英搏尔_MC3526说明书

化工设备课程设计计算书(板式塔)

《化工设备设计基础》 课程设计计算说明书 学生姓名：学号： 所在学院： 专业： 设计题目： 指导教师： 2011年月日 目录 一.设计任务书 (2)

二.设计参数与结构简图 (4) 三.设备的总体设计及结构设计 (5) 四.强度计算 (7) 五.设计小结 (13) 六.参考文献 (14) 一、设计任务书 1、设计题目 根据《化工原理》课程设计工艺计算内容进行填料塔（或板式塔）设计。

设计题目： 各个同学按照自己的工艺参数确定自己的设计题目：填料塔（板式塔）DNXXX设计。 例：精馏塔（DN1800）设计 2、设计任务书 2.1设备的总体设计与结构设计 （1）根据《化工原理》课程设计，确定塔设备的型式(填料塔、板式塔)； （2）根据化工工艺计算，确定塔板数目(或填料高度)； （3）根据介质的不同，拟定管口方位； （4）结构设计，确定材料。 2.2设备的机械强度设计计算 （1）确定塔体、封头的强度计算。 （2）各种开孔接管结构的设计，开孔补强的验算。 （3）设备法兰的型式及尺寸选用；管法兰的选型。 （4）裙式支座的设计验算。 （5）水压试验应力校核。 2.3完成塔设备装配图 （1）完成塔设备的装配图设计，包括主视图、局部放大图、焊缝节点图、管口方位图等。 （2）编写技术要求、技术特性表、管口表、明细表和标题栏。 3、原始资料 3.1《化工原理》课程设计塔工艺计算数据。 3.2参考资料： [1] 董大勤.化工设备机械基础[M].北京：化学工业出版社，2003. [2] 全国化工设备技术中心站.《化工设备图样技术要求》2000版[S]． [3] GB150-1998.钢制压力容器[S]． [4] 郑晓梅.化工工程制图化工制图[M]．北京：化学工业出版社，2002. [5] JB/T4710-2005.钢制塔式容器[S]． 4、文献查阅要求

塔设备设计说明书精选文档

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《化工设备机械基础》 塔设备设计 课程设计说明书 学院：木工学院 班级：林产化工0 8 学号： 035 036 姓名：万永燕郑舒元 分组：第四组

目录

前言 摘要 塔设备是化工、石油等工业中广泛使用的重要生产设备。塔设备的基本功能在于提供气、液两相以充分接触的机会，使质、热两种传递过程能够迅速有效地进行；还要能使接触之后的气、液两相及时分开，互不夹带。因此，蒸馏和吸收操作可在同样的设备中进行。根据塔内气液接触部件的结构型式，塔设备可分为板式塔与填料塔两大类。板式塔内沿塔高装有若干层塔板(或称塔盘)，液体靠重力作用由顶部逐板流向塔底，并在各块板面上形成流动的液层；气体则靠压强差推动，由塔底向上依次穿过各塔板上的液层而流向塔顶。气、液两相在塔内进行逐级接触，两相的组成沿塔高呈阶梯式变化。填料塔内装有各种形式的固体填充物，即填料。液相由塔顶喷淋装置分布于填料层上，靠重力作用沿填料表面流下；气相则在压强差推动下穿过填料的间隙，由塔的一端流向另一端。气、液在填料的润湿表面上进行接触，其组成沿塔高连续地变化。目前在工业生产中，当处理量大时多采用板式塔，而当处理量较小时多采用填料塔。蒸馏操作的规模往往较大，所需塔径常达一米以上，故采用板式塔较多；吸收操作的规模一般较小，故采用填料塔较多。 板式塔为逐级接触式气液传质设备。在一个圆筒形的壳体内装有若干层按一定间距放置的水平塔板，塔板上开有很多筛孔，每层塔板靠塔壁处设有降液管。气液两相在塔板内进行逐级接触，两相的组成沿塔高呈阶梯式变化。板式塔的空塔气速很高，因而生产能力较大，塔板效率稳定，造价低，检修、清理方便

塔设备设计说明书

《化工设备机械基础》 塔设备设计 课程设计说明书 学院：木工学院 班级：林产化工0 8 学号： 姓名：万永燕郑舒元 分组：第四组 目录 前言............................................................... 错误！未定义书签。 摘要 (2) 关键字 (2) 第二章设计参数及要求 (2) 1.1符号说明 (2) 1.2.设计参数及要求 (3) 3 3 第二章材料选择 (4) 2.1概论 (4) 2.2塔体材料选择 (4) 2.3 裙座材料的选择 (4) 第三章塔体的结构设计及计算 (5) 3.1 按计算压力计算塔体和封头厚度 (5) 3.2 塔设备质量载荷计算 (5) 3.3 风载荷和风弯矩 (6) 3.4 地震弯矩计算 (7) 3.5 各种载荷引起的轴向应力 (7) 3.6 塔体和裙座危险截面的强度与稳定校核 (8) 3.7 塔体水压试验和吊装时的应力校核 (9) 3.7.1 水压试验时各种载荷引起的应力 (9) 9 3.8塔设备结构上的设计 (10) 10 10 板式塔的总体结构 (11) 小结 (11) 附录 (11) 附录一有关部件的质量 (11)

附录二矩形力矩计算表 (12) 附录三螺纹小径与公称直径对照表 (12) 参考文献 (12) 前言 摘要 塔设备是化工、石油等工业中广泛使用的重要生产设备。塔设备的基本功能在于提供气、液两相以充分接触的机会，使质、热两种传递过程能够迅速有效地进行；还要能使接触之后的气、液两相及时分开，互不夹带。因此，蒸馏和吸收操作可在同样的设备中进行。根据塔内气液接触部件的结构型式，塔设备可分为板式塔与填料塔两大类。板式塔内沿塔高装有若干层塔板(或称塔盘)，液体靠重力作用由顶部逐板流向塔底，并在各块板面上形成流动的液层；气体则靠压强差推动，由塔底向上依次穿过各塔板上的液层而流向塔顶。气、液两相在塔内进行逐级接触，两相的组成沿塔高呈阶梯式变化。填料塔内装有各种形式的固体填充物，即填料。液相由塔顶喷淋装置分布于填料层上，靠重力作用沿填料表面流下；气相则在压强差推动下穿过填料的间隙，由塔的一端流向另一端。气、液在填料的润湿表面上进行接触，其组成沿塔高连续地变化。目前在工业生产中，当处理量大时多采用板式塔，而当处理量较小时多采用填料塔。蒸馏操作的规模往往较大，所需塔径常达一米以上，故采用板式塔较多；吸收操作的规模一般较小，故采用填料塔较多。 板式塔为逐级接触式气液传质设备。在一个圆筒形的壳体内装有若干层按一定间距放置的水平塔板，塔板上开有很多筛孔，每层塔板靠塔壁处设有降液管。气液两相在塔板内进行逐级接触，两相的组成沿塔高呈阶梯式变化。板式塔的空塔气速很高，因而生产能力较大，塔板效率稳定，造价低，检修、清理方便 关键字 塔体、封头、裙座、。 第二章设计参数及要求 1.1符号说明 Pc ----- 计算压力，MPa； Di ----- 圆筒或球壳内径，mm； [Pw]-----圆筒或球壳的最大允许工作压力，MPa； δ ----- 圆筒或球壳的计算厚度，mm； δn ----- 圆筒或球壳的名义厚度，mm； δe ----- 圆筒或球壳的有效厚度，mm；

板式塔设计计算说明书

一、设计任务 1. 结构设计任务 完成各板式塔的总体结构设计，绘图工作量折合A1图共计4张左右，具体包括以下内容： ⑴各塔总图1张A0或A0加长； ⑵各塔塔盘装配及零部件图2张A1。 2. 设计计算内容 完成各板式塔设计计算说明书，主要包括各塔主要受压元件的壁厚计算及相应的强度校核、稳定性校核等内容。 二、设计条件 1. 塔体内径mm 2000=i D ，塔高m 299.59H i =； 2.设计压力p c =2.36MPa ，设计温度为=t 90C ?； 3. 设置地区：山东省东营市，基本风压值q 0=480Pa ，地震设防烈度8度，场地土类别III 类，地面粗糙度是B 类； 4. 塔内装有N=94层浮阀塔盘；开有人孔12个，在人孔处安装半圆形平台12个，平台宽度B=900m m ，高度为1200m m ； 5. 塔外保温层厚度为δs =100m m ，保温层密度ρ2=3503m /kg ； 三、设备强度及稳定性校核计算 1. 选材说明 已知东营的基本风压值q 0=480Pa ，地震设防烈度8度，场地土类别III 类；塔壳与裙座对接；塔内装有N=94层浮阀塔盘；塔外保温层厚度为δs =100m m ，保温层密度ρ 2=350 3m /kg ；塔体开有人孔12个，在人孔处安装半圆形平台12个，平台宽度B=900m m ， 高度为1200m m ；设计压力 p c =2.36MPa ，设计温度为=t 90C ?；壳 3m m ，裙座厚度附加量2m m ；焊接接头系数取为0.85；塔内径mm 2000=i D 。 通过上述工艺条件和经验，塔壳和封头材料选用Q345R 。对该塔进行强度和稳定计算。 2. 主要受压元件壁厚计算

板式塔设计

设计 塔设备是化工、石油等工业中广泛使用的重要生产设备。塔设备的基本功能在于提供气、液两相以充分接触的机会，使质、热两种传递过程能够迅速有效地进行；还要能使接触之后的气、液两相及时分开，互不夹带。因此，蒸馏和吸收操作可在同样的设备中进行。 根据塔内气液接触部件的结构型式，塔设备可分为板式塔与填料塔两大类。 板式塔内沿塔高装有若干层塔板(或称塔盘)，液体靠重力作用由顶部逐板流向塔底，并在各块板面上形成流动的液层；气体则靠压强差推动，由塔底向上依次穿过各塔板上的液层而流向塔顶。气、液两相在塔内进行逐级接触，两相的组成沿塔高呈阶梯式变化。 填料塔内装有各种形式的固体填充物，即填料。液相由塔顶喷淋装置分布于填料层上，靠重力作用沿填料表面流下；气相则在压强差推动下穿过填料的间隙，由塔的一端流向另一端。气、液在填料的润湿表面上进行接触，其组成沿塔高连续地变化。 目前在工业生产中，当处理量大时多采用板式塔，而当处理量较小时多采用填料塔。蒸馏操作的规模往往较大，所需塔径常达一米以上，故采用板式塔较多；吸收操作的规模一般较小，故采用填料塔较多。 本章重点介绍板式塔的塔板类型，分析操作特点并讨论浮阀塔的设计，同时还介绍各种类型填料塔的流体流体力学特性和计算。 第1节板式塔 板式塔为逐级接触式气液传质设备。在一个圆筒形的壳体内装有若干层按一定间距放置的水平塔板，塔板上开有很多筛孔，每层塔板靠塔壁处设有降液管。气液两相在塔板内进行逐级接触，两相的组成沿塔高呈阶梯式变化。板式塔的空塔气速很高，因而生产能力较大，塔板效率稳定，造价低，检修、清理方便 3.1.1塔板类型 按照塔内气液流动的方式，可将塔板分为错流塔板与逆流塔板两类。 错流塔板：塔内气液两相成错流流动，即流体横向流过塔板，而气体垂直穿过液层，但对整个塔来说，两相基本上成逆流流动。错流塔板降液管的设置方式及堰高可以控制板上液体流径与液层厚度，以期获得较高的效率。但是降液管占去一部分塔板面积，影响塔的生产能力；而且，流体横过塔板时要克服各种阻力，因而使板上液层出现位差，此位差称之为液面落差。液面落差大时，能引起板上气体分布不均，降低分离效率。错流塔板广泛用于蒸馏、吸收等传质操作中。 逆流塔板亦称穿流板，板间不设降液管，气液两相同时由板上孔道逆向穿流而过。栅板、

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化工原理课程设计指导书–––––板式精馏塔的设计 黄文焕

目录 绪论 (4) 第一节概述 (9) 1.1精馏操作对塔设备的要求 (9) 1.2板式塔类型 (9) 1.2.1筛板塔 (10) 1.2.2浮阀塔 (10) 1.3精馏塔的设计步骤 (10) 第二节设计方案的确定 (11) 2.1操作条件的确定 (11) 2.1.1操作压力 (11) 2.1.2 进料状态 (11) 2.1.3加热方式 (11) 2.1.4冷却剂与出口温度 (12) 2.1.5热能的利用 (12) 2.2确定设计方案的原则 (12) 第三节板式精馏塔的工艺计算 (13) 3.1 物料衡算与操作线方程 (13) 3.1.1 常规塔 (13) 3.1.2 直接蒸汽加热 (14) 第四节板式塔主要尺寸的设计计算 (15) 4.1 塔的有效高度计算 (16) 4.2 板式塔的塔板工艺尺寸计算 (19) 4.2.1 溢流装置的设计 (19) 4.2.2 塔板设计 (26) 4.2.3 塔板的流体力学计算 (29) 4.2.4 塔板的负荷性能图 (34) 第五节板式塔的结构 (35) 5.1塔的总体结构 (35) 5.2 塔体总高度 (35) 5.2.1塔顶空间H D (35) 5.2.2人孔数目 (35)

5.2.3塔底空间H B (37) 5.3塔板结构 (37) 5.3.1整块式塔板结构 (37) 第六节精馏装置的附属设备 (37) 6.1 回流冷凝器 (38) 6.2管壳式换热器的设计与选型 (38) 6.2.1流体流动阻力（压强降）的计算 (39) 6.2.2管壳式换热器的选型和设计计算步骤 (40) 6.3 再沸器 (40) 6.4接管直径 (41) 6.4加热蒸气鼓泡管 (42) 6.5离心泵的选择 (42) 附：浮阀精馏塔设计实例 (43) 附1 化工原理课程设计任务书 (43) 附2 塔板的工艺设计 (43) 附3 塔板的流体力学计算 (57) 附4 塔附件设计 (64) 附5 塔总体高度的设计 (67) 附6 附属设备设计（略） (68)

板式塔的设计

板式塔的设计 板式塔的设计包括塔高的计算、塔径的确定、溢流装置的结构尺寸、板面布置、塔板校核及负荷性能图绘制等项内容。 一、板式塔的工艺计算 （1）选定塔顶、塔底产品浓度（有时由设计任务书给出），进行全塔物料衡算，列出物料衡算总表。 （2）确定冷凝器、塔顶、塔底的操作压力。 （3）确定塔顶、塔底温度。 （4）选定进料状态，定出进料温度。 （5）在已定的操作压力下，作出x-y相平衡曲线。 （6）求出最小回流比。 （7）确定适宜的操作回流比。 （8）计算所需的理论板数及进料位置。 （9）确定全塔效率，算出精馏段、提馏段实际塔板数。 （11）计算塔顶冷凝器及塔底再沸器的热负荷，求出塔顶、塔底所需冷却剂量及加热蒸汽用量，列出全塔热量衡算总表。 二、筛孔塔板的设计参数 液体在塔板上的流动型式确定之后，完整的筛板设计必须确定的主要结构参数有： ①塔板直径D ②板间距H T ③溢流堰的型式，长度 l和高度w h w ④降液管型式及降液管底部与塔板间距的距离 h o ⑤液体进、出口安定区的宽度和边缘区宽度 ⑥筛孔直径 d和孔间距0t 三、筛孔塔板的设计程序 1、板间距的选择和塔径D的初步确定 初选板间距H T，取板上清液层高度h l=50-100mm之间，计算最大允许气速

u max ，根据泛点百分率计算出设计气速u 和所需气体流通面积n A ，u V A S n = ，按 下表1选择塔板流型，并取堰长kD l w =，通常单流型可取k=0.6～0.8，双流型取k=0.5～0.7。对容易发泡的物系k 可取得高一些，以保证液体在降液管内有更长的停留时间。由教材图8-17查得溢流管面积f A 和塔板总面积T A 之比，即 T n T T f A A A A A -= ，然后求得塔板总面积T A ，根据π T A D 4= 求得D ，按塔设备系 列化规格，将D 进行圆整。当塔径小于1m 时，按100mm 递增，当塔径大于1m 时，按200mm 递增。 s V 为气体的体积流量 m 3/s ， s V 需要按精馏段和提馏段分开计算，最后根据 塔径的大小确定均能满足要求的塔径。 表1 选择液流型式的参考 2、塔高的确定 板式塔的高度为气液接触有效高度与塔顶、塔底空间高度三部分之和。其中有效段高度：Z=（N-N F -N P -1）H T + N F H F + N P H P + H D + H B 式中N 为实际塔板数， N F --进料板数，H T 为板间距， H F —进料板处板间距， N P —人孔数，一般每隔6—8层塔板设一人孔，需经常清洗时每隔3—4块塔

化工设备课程设计计算书(板式塔)

目录 一.设计任务书 (2) 二.设计参数与结构简图 (4) 三.设备的总体设计及结构设计 (5) 四.强度计算 (7) 五.参考文献 (14) 一、设计任务书 1、设计题目 根据《化工原理》课程设计工艺计算内容进行填料塔设计。 2、设计任务书 2.1设备的总体设计与结构设计 （1）根据《化工原理》课程设计，确定塔设备的型式； （2）根据化工工艺计算，确定塔板数目(或填料高度)； （3）根据介质的不同，拟定管口方位； （4）结构设计，确定材料。 2.2设备的机械强度设计计算 （1）确定塔体、封头的强度计算。 （2）各种开孔接管结构的设计，开孔补强的验算。 （3）设备法兰的型式及尺寸选用；管法兰的选型。 （4）裙式支座的设计验算。 （5）水压试验应力校核。 2.3完成塔设备装配图 （1）完成塔设备的装配图设计，包括主视图、局部放大图、焊缝节点图、管口方位图等。 （2）编写技术要求、技术特性表、管口表、明细表和标题栏。 3、设计成果

1、提交设计说明书一份。 2、提交塔设备(填料塔、板式塔)装配图一张(A1) 二. 设计参数与结构简图 1、设计参数 精馏塔设计的工艺条件由化工原理课程设计计算而得。 工作温度°C：120 设计温度°C：150 工作压力MPa：0.1 设计压力MPa：0.11 塔体内径mm：1800 塔板数块：38 介质：苯-甲苯混合物 2、结构简图 图1 精馏塔结构简图 三. 精馏塔的总体设计及结构设计 1、根据《化工原理》课程设计，确定塔设备的型式(填料塔、板式塔)。 本设计的精馏塔型式为板式塔

2、根据化工工艺计算，确定塔板数目(或填料高度)。 由化工工艺计算塔板数目为30块 3、根据介质条件的不同，拟定管口方位。 4、结构设计，设备法兰的型式及尺寸选用，管法兰等零部件选型。 1）零部件材料的选取 根据精馏塔工艺条件（介质的腐蚀性、设计压力、设计温度）、材料的焊接性能、零件的制造工艺及经济合理性进行选材： 塔体：16MnR 封头：16MnR 接管：20 塔盘、底座：Q235-B 容器法兰：16MnR 管法兰：16MnII 材料许用应力[]t （MPa）

板式塔设计任务书

《化工设备机械基础课程设计》 设计任务书 班级：姓名：学号：指导教师： 一、设计时间安排 从第16周（2012年06月05日）至第18周（2012年06月20日） 二、设计内容安排 1. 塔设备的结构设计 包括：塔盘结构，塔底、塔顶空间，人孔数量及位置，仪表接管选择、工艺接管管径计算等。 2. 塔体及封头壁厚计算及其强度、稳定性校核 （1）根据设计压力初定壁厚； （2）计算危险截面的重量载荷、风载荷、地震载荷及偏心载荷； （3）计算危险截面的由各种载荷作用下的轴向应力； （4）计算危险截面的组合轴向拉应力和组合轴向压应力，并进行强度和稳定性校核。 3. 筒体和裙座水压试验应力校核 4. 裙座结构设计及强度校核 包括：裙座体、基础环、地脚螺栓 5. 编写设计计算书一份 6. 绘制3号装配图一张 三、设计条件 设备类型：浮阀塔设备（塔顶无偏心载荷）； 设置地区环境： 基本风压：qo=400N/㎡; 设计地震烈度：7度； 场地土：Ⅱ类。 设计参数： 1.塔体内径Di=1400 mm，1600mm，1800mm 塔高取H=35000mm 2.工作压力Pc=1.1 MPa，1.2MPa，1.3MPa，1.4 MPa，1.5 MPa无安全泄放 装置。 工作温度t=100℃，150℃，200℃，250℃，300℃ 3.设置地区：北京。

4.塔内装有N=60层浮阀塔盘，每块塔盘上存留介质层高度为hw=100mm， 介质密度为ρ1=800kg/m3，板间距HT=400m。 5.沿塔每高5m左右开设一个人孔，人孔数为7个，相应在人孔处安装半圆 形平台7个，平台宽度为B=800mm，高度为1000mm。 6.塔外保温层厚度为δe=100mm，保温材料密度为ρ2=300kg/m3 7.塔体与裙座悬挂一台再沸器，其操作质量为me=4000kg，偏心距 e=2000mm 8.塔体封头材料可以选择16Mn，16MnR。 9.裙座材料可选用Q235-A，Q235-B 10.塔体与裙座采用对接焊，塔体焊接接头系数φ=0.85 11.筒体与封头附加厚度C1按钢板厚度确定，C2重度腐蚀情况。 四、设计要求 1.学生要按照任务书要求，独立完成塔设备的机械设计； 2.设计计算书一律采用A4纸，图纸一律采用Auto CAD绘制； 3.画图结束后，将图纸按照统一要求折叠，同设计计算书一同在设计期间 最后一天的17点前，由班长负责统一交到化工教研室304。 4.根据设计计算书、图纸及平时表现综合评分。 五、设计说明书的内容 1.符号说明 2.前言 （1）设计条件； （2）设计依据； （3）设备结构形式概述。 3.材料选择 （1）选择材料的原则； （2）确定各零、部件的材质； （3）确定焊接材料。 4.绘制结构草图 （1）按照工艺要求，绘制工艺结构草图； （2）确定裙座、接管、人孔、控制点接口及附件、内部主要零部件的轴向及环向位置，以单线图表示； （3）标注形位尺寸。 5.塔体及裙座壁厚设计 （1）筒体、封头及裙座壁厚设计； （2）焊接接头设计； （3）压力试验验算。 6.标准化零、部件选择及补强计算： （1）接管及法兰选择：根据结构草图统一编制表格。内容包括：代号，

板式塔计算

板式塔计算 板式塔的结构设计及计算 2.1 : 塔体与裙座的机械设计条件 如下：1.塔体内径D=2000mm，塔体高度近似计算 H=40000mm，计算压力Pc=1.0Mpa,计算温度t=300C. 2.设置地区：基本风压=400N/;地震防裂度为8度，场地土类：B类。 3．塔内装有N=70快浮法塔板，每块塔板上存留介质层高度为=100mm，介质密度=950kg/,沿塔每高5米左右开设一个人孔，人孔数为8个，相应的人孔安置半圆形平台8个，平台宽度B=900mm，高度为1000mm。 4.塔外保温层厚度=95mm,保温材料密度=300kg/. 5.塔体与裙座之间悬挂一台再沸器，其操作质量 =400kg，偏心距e=2000mm。 6. 塔体与封头材料选用16MnR,,其=144MPa, =170MPa, =345MPa, =1.8MPa。 7.裙座材料选用Q235—B。 8.塔体与裙座对接焊接，塔体焊接接头系数=0.85。 9.塔体与封头壁厚附加量取c=2mm，裙座壁厚附加量取c=2mm。 2.2 按压力计算塔体厚度：

===8.2mm, C=2mm,圆整后=12mm; 2.3 封头厚度计算： ===8.19mm, C=2mm,圆整后取=12mm; 2.4 塔设备质量载荷计算： 2.4.1 筒体圆筒，封头，裙座质量 圆筒质量=59635.86=21372.56kg; 封头质量=4382=876kg 裙座质量=5963.08=1835.68kg 群体裙座质量=+ +=21372.56+876+1835.68=24084.24kg; 注：1.塔体圆筒的总高度=35.86m; 2.查得DN2000，厚度12mm的圆筒每米质量为596kg； 3.查得DN2000，厚度12mm的椭圆形封头质量取438kg，（其中封头曲面深度500mm，直边高度40mm；） 4.裙边高度3080mm(厚度=12mm) 2.4.2 塔内件质量 ==0.78547570=16485kg 注：1.由表查得浮阀塔板每平方米的质量为75kg。2.4.3 保温材料的质量 ==0.785=7282.9kg