目录一、塔设备的概述错误!未定义书签。1.1填料塔错误!未定义书签。1.2板式塔错误!未定义书签。1.3填料塔与板式塔的比较塔设备设计的基本步骤错误!未定义书签。质量载荷错误!未定义书签。3.3地震载荷错误!未定义书签。3.4偏心弯矩错误!未定义书签。3.5最大弯矩错误!未定义书签。3.6圆筒轴向应力核核错误!未定义书签。3.6.1圆筒轴向应力错误!未定义书签。3.6.2圆筒稳定校核错误!未定义书签。3.6.3圆筒拉应力校核裙座轴向应力校核错误!未定义书签。3.7.1裙座底截面的组合应力错误!未定义书签。4.8轴向应力校核条件错误!未定义书签。五、心得体会错误!未定义书签。装置名称塔设备投资的比装置名称塔设备重量的比化工及石油化学工业炼油及煤化工-—化纤—25.434.854.960万，12催化裂化305.354一、塔设备的概述塔设备是石油化学工业、化学工业、石油工业等生产中最重要的设备之一。它可（汽）液或液液相之间进行充分接触,达到相际传热及传质的目的。在塔设备中能进行的单元操作有:精馏、吸收、解吸，气体的增湿及冷却等。表中所示为几个典型的实例。塔设备的投资及重量在过程设备中所占的比例实现气（汽）—液相或液—液相之间的充分接触,进而达到相际传质和传热的的。塔设备大范围的使用在蒸馏、吸收、介吸、萃取、气体的洗涤、增湿及冷却等单元操作中,它的操作性能好坏,对整个装置性能好坏、对整个装置的生产，产品产量、质量、成本以及环境保护、“三废”处理等都有较大的影响。因此对设备的研究一直是工程界所关注的热点。随着石油、化工的发展，塔设备的合理造型及设计将慢慢的受到关注和重视。为了使塔设备能更有效、更经济的运行，除了要求它满足特定的工艺条件，还应满足以下基本要求。耐腐蚀，不易堵塞。为便于研究和比较,人们从不同的角度对塔设备做分类。按单元操作分馏塔、吸收塔、解吸塔、萃取塔、反应塔和干燥塔。用以实现蒸馏和吸收两种分离操作的塔设备分别称为蒸馏塔和吸收塔。这类塔设备的基本功能在于提供充分接触的机会，使质、热两种传递过程能够迅速有效地进行,还要能够使接触之后的气、液两相及时分开,互不夹带。也有按形成相际接触面的方式和按塔釜型式分类的；但是,最常用的分类是按塔的内件结构分为板式塔和填料塔两大类,人们又按板式塔的塔盘结构和填料塔所用的填料,细分为多种塔目前工业上应用最广泛的是填料塔及板式塔。1．1填料塔以填料作为气、液接触和传质的基础构件，液体在填料表面呈膜状自上流动，气体呈连续相自下而上与液体作递向流动，并进行气、液两相间的传质和传热。两相的组分浓度和温度沿塔高连续变化。填料塔属于微分接传质设备。如图2.1为填料塔的总体结构：1-2板式塔以塔板作为气、液接触和传质的基础构件，液体自上而下流入各层塔板，形池，气体以鼓泡或喷射的形式自下而上穿过各层塔板的筛孔、液池，使气、液两相密切接触而传质和传热。两相的组分浓度呈阶梯式变化，板式塔属于逐级接触型的气、液传质设备。如图2.2为板式塔的总体结构。2.2板式塔的总体结构无论是板式塔还是填料塔，除了各种内件之外，均由塔体、支座、人孔或手孔、除沫器、接管、吊柱及扶梯、操作平台等组成。塔体塔体即塔设备的外壳，常见的塔体由等直径、等厚度的圆筒及上下封头组成。塔设备通常安装在室外,因而塔体除了承受一定的操作压力压）、温度外，还应该要考虑风载荷、地震载荷、偏心载荷。此外还要满足在试压、运输及吊装时的强度、刚度及稳定性要求b.支座塔体支座是塔体与基础的连接结构。因为塔设备较高、重量较证其足够的强度及刚度,一般会用裙式支座。C.人孔及手孔为安装、检修、检查等需要，往往在塔体上设置人孔接管用于连接工艺管线，使塔设备与其他相关设备相连接。按其用途可分为进液管、出液管、回流管、进气出气管、侧线抽出管、取样管、仪表接管、液位计接管等。用于捕集夹带在气流中的液滴。除沫器工作性能的好坏对除沫效率、分离效果都具有较大的影响。安装于塔顶，大多数都用在安装、检修时吊运塔内件。1.3填料塔与板式塔的比较对于许多逆流气液接触过程，填料塔和板式塔都是可以适用的,设计者必须根据详细情况进行选用。填料塔和板式塔有许多不同点，了解这些不同点对于合理选用塔设备是有帮助的。填料塔操作范围较小，特别是对于液体负荷变化更为敏感。当液体负荷较小时,填料表面不能很好地润湿，传质就效果急剧下降;当液体负荷过大时,则易产生液泛。设计良好的板式塔，则具有大得多的操作范围。大孔径筛板、泡罩塔等）则可以轻松又有效地处理这种物质。另外，板式塔的清洗亦比填料塔方便。不问题而使结构复杂化。板式塔可方便地在塔板上安装冷却盘管。同理,当有侧线出料时,填料塔也不如板式塔方便。以前乱堆填料塔直径很少大于0.5m,后来又认为不宜超过1.5m,根据年来填料塔的发展状况，这一限制似乎不再成立。板式塔直径一般不小于0.6对热敏性物系宜采用填料塔。二、塔设备设计的基本步骤塔设备大多安装在室外,靠裙座底部的地脚螺栓固定在混凝土基础上，通常称为自支承式塔,除承受介质压力外，塔设备还承受各种重量(包括塔体、塔内件、介质、保温层、操作平台、扶梯等附件的重量)、管道推力、偏心载荷、风载荷及地震载荷的联合作用，由于在正常工作、停工检修、压力试验等三种工况下,塔所受的载荷并不相同，为了能够更好的保证塔设备安全运作，必须对其在这三种工况下进行轴向强度及稳定性校设计计算裙座、其他环板、地脚螺栓等。三、塔设备的强度和稳定能力计算根据课程设计的特点,着重介绍等截面、等壁厚塔设备的设计计算。3.1塔设备的载荷分析和设计准则塔设备在操作时主要承受的以下几种载荷作用:操作压力、质量载荷、地震载风载荷、偏心载荷。各种载荷示意图及符号见图5－3。5-3塔设备各种载荷示意图及符号（a）质量载荷;（b）地震载荷;（c）风载荷;（d）偏心载荷塔设备的强度和稳定能力计算通常按下列步骤计算。8相应章节或参考文献1第十一章,按压力确定圆筒有效厚度ei与裙座有效厚度es。应满足用，依次进行校核和计算，并应满足各相应要求,否则需重新设定圆筒的有效厚度ei,直至满足全部校核条件为止。塔设备设计计算常用符号及说明见表5-3。MI-1maxMI-IWeMI-I+0.25MI-I3．2质量载荷塔设备的操作质量(5-1)塔设备的最大质量max(kg)(5-2)塔设备的最小质量min(kg)min二oi2rn2系考虑焊在壳体上部分内构件的质量，如塔盘支持圈、降等。当空塔起吊时，如未装保温层、平台、扶梯，则m应扣除m04式中的壳体和裙座质量m01按求出的壳体名义厚度ns计算,也可分段计算。部分塔设备零部件，若无实际资料，可参考表5，计算中注意单位统一。3.3地震载荷当发生地震时,塔设备作为悬臂梁，在地震载荷作用下产生弯曲变形。安装在七度或七度以上地震烈度地区的塔设备一定要考虑它的抵抗震动的能力，计算出它的地震载荷3.4偏心弯矩 当塔设备的外侧悬挂有分离器、再沸器、冷凝器等附属设备时，可将其视为 偏心载荷。由。于有偏心距e 的存在，偏心载荷在塔截面上引起偏心弯矩 ge(5-22) 3.5 最大弯矩 塔设备任意计算截面1—1 处的最大弯矩 按式(5-23)计算: 塔设备底部截面0-