分段數(shù)12345塔板型式浮閥塔板層數(shù)36每層塔板上積液厚度mm771最高一層塔板高度mm28600最低一層塔板高度mm7000填料分段數(shù)12345填料頂部高度mm填料底部高度mm填料密度kg/m3集中載荷數(shù)12345集中載荷kg集中載荷高度mm集中載荷中心至容mm塔器附件及基礎(chǔ)塔器附件質(zhì)量計(jì)算系數(shù)1.2基本風(fēng)壓N/m2750基礎(chǔ)高度mm100塔器保溫層厚度mm100保溫層密度kg/m3350裙座防火層厚度mm50防火層密度kg/m330年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)-24-內(nèi)件及偏心載荷介質(zhì)密度kg/m3752塔釜液面離焊接接頭的高度mm2000塔板分段數(shù)12345塔板型式浮閥塔板層數(shù)36每層塔板上積液厚度mm771最高一層塔板高度mm28600最低一層塔板高度mm7000填料分段數(shù)12345填料頂部高度mm填料底部高度mm填料密度kg/m3集中載荷數(shù)12345集中載荷kg集中載荷高度mm集中載荷中心至容mm塔器附件及基礎(chǔ)塔器附件質(zhì)量計(jì)算系數(shù)1.2基本風(fēng)壓N/m2750基礎(chǔ)高度mm100塔器保溫層厚度mm100保溫層密度kg/m3350裙座防火層厚度mm50防火層密度kg/m330年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)-25-管線保溫層厚度mm50最大管線外徑mm150籠式扶梯與最大管線的相對(duì)位置180場(chǎng)地土類型III場(chǎng)地土粗糙度類別B設(shè)防烈度7度(0.1g)設(shè)計(jì) 分組第一組影響系數(shù)最大值max0.08阻尼比0.01塔器上平臺(tái)總個(gè)數(shù)2平臺(tái)寬度mm800塔器上最高平臺(tái)高度mm15600年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)-25-管線保溫層厚度mm50最大管線外徑mm150籠式扶梯與最大管線的相對(duì)位置180場(chǎng)地土類型III場(chǎng)地土粗糙度類別B設(shè)防烈度7度(0.1g)設(shè)計(jì) 分組第一組影響系數(shù)最大值max0.08阻尼比0.01塔器上平臺(tái)總個(gè)數(shù)2平臺(tái)寬度mm800塔器上最高平臺(tái)高度mm15600塔器上最低平臺(tái)高度mm6500年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)-26-裙座裙座結(jié)構(gòu)形式圓筒形裙座底部截面內(nèi)徑mm1400裙座與殼體連接形式對(duì)接裙座高度mm4000裙座材料名稱Q345R裙座設(shè)計(jì)溫度℃180裙座腐蝕裕量mm2裙座名義厚度mm10裙座材料 應(yīng)力MPa185.4料Q345R裙座與筒體連接設(shè)計(jì)溫度下 應(yīng)力MPa185.4度mm20裙座上同一高度處較大孔個(gè)數(shù)2裙座較大孔中心高度mm900裙座上較大孔引出mm450裙座上較大孔引出管厚度mm6長(zhǎng)度mm250地腳螺栓及地腳螺栓座地腳螺栓材料名稱Q235地腳螺栓材料應(yīng)力MPa147地腳螺栓個(gè)數(shù)16地腳螺栓公稱直徑mm64全部筋板塊數(shù)32相鄰筋板最大外側(cè)間距mm163.903筋板內(nèi)側(cè)間距年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)-26-裙座裙座結(jié)構(gòu)形式圓筒形裙座底部截面內(nèi)徑mm1400裙座與殼體連接形式對(duì)接裙座高度mm4000裙座材料名稱Q345R裙座設(shè)計(jì)溫度℃180裙座腐蝕裕量mm2裙座名義厚度mm10裙座材料 應(yīng)力MPa185.4料Q345R裙座與筒體連接設(shè)計(jì)溫度下 應(yīng)力MPa185.4度mm20裙座上同一高度處較大孔個(gè)數(shù)2裙座較大孔中心高度mm900裙座上較大孔引出mm450裙座上較大孔引出管厚度mm6長(zhǎng)度mm250地腳螺栓及地腳螺栓座地腳螺栓材料名稱Q235地腳螺栓材料應(yīng)力MPa147地腳螺栓個(gè)數(shù)16地腳螺栓公稱直徑mm64全部筋板塊數(shù)32相鄰筋板最大外側(cè)間距mm163.903筋板內(nèi)側(cè)間距mm120筋板厚度mm22筋板寬度mm170蓋板類型分塊蓋板上地腳螺栓孔直徑mm85蓋板厚度mm48蓋板寬度mm220墊板有墊板上地腳螺栓孔直徑mm67年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)-27-墊板厚度mm24墊板寬度mm120基礎(chǔ)環(huán)板外徑mm1670基礎(chǔ)環(huán)板內(nèi)徑mm年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)-27-墊板厚度mm24墊板寬度mm120基礎(chǔ)環(huán)板外徑mm1670基礎(chǔ)環(huán)板內(nèi)徑mm1150基礎(chǔ)環(huán)板名義厚度mm24年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)-28-計(jì)算結(jié)果容器殼體強(qiáng)度計(jì)算元件名稱設(shè)計(jì)名(mm)直立容器校核(mm)下封頭10101.7291段圓筒10101.7241段變徑段2段圓筒2段變徑段3段圓筒3段變徑段4段圓筒4段變徑段5段圓筒5段變徑段6段圓筒6段變徑段7段圓筒7段變徑段8段圓筒8段變徑段9段圓筒上封頭10101.729裙座(mm)(mm)年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)-28-計(jì)算結(jié)果容器殼體強(qiáng)度計(jì)算元件名稱設(shè)計(jì)名(mm)直立容器校核(mm)下封頭10101.7291段圓筒10101.7241段變徑段2段圓筒2段變徑段3段圓筒3段變徑段4段圓筒4段變徑段5段圓筒5段變徑段6段圓筒6段變徑段7段圓筒7段變徑段8段圓筒8段變徑段9段圓筒上封頭10101.729裙座(mm)(mm)年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)-29-1010年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)-29-1010年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)-30-風(fēng)載及 載荷0－0A－A1－1(筒體)頭)2－23－3操作質(zhì)量 58949.358531.556894.756885.656885.6最小質(zhì)量 年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)-30-風(fēng)載及 載荷0－0A－A1－1(筒體)頭)2－23－3操作質(zhì)量 58949.358531.556894.756885.656885.6最小質(zhì)量 20882.620464.918828.118818.918818.9試驗(yàn)時(shí)質(zhì)量64407.76399062353.222140.622140.6風(fēng)彎矩MIIPl/2P (ll /2)P (ll l /2)...w i i i1 i i1 i2 i i1 i21.406e+091.336e+091.107e+091.106e+091.106e+09nMII(2/T)2Ym(hh)(h)ca 1 T1 k k k1kinMca(II) MII(2/T)2Ym(hh)(h)ca 2 T2 k k k2ki順風(fēng)向彎矩MII(I)cw順風(fēng)向彎矩MII(II)cwmax(MII,(MII)2(MII)2)ew w ca cw1.406e+091.336e+091.107e+091.106e+091.106e+09n彎矩MIIF(hh)注: 振型時(shí),此項(xiàng)按B.24計(jì)算E 1k kki2.815e+082.668e+082.196e+082.193e+082.193e+08偏心彎矩Memegle年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)-31-00000最大彎矩M max(MI年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)-31-00000最大彎矩M max(MIIM,MII0.25MIIM)max w e E w e需橫風(fēng)向計(jì)算時(shí)M max(MIIM,MII0.25MIIM)max ew e E w e1.406e+091.336e+091.107e+091.106e+091.106e+09年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)-32-n垂直 力FmhF00/mh(i1,2,..,n)vi iiv kk00000應(yīng)力計(jì)算6.366.36 (mIIg年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)-32-n垂直 力FmhF00/mh(i1,2,..,n)vi iiv kk00000應(yīng)力計(jì)算6.366.36 (mIIgFII)/D12 0 v iei17.0817.5316.4816.4816.48 4MII/D213 max iei118.59110.4093.4093.2893.28 (mIIgFII)/D22 0 v iei5.455.4531PTDi/4ei7.957.95 mIIg/D32 T iei18.6619.1718.066.416.41 4(0.3MIIM)/D233 w e iei35.5833.1228.0227.9827.98[]t185.40185.40185.40185.40185.40B121.42121.42121.42121.42121.42年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)-33-組合應(yīng) 核A1123內(nèi)壓23(外壓)83.1783.17值189.11189.11A223(內(nèi)壓123(外壓)135.67127.93109.8998.7398.73值145.70145.70145.70145.70145.70A312年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)-33-組合應(yīng) 核A1123內(nèi)壓23(外壓)83.1783.17值189.11189.11A223(內(nèi)壓123(外壓)135.67127.93109.8998.7398.73值145.70145.70145.70145.70145.70A312329.5329.53值310.50310.50A42354.2352.2946.0834.4034.40值136.70136.70136.70136.70164.0439.2939.29值310.50310.50校核結(jié)果合格合格合格合格合格1ij中i和j的意義如下i=1操作工況 j=1設(shè)計(jì) 或試驗(yàn) 下引起的軸向應(yīng)力（拉）i=2檢修工況 j=2重力及垂直 力引起的軸向應(yīng)力（壓）i=3 試驗(yàn)工況 j=3彎矩引起的軸向應(yīng)力（拉或壓）[]t設(shè)計(jì)溫度下材料 應(yīng)力B 設(shè)計(jì)溫度下軸向 的應(yīng)力 注2:A1:軸向最大組合拉應(yīng)力 A2:軸向最大組合壓應(yīng)力A3: 試驗(yàn)時(shí)軸向最大組合拉應(yīng)力 A4: 試驗(yàn)時(shí)軸向最大組合壓應(yīng)力:試驗(yàn) 引起的周向應(yīng)力年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)-34-如年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)-34-如下力:N 年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)-35-計(jì)算結(jié)果地腳螺栓及地腳螺栓座基礎(chǔ)環(huán)板抗彎斷面模數(shù) (D4D4)Zb ob ib32Dobmm33.54426e+08基礎(chǔ)環(huán)板面積 (D2D2)Ab ob ib4mm21.15171e+06基礎(chǔ)環(huán)板計(jì)算力矩年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)-35-計(jì)算結(jié)果地腳螺栓及地腳螺栓座基礎(chǔ)環(huán)板抗彎斷面模數(shù) (D4D4)Zb ob ib32Dobmm33.54426e+08基礎(chǔ)環(huán)板面積 (D2D2)Ab ob ib4mm21.15171e+06基礎(chǔ)環(huán)板計(jì)算力矩max(MC b2,MC l2)x xbmax y ybmaxNmm13095.3基礎(chǔ)環(huán)板需要厚度mm24.00基礎(chǔ)環(huán)板厚度厚度校核結(jié)果合格混凝土地基上最大壓應(yīng)力 M00/Z(mgF00)/Amax b 0 v b 中大值0.3M00M)/Zmg/Aw e b max bMPa4.47地腳螺栓受風(fēng)載時(shí)最大拉應(yīng)力M00Mmgw e minB Z Ab bMPa3.79地腳螺栓受 載荷時(shí)最大拉應(yīng)力00 00 00ME0.25MwgFv B Z Ab bMPa1.28地腳螺栓需要的螺紋小徑d1 btmm51.5988地腳螺栓實(shí)際的螺紋小徑mm57.505地腳螺栓校核結(jié)果合格筋板壓應(yīng)力 FG nl'1G2MPa49.58筋板 應(yīng)力MPa95.24筋板校核結(jié)果合格'蓋板最大應(yīng)力 3F1l3 z 4(l'd)2(l'd)22 3 c 4 2 zMPa144.55蓋板 應(yīng)力MPa147蓋板校核結(jié)果|合格裙座與殼體的焊接接頭校核焊接接頭截面上的塔器操作質(zhì)量kg56885.6焊接接頭截面上的最大彎矩Nmm1.10569e+09年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)-36-對(duì)接接頭校核對(duì)接接頭橫截面Ditesmm233866.3對(duì)接接頭抗彎斷面模數(shù)D2/4esmm31.18532e+07對(duì)接焊接接頭在操作工況下最大拉應(yīng)力4MJJ mJJgFJJ 0 v D2 D年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)-36-對(duì)接接頭校核對(duì)接接頭橫截面Ditesmm233866.3對(duì)接接頭抗彎斷面模數(shù)D2/4esmm31.18532e+07對(duì)接焊接接頭在操作工況下最大拉應(yīng)力4MJJ mJJgFJJ 0 v D2 Dites itesMPa76.80對(duì)接焊接接頭拉應(yīng)力 值MPa133.488對(duì)接接頭拉應(yīng) 核結(jié)果合格搭接接頭校核搭接接頭橫截面A0.7Dw otesmm2搭接接頭抗剪斷面模數(shù)Z0.55D2w otesmm3搭接焊接接頭在操作工況下最大剪應(yīng)力MJJ mJJgFJJ0 v Zw AwMPa搭接焊接接頭在操作工況下的剪應(yīng)力值MPa搭接焊接接頭在試驗(yàn)工況下最大剪應(yīng)力0.3MJJM mJJg w emaxZw AwMPa搭接焊接接頭在試驗(yàn)工況下的剪應(yīng)力值MPa搭接接頭拉應(yīng) 核結(jié)果主要 設(shè)計(jì)及總體參數(shù)計(jì)算結(jié)果裙座設(shè)計(jì)名義厚度mm10容器總?cè)莘emm34.02034e+10直立容器總高mm29985殼體和裙座質(zhì)量kg10638.1附件質(zhì)量kg2127.63內(nèi)件質(zhì)量kg4152.09保溫層質(zhì)量kg4277.83平臺(tái)及扶梯質(zhì)量kg3008.64操作時(shí)物料質(zhì)量kg34745年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)-37-試驗(yàn)時(shí)液體質(zhì)量kg40203.4吊裝時(shí)空塔質(zhì)量kg13596.2直立容器的操作質(zhì)量年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)-37-試驗(yàn)時(shí)液體質(zhì)量kg40203.4吊裝時(shí)空塔質(zhì)量kg13596.2直立容器的操作質(zhì)量kg58949.3直立容器的最小質(zhì)量mminm010.2m02m03m04mamekg20882.6直立容器的最大質(zhì)量mmaxm01m02m03m04mamwmekg64407.7年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)-38-空塔重心至基礎(chǔ)環(huán)板底截面距離mm15049.9直立容器自振周期s1.80第二振型自振周期s0.29第三振型自振周期s0.10(第一振型)(第二振型)系數(shù)設(shè)計(jì)風(fēng)速風(fēng)載對(duì)直立容器總的橫推力PiN77410載荷對(duì)直立容器總的橫推力F1KN12615.7操作工況下容器頂部最大撓度mm92.9141容器 外壓年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)-38-空塔重心至基礎(chǔ)環(huán)板底截面距離mm15049.9直立容器自振周期s1.80第二振型自振周期s0.29第三振型自振周期s0.10(第一振型)(第二振型)系數(shù)設(shè)計(jì)風(fēng)速風(fēng)載對(duì)直立容器總的橫推力PiN77410載荷對(duì)直立容器總的橫推力F1KN12615.7操作工況下容器頂部最大撓度mm92.9141容器 外壓MPa填料質(zhì)量計(jì)入物料質(zhì)量；偏心質(zhì)量計(jì)入直立容器的操作質(zhì)量、最小質(zhì)量、最大質(zhì)量中。年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)-39-上封頭校核計(jì)算計(jì)算集團(tuán)航空動(dòng)力 系統(tǒng)研究所計(jì)算所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)GB150.3-2011計(jì)算條件橢圓封頭簡(jiǎn)圖計(jì)算 Pc0.14MPa設(shè)計(jì)溫度t180.00CDi1400.00mm曲面深度hi350.00mm材料Q345R (板材)設(shè)計(jì)溫度 應(yīng)力t185.40MPa試驗(yàn)溫度 應(yīng)力189.00MPa鋼板負(fù)偏差C10.30mm腐蝕裕量C22.00mm0.85試驗(yàn)時(shí)應(yīng) 核試驗(yàn)類型試驗(yàn)試驗(yàn) 值0.1750 (或由用戶輸入)[]t年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)-39-上封頭校核計(jì)算計(jì)算集團(tuán)航空動(dòng)力 系統(tǒng)研究所計(jì)算所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)GB150.3-2011計(jì)算條件橢圓封頭簡(jiǎn)圖計(jì)算 Pc0.14MPa設(shè)計(jì)溫度t180.00CDi1400.00mm曲面深度hi350.00mm材料Q345R (板材)設(shè)計(jì)溫度 應(yīng)力t185.40MPa試驗(yàn)溫度 應(yīng)力189.00MPa鋼板負(fù)偏差C10.30mm腐蝕裕量C22.00mm0.85試驗(yàn)時(shí)應(yīng) 核試驗(yàn)類型試驗(yàn)試驗(yàn) 值0.1750 (或由用戶輸入)[]tMPa試驗(yàn) 力tT0.90s= 310.50MPa試驗(yàn) 下封頭的應(yīng)力T=pT.(KDi0.5e)=18.772e.MPa校核條件TT校核結(jié)果合格厚度及重量計(jì)算形狀系數(shù)K=1 D2=1.00002 i6 2h i計(jì)算厚度= =0.62h mm有效厚度eh=nh-C1-C2=7.70mm最小厚度min=3.00mm名義厚度nh=10.00mm結(jié)論滿足最小厚度要求重量172.70Kg年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)-40-壓 力 計(jì)算最大 工作2[]t年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)-40-壓 力 計(jì)算最大 工作2[]t e[Pw]= 1.72874MPa結(jié)論合格年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)-41-下封頭校核計(jì)算計(jì)算集團(tuán)航空動(dòng)力 系統(tǒng)研究所計(jì)算所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)GB150.3-2011計(jì)算條件橢圓封頭簡(jiǎn)圖計(jì)算 Pc0.16MPa設(shè)計(jì)溫度t180.00CDi1400.00mm曲面深度hi350.00mm材料Q345R (板材)設(shè)計(jì)溫度 應(yīng)力t185.40MPa試驗(yàn)溫度 應(yīng)力189.00MPa鋼板負(fù)偏差C10.30mm腐蝕裕量C22.00mm0.85試驗(yàn)時(shí)應(yīng) 核試驗(yàn)類型試驗(yàn)試驗(yàn) 值0.4298 (或由用戶輸入)[]t年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)-41-下封頭校核計(jì)算計(jì)算集團(tuán)航空動(dòng)力 系統(tǒng)研究所計(jì)算所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)GB150.3-2011計(jì)算條件橢圓封頭簡(jiǎn)圖計(jì)算 Pc0.16MPa設(shè)計(jì)溫度t180.00CDi1400.00mm曲面深度hi350.00mm材料Q345R (板材)設(shè)計(jì)溫度 應(yīng)力t185.40MPa試驗(yàn)溫度 應(yīng)力189.00MPa鋼板負(fù)偏差C10.30mm腐蝕裕量C22.00mm0.85試驗(yàn)時(shí)應(yīng) 核試驗(yàn)類型試驗(yàn)試驗(yàn) 值0.4298 (或由用戶輸入)[]tMPa試驗(yàn) 力tT0.90s= 310.50MPa試驗(yàn) 下封頭的應(yīng)力T=pT.(KDi0.5e)=46.102e.MPa校核條件TT校核結(jié)果合格厚度及重量計(jì)算形狀系數(shù)K=1 D2=1.00002 i6 2h i計(jì)算厚度= =0.70h mm有效厚度eh=nh-C1-C2=7.70mm最小厚度min=3.00mm名義厚度nh=10.00mm結(jié)論滿足最小厚度要求重量172.70Kg年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)-42-壓 力 計(jì)算最大 工作2[]t年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)-42-壓 力 計(jì)算最大 工作2[]t e[Pw]= 1.72874MPa結(jié)論合格年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)內(nèi)壓圓筒校核計(jì)算集團(tuán)航空動(dòng)力系統(tǒng)研究所計(jì)算所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)GB150.3-2011計(jì)算條件筒體簡(jiǎn)圖計(jì)算Pc0.15MPaC設(shè)計(jì)溫度t180.00內(nèi)徑Di1400.00mm材料Q345R(板材)試驗(yàn)溫度應(yīng)力189.00MPa設(shè)計(jì)溫度應(yīng)力185.40MPas試驗(yàn)溫度下屈服點(diǎn)345.00MPa鋼板負(fù)偏差C10.30mm腐蝕裕量C22.00mm焊接接頭系數(shù)0.85厚度及重量計(jì)算計(jì)算厚度mm Pc==0.69e=n-C1-C2=7.70有效厚度mmn=名義厚度10.00mm重量8901.56Kg試驗(yàn)時(shí)應(yīng)核試驗(yàn)類型試驗(yàn)MPa試驗(yàn)值[]tPT=1.25P= 0.4298(或由用戶輸入)試驗(yàn)的應(yīng)力水平通過TT0.90s=310.50MPapT.(Die)2e.試驗(yàn)下T==46.22MPa圓筒的應(yīng)力TT校核條件校核結(jié)果合格及應(yīng)力計(jì)算2年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)內(nèi)壓圓筒校核計(jì)算集團(tuán)航空動(dòng)力系統(tǒng)研究所計(jì)算所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)GB150.3-2011計(jì)算條件筒體簡(jiǎn)圖計(jì)算Pc0.15MPaC設(shè)計(jì)溫度t180.00內(nèi)徑Di1400.00mm材料Q345R(板材)試驗(yàn)溫度應(yīng)力189.00MPa設(shè)計(jì)溫度應(yīng)力185.40MPas試驗(yàn)溫度下屈服點(diǎn)345.00MPa鋼板負(fù)偏差C10.30mm腐蝕裕量C22.00mm焊接接頭系數(shù)0.85厚度及重量計(jì)算計(jì)算厚度mm Pc==0.69e=n-C1-C2=7.70有效厚度mmn=名義厚度10.00mm重量8901.56Kg試驗(yàn)時(shí)應(yīng)核試驗(yàn)類型試驗(yàn)MPa試驗(yàn)值[]tPT=1.25P= 0.4298(或由用戶輸入)試驗(yàn)的應(yīng)力水平通過TT0.90s=310.50MPapT.(Die)2e.試驗(yàn)下T==46.22MPa圓筒的應(yīng)力TT校核條件校核結(jié)果合格及應(yīng)力計(jì)算2e[]t最大工作MPa[Pw]==1.724012eMPa設(shè)計(jì)溫度下計(jì)算應(yīng)力t==14.15t157.59MPat≥t校核條件結(jié)論合格-43-年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)2.6.2T102第一三苯分離分隔壁塔設(shè)計(jì)結(jié)果AspenPlus填料，等板高度低，壓降小，處理能力大，持液量小使液體停留時(shí)間短。結(jié)合AspenPlus的模擬結(jié)果，利用Sulpak的設(shè)計(jì)得到塔徑、和其他流體力學(xué)數(shù)據(jù)，由于使 的機(jī)械強(qiáng)度進(jìn)行校核。主塔流體力學(xué)計(jì)算結(jié)果工程上大型填料分層 以此為原則，將主塔分為7段，副塔分為4段。以主塔設(shè)計(jì)過程為例：表年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)2.6.2T102第一三苯分離分隔壁塔設(shè)計(jì)結(jié)果AspenPlus填料，等板高度低，壓降小，處理能力大，持液量小使液體停留時(shí)間短。結(jié)合AspenPlus的模擬結(jié)果，利用Sulpak的設(shè)計(jì)得到塔徑、和其他流體力學(xué)數(shù)據(jù)，由于使 的機(jī)械強(qiáng)度進(jìn)行校核。主塔流體力學(xué)計(jì)算結(jié)果工程上大型填料分層 以此為原則，將主塔分為7段，副塔分為4段。以主塔設(shè)計(jì)過程為例：表4.8分隔壁塔分段結(jié)果按分段導(dǎo)入流體力學(xué)數(shù)據(jù)，選擇M250.X填料，對(duì)塔性能進(jìn)行計(jì)算，得到負(fù)荷圖，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和示意圖，如下所示。-44-床層起始板位置結(jié)束板位置板數(shù)1112122124374812549611366274137758612年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)圖4.6T102輪廓圖年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)圖4.6T102輪廓圖-45-年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)圖4.7T102年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)圖4.7T102容量數(shù)據(jù)圖-46-年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)圖4.8T102氣液數(shù)據(jù)（1年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)圖4.8T102氣液數(shù)據(jù)（1）-47-年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)圖4.9T102氣液數(shù)據(jù)（2年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)圖4.9T102氣液數(shù)據(jù)（2）-48-年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)圖4.10T102氣液數(shù)據(jù)（3年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)圖4.10T102氣液數(shù)據(jù)（3）-49-年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)4.11T102氣液同理對(duì)副塔進(jìn)行設(shè)計(jì)后分別得到主數(shù)據(jù)（4）年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)4.11T102氣液同理對(duì)副塔進(jìn)行設(shè)計(jì)后分別得到主數(shù)據(jù)（4）4.4m，副積計(jì)算后得到分隔壁塔的塔徑圓整值為5m。主、副塔均使用M250.X填料。-50-年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)機(jī)械強(qiáng)度校核結(jié)果表4.9T102機(jī)械強(qiáng)度校核結(jié)果-51-塔 校核計(jì)算單位集團(tuán)航空動(dòng)力 系統(tǒng)研究所計(jì)算條件塔型填料容器分段數(shù)（不 座）1試驗(yàn)類型封頭上封頭下封頭材料名稱Q345RQ345R名義厚度(mm)1414腐蝕裕量(mm)22焊接接頭系數(shù)0.850.85封頭形狀橢圓形橢圓形圓筒設(shè)計(jì)(Mpa)設(shè)計(jì)溫度(℃)長(zhǎng)度(mm)名義厚度(mm)內(nèi)徑/外徑(mm)即鋼號(hào))10.1518451485145000Q345R2345678910圓筒腐蝕裕量(mm)度(mm)試驗(yàn) 立)(Mpa)試驗(yàn)(臥)(Mpa)120.850.8500.1750.6927232345年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)機(jī)械強(qiáng)度校核結(jié)果表4.9T102機(jī)械強(qiáng)度校核結(jié)果-51-塔 校核計(jì)算單位集團(tuán)航空動(dòng)力 系統(tǒng)研究所計(jì)算條件塔型填料容器分段數(shù)（不 座）1試驗(yàn)類型封頭上封頭下封頭材料名稱Q345RQ345R名義厚度(mm)1414腐蝕裕量(mm)22焊接接頭系數(shù)0.850.85封頭形狀橢圓形橢圓形圓筒設(shè)計(jì)(Mpa)設(shè)計(jì)溫度(℃)長(zhǎng)度(mm)名義厚度(mm)內(nèi)徑/外徑(mm)即鋼號(hào))10.1518451485145000Q345R2345678910圓筒腐蝕裕量(mm)度(mm)試驗(yàn) 立)(Mpa)試驗(yàn)(臥)(Mpa)120.850.8500.1750.6927232345年產(chǎn)55選型與典型設(shè)計(jì)-52-6