1、精品 料推薦化工設備設計基礎課程設計計算說明書學生姓名：學 號：所在學院：專業(yè)：設計題目：指導教師：2011 年月日0精品 料推薦目 錄一. 任 2二. 參數(shù)與 構 4三. 的 體 及 構 5四. 度 算 7五. 小 .13六. 參考文獻 .141精品 料推薦一、設計任務書1、設計題目根據(jù)化工原理課程設計工藝計算內(nèi)容進行填料塔（或板式塔） 設計。設計題目：各個同學按照自己的工藝參數(shù)確定自己的設計題目：填料塔（板式塔）dnxxx 設計。例：精餾塔（ dn1800）設計2、設計任務書2.1 設備的總體設計與結構設計（1）根據(jù)化工原理課程設計，確定塔設備的型式(填料塔、板式塔 )；（2）根據(jù)化工工藝

2、計算，確定塔板數(shù)目(或填料高度 )；（3）根據(jù)介質(zhì)的不同，擬定管口方位；（4）結構設計，確定材料。2.2 設備的機械強度設計計算（1）確定塔體、封頭的強度計算。（2）各種開孔接管結構的設計，開孔補強的驗算。（3）設備法蘭的型式及尺寸選用；管法蘭的選型。（4）裙式支座的設計驗算。（5）水壓試驗應力校核。2.3 完成塔設備裝配圖（1）完成塔設備的裝配圖設計，包括主視圖、局部放大圖、焊縫節(jié)點圖、管口方位圖等。（2）編寫技術要求、技術特性表、管口表、明細表和標題欄。3、原始資料3.1化工原理課程設計塔工藝計算數(shù)據(jù)。3.2 參考資料：1董大勤 . 化工設備機械基礎 m.北京：化學工業(yè)出版社，2003.2

3、精品 料推薦2 全國化工設備技術中心站 . 化工設備圖樣技術要求 2000 版s 3 gb150-1998. 鋼制壓力容器 s4 鄭曉梅 . 化工工程制圖 化工制圖 m 北京：化學工業(yè)出版社， 2002.5 jb/t4710-2005.鋼制塔式容器 s 4、文獻查閱要求設計說明書中公式、內(nèi)容等應明確文獻出處;裝配圖上應寫明引用標準號。5、設計成果1、提交設計說明書一份。2、提交塔設備 (填料塔、板式塔 )裝配圖一張 (a1) 。3精品 料推薦（精餾塔設計例題）二.設計參數(shù)與結構簡圖1、設計參數(shù)精餾塔設計的工藝條件由化工原理課程設計計算而得。工作溫度c：120設計溫度c：150工作壓力mpa：0

4、.1設計壓力mpa： 0.11塔體內(nèi)徑mm：1800塔板數(shù)塊：38介質(zhì)：苯-甲苯混合物2、結構簡圖（根據(jù)自己的設計題手畫）圖 1精餾塔結構簡圖4精品 料推薦三 . 精餾塔 的總體設計及結構設計1、根據(jù)化工原理課程設計，確定塔設備的型式(填料塔、板式塔 )。本設計的精餾塔型式為板式塔2、根據(jù)化工工藝計算，確定塔板數(shù)目(或填料高度 )。由化工工藝計算塔板數(shù)目為30 塊3、根據(jù)介質(zhì)條件的不同，擬定管口方位。5精品 料推薦4、結構設計，設備法蘭的型式及尺寸選用，管法蘭等零部件選型。1）零部件材料的選取根據(jù)精餾塔工藝條件（介質(zhì)的腐蝕性、設計壓力、設計溫度）、材料的焊接性能、零件的制造工藝及經(jīng)濟合理性進行

5、選材：塔體： 16mnr封頭： 16mnr接管： 20塔盤、底座： q235-b容器法蘭： 16mnr管法蘭： 16mnii（材料的許用應力按照化工設備機械基礎表8-7 查并列表）材料許用應力 t （ mpa）q345r(16mnr)170q235-b11316mnii170201332）塔盤結構根據(jù)工藝條件、 塔體直徑，塔盤結構選為 單液流分塊式塔盤 ，具體塔盤結構及尺寸的選取見第十七章第三節(jié)（ p430-438）。（自選）6精品 料推薦3）工藝接管接管的選取根據(jù)介質(zhì)流量，參照gb12771-91，接管的選取如下表：名稱進料管塔頂回流管塔底出料管塔頂蒸汽管再沸器回流管公 稱 直 徑80808

6、0450500（ mm）4 ）壓力容器法蘭和接管法蘭壓力容器法蘭的選取按照化工設備機械基礎選 jb/t47004707-2000 標準。（按照化工設備機械基礎 （p263）寫出選取過程）設計條件：工作溫度c：120設計溫度c： 150工作壓力mpa：0.1設計壓力mpa： 0.11塔體內(nèi)徑mm：1800介質(zhì)：苯-甲苯混合物（a）法蘭類型dn=1800 ，p=0.11mpa，表 10-1 選甲型平焊；（b）p=0.11mpa， t=150，查表 10-10材料為 16mnr，定 pn=0.25mpa， 150時允許 p=0.25mpap，所以 pn=0.25mpa。（ c）確定結構尺寸（ p25

7、4）。（ d）法蘭標記法蘭 rf18000.25jb/t4701-2000選取結果如下表：設備法蘭mfm 1800-0.25jb/t4703-2000材料q345r(16mnr)管法蘭選取結果匯總：進料管法蘭hg20594 法蘭 so80-1.0mfm 1816mnii塔頂回流管法蘭hg20594 法蘭 so80-1.0mfm 1816mnii塔頂蒸汽管法蘭hg20594 法蘭 so80-1.0mfm 1816mnii塔底出料管法蘭hg20594 法蘭 so450-1.0mfm 2816mnii在沸器回流管法蘭hg20594 法蘭 so500-1.0mfm 2816mnii5） 法蘭密封墊片的

8、選取7精品 料推薦法蘭密封墊片的選取參照化工設備機械基礎表10-30法蘭密封墊片選非金屬軟墊片pn=0.25mpa （ jb/t4704-2000）p265墊片 1800-0.25 jb/t4704-20006） 裙座選取裙座的選取根據(jù)參照化工設備機械基礎圖17-21 確定裙座各尺寸。支座選取裙式支座7）人孔設置人孔的選取根據(jù)筒體直徑和公稱壓力參照化工設備機械基礎表11-1 和表 11-6，本設計中選用帶頸平焊法蘭人孔，公稱壓力1.0mpa，公稱直徑 500 mm，標準號為 hg20594-95。8） 手孔設置手孔選取同上，本設計中選用不銹鋼板式平焊人孔（僅限凸面），公稱壓力 0.6mpa，公

9、稱直徑 150mm，標準號為 hg20597-95。9） 視鏡和液位計的選取視鏡和液位計的選取根據(jù)化工設備機械基礎表11-9、表 11-11 選取10） 焊接接頭形式和和焊接材料的選取焊接接頭形式的選取參照 化工設備機械基礎 第十四章第二節(jié)（p367-377），焊接接頭形式按 hg20583-1998，a 、b 類焊接接頭按照 hg20583-1998中 du4 ，d 類焊接接頭按照hg20583-1998 中 g2，帶補強圈 d 類焊接接頭按照jb/t4736-2002 中 c，焊接材料的選取參照第十四章化工設備機械基礎第四節(jié)（p379-382），標準 gb/t5117-95、gb/t511

10、8-95 gb/t983-95焊接接頭的檢驗化工設備機械基礎第十四章第三節(jié)(p378)11）壓力容器類別的劃分壓力容器類別的劃分按壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程 ，化工設備機械基礎 p386本設計塔器為低壓分離設備，介質(zhì)為易燃、 中毒危害介質(zhì)， 故劃分為一類壓力容器。8精品 料推薦四、強度計算1、塔體壁厚計算 （筒體的設計參照第八章第二節(jié)p172-185）。塔體圓筒體壁厚計算按照gb150-1998鋼制壓力容器式5-1計算壁厚：pc di（ 4-1 ）2 tpc式中：塔體的理論計算壁厚， mmpc：塔體的計算壓力， mpadi ：塔體內(nèi)徑， mmt ：鋼板在設計溫度下的許用應力，mpa：焊接接頭系數(shù)

11、；名義厚度：nc；（4-2 ）cc1c2 ；enc ；式中n ：名義厚度；c1：腐蝕裕量；c2：鋼板負偏差；：圓整量；e ：有效厚度；查表化工設備機械基礎表8-7 t =170 mpapc：取塔體的設計壓力， 0.11 mpa焊縫為雙面焊，局部射線檢測，=0.85代入數(shù)據(jù)到式（pc di=0.1118004-1 ）得：2 170=0.69 mm2 tpc0.85 0.11c =1mm19精品 料推薦c2 =0mm代入數(shù)據(jù)到式（ 4-2 ）得：名義厚度：nc= 2mm按最小厚度min 要求取n =6mm2) 封頭的強度計算（封頭的設計參照第八章第二節(jié) p175-185）。塔體封頭壁厚計算按照 g

12、b150-1998鋼制壓力容器式 7-1計算壁厚：pc di（4-3）t0.5pc2式中：塔體封頭的理論計算壁厚， mmc：塔體的計算壓力， mpapdi ：塔體內(nèi)徑， mmt ：鋼板在設計溫度下的許用應力， mpa：焊接接頭系數(shù)；名義厚度： nc；cc1c2 ；enc ；式中n ：名義厚度；c1：腐蝕裕量；c2：鋼板負偏差；：圓整量；e ：有效厚度；查表化工設備機械基礎表8-7 t =170 mpapc：取塔體的設計壓力， 0.11 mpa焊縫為雙面焊， 100%射線檢測，取=110精品 料推薦代入數(shù)據(jù)到式（4-3 ）得：pc di2 t0.5 pc=0.111800=0.59mm17010

13、.50.112c1 =1mmc2 =0mm代入數(shù)據(jù)到式（ 4-2 ）得：名義厚度：nc= 2mm按標準橢圓封頭最小厚度min 0.15%di 要求取 n =6 mm查化工設備機械基礎(p196)選標準橢圓形封頭jb/t4746-2002 封頭直邊高度 h0 取 25mm封頭高度 h 取 450mm3)開孔補強計算開孔補強結構選用 jb/t4736-2002 補強圈結構，補強圈尺寸按照化工設備機械基礎 p327（列出所選尺寸），焊接坡口尺寸選化工設備機械基礎第十四章第二節(jié) p375 c 型。開孔補強計算采用等面積補強法， 其公式參照第十二章第一節(jié) （ p326-p335）。例：人孔開孔補強計算：

14、人孔選公稱壓力 1.0mpa，公稱直徑 500 mm，標準號為 hg20594-95接管 530 8(p302)材料： 20a.開孔所需補強面積；a=d+2et(1- fr )（4-4 ）式中fr：強度削弱系數(shù)d ：開孔直徑mm：塔體的計算壁厚mmet：接管的有效厚度mmd=di+2ct=(530-16)+2(1+0)=518 mmet=nt- ct=8-1=7 mm塔體材料： 16mnrt=170 mpa11精品 料推薦接管材料： 20 t t=130 mpatf rtt= 130 =0.78170代入式（ 4-4 ） a= d+2et(1- fr )=518 0.69+20.697(1-0

15、.78)= 359.5 mm2b. 有效補強范圍內(nèi)的補強面積：有效補強范圍有效寬度： b=2d=2 518=1036 mm外伸高度： h1=d nt =5188 =64.4 mm內(nèi)伸高度： h2= 0 mm殼體多余截面積a1=(b-d)(e -)-2et(e -)(1- fr )（4-5 ）代入式（ 4-5 ）a1=(1036-518)(7-0.69)-27(7-0.69)(1-0.78)= 1211.2 mm2接管多余截面積a2=2h 1( et-t)2(et-c2)fr（4-6）f r +2h接管計算厚度t=pcdi=0.11514=0.22mm2 tpc13021 0.11式中 di：接

16、管內(nèi)直徑 mm di=530-16=514 mm代入式（ 4-6 ） a2=2h1(et-t)f r2(et-c2)fr+2h2=2 64.4(7-0.22)0.78=681 mm焊縫金屬截面積a3=66=36 mm2a1+a2+a3a滿足不另行補強條件，所以不需補強。其它開孔直徑比人孔直徑要小，故不需再進行開孔計算12精品 料推薦（如計算結果需要補強，還需對其他接管進行補強計算）4) 筒體的穩(wěn)定性校核因圓筒不受外壓， 所以此處不必對圓筒的周向穩(wěn)定進行校核。如筒體工作壓力為真空，筒體的軸向穩(wěn)定性校核參照第九章第六節(jié)（p242-244）。5) 裙座的軸向穩(wěn)定性校核裙座的軸向穩(wěn)定性校核： 參照化工

17、設備機械基礎 p442 圖 17-21 確定裙座各項尺寸，查取相關許用應力。根據(jù)化工設備機械基礎p242 進行裙座的軸向穩(wěn)定性校核。6）座圈的壓應力校核m 封頭 =1202=240 kg（p197）m 筒體 =26726.5=240 kg（p195）m 塔盤 =n(aa+af+ai) = 6995.4kgm 水 =v 筒 26.2 水+ v 封2 水=2.54526.2 1000+0.826 2 1000=68331kg（p195、197）q 設備 = m 封頭 + m 筒體 + m 塔盤 =88445nq 附件 = 10%q 設備 =8844.5nq 水 = m 水 g=683319.81=670327 na=(1.8162-1.82)/4=0.034 m2qq設備q附件q水=22.6 mpa t=aa校核合格7) 水壓試驗應力校核水壓試驗壓力 ptpt1.25p（3-7 ）tpt1.25pt =1.25x0.11=0.14 mpa臥置水壓試驗壓力： pt pt +h=0.14+0.23=0.37 mpa水壓試驗壓力下的應力校核：13精品 料推薦pt die （ 3-8 ）t0.9 s2e式中：焊接接頭系數(shù)=0.85e ： 塔體有效厚度e = n -c1 -c2s ： 塔體材料的屈服極限 (p168)s =345 mpap ： 水壓試驗壓力tt ： 圓筒