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1、专科毕业设计说明书常压塔的整体设计 ON THE OVERRALL DESIGN OF ATMOSPHERIC TOWER学院（部）： 机械工程学院 专业班级： 化工设备09-1 学生姓名： 欧明利 指导教师： 来永斌 教授 2012年 5月 20日前 言这次毕业设计是我在大学期间的最后一次运用3年所学的知识，进行的一个综合性设计。作为化工设备维修与管理的专科生，不仅需要牢固掌握基本的理论知识，还要在设计，实践的过程中学会应用。正因为如此，认真地去做设计肯定对将来的工作的一次练兵，为今后的发展起到铺垫作用。课题题目是常压塔机械设计。工作介质是苯-氯苯，工作温度140，工作压力为0.01Mpa。
2、设计压力0.1mpa，设计温度150。本设计说明书介绍了设计的主要过程,包括设计的思路。从材料的选取，结构参数设计和选型，厚度计算，强度与稳定性校核，开孔补强设计，以及主要零部件的制造工艺等，都有基本的叙述。为做到设计的正确性，合理性，就要严格按照设计原则进行，所有数据必须经过查表和计算得到，同时要考虑实际中存在的问题，比如安装吊运、检修等。考虑到设备和生产的经济性,设计中遵循最优原则,即在满足基本要求的前提下最大限度地提高经济性和效率。此书是对整个设计过程的记录以及整合。全书分为五章,与装配图紧密相连,互成整体。这次设计工作是由欧明利同学在来永斌副教授的指导以及同学的帮助合作下完成的,在此对
3、提供过帮助的老师和同学表示谢意！但是由于设计者水平有限,肯定会有不妥甚至错误之处,如有发现,请读者指正为谢! 编者 2010.06.01常压塔的整体设计摘要 本次设计的常压塔中的介质是苯-氯苯。设计时要考虑实际要求，遵循塔设备的设计原则，要经历需求分析、目标界定、总体结构设计、零部件结构设计、参数设计和设计实施这几个过程。在这个不断决策的过程中，可供评估的方案越多、评估体系越完善，最终确定的设计方案就越理想。成功的过程设备设计最终必须综合平衡产品性能、成本和环境这三个方面的要求。 说明书反映了设计的基本过程。第一章为概述，主要阐述了设计的背景和塔的基本知识；第二章是基本结构的设计，从整体和部分
4、各环节进行了机械的设计和选型；第三章则对已设计的方案进行各种载荷的计算以及校核，校核合格才能证明设计方案的合理性；第四章对需要补强的开孔进行了补强设计；最后一章说明了主要零部件的制造工艺。 另外，绘制SOLIDWORKS图也是必要的。图纸亦是制造时的主要文件。绘制时必须严谨、尽量保持正确性。除了塔的整体装配图外，还绘制了四张零件图对其进行了补充，使表达更为清晰具体。 关键词：常压塔，生命周期，设计，校核，补强，装配图ON THE OVERRALL DESIGN OF ATMOSPHERIC TOWER ABSTRACTThe design of the tower is that. When
5、design we must consider to request actual, to follow the tower equipments principle of design, which experience the demand analysis, the goal limits, the gross structure design, the spare part structural design, the parameter design and the design implements these processes. In this unceasing decisi
6、on-makings process, may supply the appraisal the plan to be more, the appraisal system to be more perfect, determined finally the design proposal is more ideal. The success process equipment design must finally balance three aspect requests .they are product performance, the cost and the environment
7、. The instruction booklet has reflected the design unit process. The first chapter is the outline, mainly elaborated the design background and the tower elementary knowledge; The second chapter is the basic structure design, has carried on machinerys design and the shaping from the whole and part va
8、rious links; The third rules to the plan which designs have carried on each kind of load the computation as well as the examination, the examination qualified can prove the design proposal the rationality; The fourth chapter carries on the reinforcement design for the opening which needs the reinfor
9、cement; The last chapter explained the main spare part fabrication technology. Moreover, the SOLIDWORKS drawing of the map is also necessary. The blueprint is also master documents during the manufacture. Drawing must be strict, as far as possible to maintain accuracy. Besides the overall assembly d
10、rawing of tower, but also drew up four detail drawings to carry on the supplement to it, caused the expression to be clearer concretely.Keywords: The tower equipment, life cycle, design, checking, reinforcement, assembly drawing 目 录前 言I摘 要IIABSTRACTIII1概 述11.1 塔设备概论11.2常压塔的总体结构11.3常压塔的工作原理与工艺路线32初馏塔
11、基本结构的设计42.1 设计条件42.2 塔高的确定42.3 塔盘选型与设计42.3.1 塔盘型式及设计52.3.2 塔盘的结构设计32.3.3 塔盘板32.3.4 塔盘的紧固件32.4 附件设计32.4.1 人孔32.4.2 接管32.4.3 管法兰32.4.4 吊柱32.4.5 操作平台与梯子32.4.6 保温层32.4.7 裙座33 强度和稳定性计算33.1 材料的选择33.1.1 筒体和封头材料的选择33.1.2 裙座材料的选择33.1.3 接管的材料33.2 厚度计算33.2.1 厚度计算过程步骤33.2.2 厚度计算33.3 载荷计算33.3.1 质量载荷33.3.2 塔的自振周期
12、计算33.3.3 地震载荷及地震弯矩计算33.3.4 风载荷和风弯矩计算33.3.5 最大弯矩33.4 校核计算33.4.1 圆筒应力校核33.4.2 裙座计算33.4.3 裙座与塔壳对接焊缝校核34 开孔补强34.1 补强的判据34.2 对塔顶气体出口的补强34.2.1 补强计算方法判别34.2.2 开孔所需补强面积35 主要零部件的制造工艺35.1 筒体制造31 原材料准备35.2 封头35.3 塔设备的制造35.4 塔体及塔盘的制造技术条件的规定3总结54参考文献56致谢571概述1.1 塔设备概论 在化工、炼油、医药、食品及环境保护等工业部门，塔设备是一种重要的单元操作设备。它的应用面
13、广、量大，据统计，塔设备无论其投资费用还是所消耗的钢材重量，在整个过程设备中所占的比例都相当高。塔设备的作用是实现气-液相或液-液相之间的充分接触，从而达到相际间进行传质及传热的目的。塔设备广泛用于蒸馏、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，对整个装置的生产，产品质量、质量、成本以及环境保护、“三废”处理等都有较大的影响。因此对塔设备的研究一直是工程界所关注的热点。随着石油、化工的迅速发展，塔设备的合理造型及设计将越来越受到关注和重视。为了使塔设备能更有效、更经济地运行，除了要求它满足特定的工艺条件外，还应满足以下要求：1.气液两相充分接触，相际间传热面积大；
14、2.生产能力大，即气液处理量大；3.操作稳定，操作弹性大；4.阻力小；5.结构简单，制造、安装、维修方便，设备的投资及操作费用低；6.耐腐蚀，不易堵塞。1.2常压塔的总体结构1.按操作压力分有加压塔、常压塔及减压塔；2.按单元操作分有精馏塔、吸收塔、介吸塔、萃取塔、反应塔、干燥塔等；3.按内件结构分有填料塔、板式塔。在塔设备的类别中，由于目前工业上应用最广泛的是填料塔及板式塔，所以主要考虑这两种类别。考虑到设计条件，在常压塔中介质的分离程度要求不高，成分不复杂，而且板式塔较填料塔而言其效率更高，更稳定，液气比适用范围大，持液量较大，安装、检修更容易，造价更低，故选用板式塔更为合理。 板式塔是一
15、种逐级（板）接触的气液传质设备。塔内以塔板作为基本构件，气体自塔底向上以鼓泡或喷射的形式穿过塔板上的液层，使气液相密切接触而进行传质与传热，两相的组分浓度呈阶梯式变化。塔盘采用浮阀型式。因为浮阀塔在石油、化工、等工业部门应用最为广泛，具有优异的综合性能，在设计和选用时常作为首选的板式塔型式。板式塔的总体结构见装配草图。由图可见，板式塔除了各种内件之外，主要由塔体、支座、人孔或手孔、除沫器、接管、吊柱及扶梯、操作平台组成。a.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。对于大型塔设备，为了节省材料也有采用不等直径、不等厚度的塔体。塔设备通常安装在室外，因而塔体除了承受
16、一定的操作压力（内压或外压）、温度外，还要考虑风载、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。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。因为该塔设备较高、重量较大，为保证其足够的强度及刚度，故采用裙式支座。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和手孔。不同的塔设备，人孔和手孔的结构及位置等要求不同。d.接管用于连接工艺管线，使塔设备与其他相关设备相连接。按用途可分为进液管、出液管、回流管、进气出气管、液位计接管等。e.吊柱安装于塔顶，主要用于安装、检修时吊运塔内件。此外，还有法兰等
17、其他结构。13 常压塔的工作原理与工艺路线连续精馏装置流程如图2-1所示图1-1 连续精馏装置流程图 首先，苯和氯苯的原料在原料预热器中加热到泡点温度，然后，原料从进料口进入到精馏塔中。因为被加热到泡点，混合物中既有气相混合物，又有液相混合物，这时候原料混合物就分开了，气相混合物在精馏塔中上升，而液相混合物在精馏塔中下降。气相混合物上升到塔顶上方的冷凝器中，这些气相混合物被降温到泡点，其中的液态部分进入到塔顶产品冷却器中，停留一定的时间然后进入苯的储罐，而其中的气态部分重新回到精馏塔中，这个过程就叫做回流。液相混合物就从塔底一部分进入到塔底产品冷却器中，一部分进入再沸器，在再沸器中被加热到泡点
18、温度重新回到精馏塔。塔里的混合物不断重复前面所说的过程，而进料口不断有新鲜原料的加入。最终，完成苯与氯苯的分离。 2 塔的基本结构设计2.1 设计条件已知给定设计条件如下：工作介质：苯-氯苯 塔板数量：20 块塔体内径：1100mm 塔 高：16m工作参数：工作压力0.01Mpa，设计压力0.1Mpa，工作温度140，设计温度150。介质密度973 Kg/m3，基本风压300 N/m2，地震烈度8，场地类别2，保温材料厚度100mm，保温材料密度300 Kg/m3，塔盘上存留介质层高度100mm。2.2 塔高的确定因题目已给数据，所以塔高为16m。2.3 塔盘选型与设计2.3.1 塔盘型式及设
19、计 选用的浮阀塔盘，这类塔盘的塔盘板开有阀孔，安装了能在适当范围内上下浮动的阀片，其形状有圆形、条形、方形等。由于浮阀与塔盘板之间的流通面积能随气体负荷的变动而自动调节，因而在较宽的气体负荷范围内，均能保持稳定操作。气体在塔盘板上以水平方向催促，气液接触时间长，雾沫夹带量少，液面落差也小。浮阀具有生产能力大，操作弹性大，效率高，塔板结构及安装较泡罩简单因而重量轻，制造费用底的优点。 浮阀是浮阀塔的气液传质元件。目前国内应用最为普遍的是F1型浮阀。F1型浮阀分为轻阀和重阀两种，轻阀采用1.5mm薄板冲压而成，质量约为25kg；重阀采用2mm薄板冲压，质量约为33g。由于轻阀漏液较大，除真空操作时
20、选用外，一般用重阀。浮阀的阀片及阀腿是整体冲压的，阀片的周围还冲有三个下弯的小定距片。在浮阀关闭阀孔时，它能使浮阀与塔板间保留一小的间隙，一般约为2.5mm，同时，小定距片还能保证阀片停在塔板上与其他点接触，避免阀片粘在塔板上而无法上浮。阀片四周向下倾斜，且有锐边，增加了气体进入液层的湍动作用，有利于气液传质。浮阀的最大开度有阀腿的高度决定，一般为12.5mm。表2.1 F1型浮阀的基本参数标记L阀片厚度阀片重量（g）塔盘板厚SH材质F1Q-3B1.5324.811151Cr18Ni9Ti 浮阀数：N=Vs/ (uo/4*do*do)=146 浮阀的排列：浮阀以三角形排列为好，各排浮阀垂直于液
21、流方向，使气液两相均匀接触。对分块式塔盘，由于塔盘板分块的宽度是统一的，所以采用等腰三角形排列。在垂直于液流的方向上，浮阀的中心距t固定不变，一般定位75mm。等腰三角形的高为100mm。在排列浮阀时，还应注意外围浮阀与塔壁和堰之间保留相当的距离，以利于安装和操作，则我们取80mm。分块式塔盘外围浮阀的中心与进口堰、溢流堰的距离，一般为100mm。 溢流堰高度 hw = hT + hr + h + hss 其中：hT=30mm，泡罩底隙； hr =20mm，泡罩帽缘圈高度； h =30mm，齿缝高度； hss =20mm，静液封高度。 故 hw =100mm，取每块存留介质高120mm。 2.
22、3.2 塔盘的结构设计 塔盘按结构分为整块式和分块式两种类型。由于塔径大于800mm，故采用分块式塔盘。直径较大的板式塔，为便于制造、安装、检修，可将塔盘板分成数块，通过人孔送入塔内，装在焊于塔体内壁的塔盘支撑件上。选用自伸梁式。选择具有可调节堰、可拆降液板、自伸梁式塔盘板的单流塔结构。2.3.3 塔盘板（1）用自伸梁式。（2）塔盘板的分块 矩形塔盘板用于塔盘中间部分，端部取3个卡子。 弧形塔盘板及切角矩形塔盘板用于塔壁附件。（3）塔盘板的结构尺寸 塔盘板的支撑件，支撑圈、支撑板和降液板连接带焊在塔内壁上，用以支持塔盘板和降液板。表2.2塔盘直径支持圈宽度支持板宽度厚度1090mm40mm40
23、mm8mm塔盘板外沿与塔内壁间隙为30mm与支持圈搭接的塔盘板外沿直径Dp=1100（1100*1%+20）=1069mm塔盘板与支持圈连接处的紧固件取120mm塔盘板之间连接的紧固件间距为180mm塔盘板冲压部分的尺寸 R=1.56=9 R1=6自伸梁高度L=485mm h1h2=5025（4）支持件结构 塔盘上的降液板及受液盘，有可拆结构及焊接的固定结构。固定结构的降液板和受液盘，与支持圈、支撑板一起，都焊在塔壁上，形成塔盘的固定件。（5）排液孔板式塔在停止操作时，塔盘、受液盘、封液盘等应均能自行排净存液，否则就须开设排液孔。在这些盘中开设一个直径为10mm的排液孔。（6）降液管及受液盘
24、降液管选用弓形降液管。 当降液面积占塔盘总面积的12%以上时，应选用倾斜式降液管。它的下部截面为上部截面的56%，这样可以扩大塔盘的有效面积。一般取倾斜降液板的倾斜角为10。可拆式弓形降液管是由焊在塔壁上的连接带，以及可拆的降液板和紧固件装配而成。用M10螺栓紧固时，在降液板间的连接处均用直径为12mm圆孔。在降液板与连接带的连接处，连接带上用直径为12mm圆孔，降液板上用1438mm的长圆孔，以便于安装、调整。 受液盘选用凹形受液盘。可拆式结构的每个可拆卸零件均应能通过人孔。在受液盘的下方设加强筋板，则凹形受液盘的深度为80mm。 封液盘：在塔或塔段最低一层塔盘的降液管末端，应设封液盘，以保
25、证降液管出口处的液封。入口堰：当出口堰顶高度大于降液管底边时，在正对第一排气液接触元件的上游，设置直径8mm圆钢或小型角钢构成入口堰。对于分块式塔盘，入口堰分段地焊在分块的塔盘板上，与塔盘板组成一体。入口堰与塔盘板的连接，采用间断焊或电阻点焊，须注意防止塔盘板的焊接变形。 出口堰：与可拆式降液管配用的出口堰，可用角钢或用钢板弯成角钢形状，用紧固件连接到塔盘支持件或降液板上。堰板的两侧用紧固件固定在降液板的连接带上。表2.3 塔盘零件的最小厚度材料塔盘板受液盘降液板碳钢3342.3.4 塔盘的紧固件 塔盘板之间的连接可用于螺纹连接紧固件，选上可拆连接型式。塔盘板与支持板或支持圈的连接用于螺纹卡板
26、紧固件。卡子由卡板、椭圆垫板、圆头螺栓和螺母组成。卡板与圆头螺栓焊成一个整体，点焊时应使螺栓尾部沟槽的方向与卡板的长度方向平行，以辨别卡板的方位。当拧紧螺母时，通过椭圆垫板和卡板，把塔盘板紧固在支持圈上。2.4 附件设计2.4.1 人孔 人孔的设置应便于人员进入任何一层塔板。由于设置人孔处的塔板间距要增大，且人孔设置过多会使制造时塔体的弯曲度难以达到要求。所以，每5个塔板之间设有一个人孔。开设人孔处的两层塔板中心距离为800mm。 塔体上采用垂直吊盖人孔。人孔法兰的密封面型式及垫片用材，一般与塔的接管法兰相同。采用对焊法兰人孔。人孔深入塔内部分应与塔的内壁修平，其边缘须倒棱或磨圆。设计人孔尺寸
27、为600mm。2.4.2 接管（1） 进料口 介质进口的结构，要能防止液体淹没气体通道，并防止固体颗粒的沉淀。其接管的上盖板，下盖板，衬板见施工图。表2.4 进料管公称直径接管外径厚度接管伸出长度 65mm 694mm350mm（2） 釜液出口 釜液从塔底出口管流出时，会形成一个向下的漩涡，使塔釜液面不稳定，且能带走气体。塔釜出口应设置防涡流挡板。表2.5釜液出口管公称直径接管外径厚度接管伸出长度 200mm 2196mm 200mm引出孔的加强管上，一般应焊支撑板支撑。裙座上应开设检查孔，选长圆行的检查孔，数量一个。r=225mm w=450mm引出孔、检查孔的加强管与裙座壳的连接应采用全焊
28、透结构。（3） 液面计口为了监视、调整塔釜内流量，塔釜上一定要设置液面计口。结合实际情况，根据HG/T21584，选择磁性液面计，其适用于DN=1.616.0MPa，温度在4030，液体密度大于等于0.45g/cm，黏度小于150MPaS的液体，故符合要求。 液面计是用来观察设备内部液位变化的一种装置，为设备操作提供依据。它的作用是通过测量液位来确定容器中的物料的量，以保证生产过程中各环节必须定量的物料，并可以通过它来观察连续生产过程是否正常，以便可靠地控制过程的进行。 液面计公称直径为20mm，伸出高度400mm，6个液面计。（4） 热电偶 广泛用在测量工业生产过程中01800内各种液体。蒸
29、汽和气体温度作为温度测量和调节装置的感温元件。热电偶的公称直径为M252，伸出高度400mm2.4.3 管法兰 （1） 根据法兰标准欧洲体系HG20595-97法兰的选用，选择带颈对焊钢制法兰，采用凹面连接型式。如图1-2。凹凸面安装时易于对中，还能有效地防止垫片被挤出压紧面，适用于公称压力小于等于6.4MPa的容器法兰和管法兰。 接管的加固： 对于DN小于等于25mm，伸出长度大于等于150mm以及DN=3250mm，伸出长度大于等于200mm的接管，应采用变径管加固或设置筋板予以支撑。 接管伸长量： 根据标准20583-1998，保温层厚度为100mm时，表2.6接管公称直径最小伸出长度1
30、05015070200200 接管插入设备筒体中长度：表2.7名称进料管蒸汽出口管回流管釜液出口管气体进口管公称直径6515080200200接管外径厚度694159789421962196接管伸出长度350200200200350（2） 垫片选择 垫片是螺栓法兰连接的核心，密封效果的好坏主要取决于垫片的密封性能，选石棉橡胶板垫片。表2.8 管道法兰规格公称直径mm法兰外径mm螺栓孔中心圆直径mm螺栓孔直径mm数量规格厚度mm65185145144M161880200160188M1620150285240238M16242003402952312M1626（3） 紧固件的选择 根据标准HG2
31、0613-97，密封面型式是凸面。 在公称压力小于等于4.0MPa非剧烈循环场合用双头螺柱GB901-B级材料0Cr18Ni9性能等级8.8，螺母材料0Cr18Ni9性能等级8。粗牙。2.4.4 吊柱 对于较高的室外无框架的整体塔，在塔顶设置吊柱，对补充和更换填料，安装和拆卸内件，是既方便又经济的一项设施。一般高度在15m以上的塔，都须设置吊柱。 吊柱设置方位应使吊柱中心线与人孔中心线间有合适的夹角，使人能站在平台上操纵手柄，让经过吊柱的垂直线可以转到人孔附近。 吊柱立柱为20无缝钢管，其它各部件采用A3。吊柱与塔连接的衬板应与塔体的材料相同。吊柱的结构简图及尺寸见图1-3，表2.7表2.7
32、吊柱尺寸表SLHRe质量kg标准图号90034001000 168750250110500HG/T21639-34图1-3 吊柱的结构型式1.下支座；2.防雨罩；3.挡销；4.上支座；5.止动插销；6.手把；7.吊杆；8.耳环；9.吊钩;10.封板2.4.5 操作平台与梯子 操作平台的材料：平台全为钢结构，材料一般为Q 235-AF 操作平台应设置在人孔、手孔、塔顶吊柱、液面计等需要经常检修和操作的地方。操作平台应布置得在检修时不再需要另外设置脚手架和缆索。塔上每隔5m安装一层操作平台，共3层，平台宽1.2m，单位质量150kg/ m2 ，包角180。 平台边缘与塔壁之间应留出一定间隙，以便于
33、进行设备的保温、涂漆工作。有保温时，至保温层表面的间隙为50mm。支撑平台的槽钢梁一般应沿平台外周围等分安排相邻间距为1000mm。平台栏杆用直径为5mm的黑铁管制成。管端应予封闭，以防腐蚀性气体进入。栏杆高度1000mm。 选择笼式扶梯，笼梯相邻护圈的间距为1.2m。在平台通道开口处以下的笼梯护圈，应在平台下1000mm。 梯子自塔体、保温层外表面的距离为300mm。梯子最低一级踏步应高出地面300mm。相邻踏步的间距一般取300mm。梯子的材料一般采用Q 235-AF。高温操作的塔，连接板应与塔体完全焊透，焊缝应打磨光洁，以减少热应力的影响。2.4.6 保温层 保温层选择微孔硅酸钠，厚度是
34、100mm，保温材料密度300kg/m3。 保温层延伸到裙座与塔体的连接焊缝以下400mm止，裙座其余部分不需保温层。2.4.7 裙座 由于裙座不直接与塔内介质接触，也不承受塔内介质的压力，因此不受压力容器用材的限制。可选用较经济的普通碳素结构钢。故也选用Q235B。受力情况较好，且塔径较大，则不需要配置较多的地脚螺栓，选用圆筒形的地脚螺栓。 焊接采用对接接头形式，裙座筒体外径与封头外径相等，焊缝必须采用全焊透的连续焊。 地脚螺栓的作用是高塔设备固定在混凝土基础上，以防风弯矩或地震弯矩等使其发生倾斜。由盖板、垫板、筋板组成。盖板可以分块，需要时也可以连成环板。3 强度和稳定性计算31 材料的选
35、择3.1.1 筒体和封头材料的选择 在刚度或结构设计为主的场合，应尽量选用普通碳素钢。在以强度设计为主的场合，应根据压力、温度、介质等使用限制，选用16MnR系列的碳素钢。由于容器设计压力为0.1MPa，使用温度为150，故筒体和封头都选用16MnR的钢板。由于椭圆形封头吸取了半球形封头受力好和蝶形封头受力浅的优点，且椭圆部分经线曲率变化平滑连续，应力分布比较均匀，所以选择椭圆形封头。3.1.2 裙座材料的选择 裙座不直接与塔内介质接触，也不承受塔内介质的压力，因此不受压力容器用材的限制。可选用较经济的普通碳素结构钢。故也选用16MnR。3.1.3 接管的材料 选用Q235-B作为补强圈的材料
36、，部分接管用20，法兰选用20。具体将在装配图上注明。3.2 厚度计算3.2.1 厚度计算过程步骤 安装在室外的大型塔设备常压装置塔，除受操作压力作用外，还受设备自身质量引起的重力，地震、风载荷等的作用，而引起的轴向应力。从而可能使轴向组合应力，大于设计压力而引起的环向应力，而使设备因轴向应力过大而破坏。此我国JBT47102005钢制塔式容器规定对高度大于10m，且高度与直径之比大于5的裙座自支承塔式容器，按设计压力计算确定塔壳的圆筒和封头的有效厚度后，再根据地震、风载荷的需要，并考虑制造、运输、安装的要求，设定一个不得小于按压力计算的圆筒有效厚度，且应不小于6mm。然后进行载荷计算，圆筒应
37、力校核和裙座计算，校核设定的、是否合适，以确保塔式设备的环向、轴向强度和稳定性。3.2.2 厚度计算（1）塔体圆筒和封头设计 a.壳体材料的选择 该塔的工作温度为140，设计压力为0.1Mpa，塔体内径为1100mm，塔高16m。介质为苯-氯苯有轻微的腐蚀性，毒性为高度危害，因此选择强度较好的16MnR。16MnR在设计温度下的许用应力为t=170MPa，=345MPa。腐蚀余量=2mm，采用全熔透双面焊对接焊缝，全部无损检测，焊接接头系数=1.0。 b筒体厚度 由工艺计算得知，筒体内径D=1100mm、塔高H=16m。 mm 设计厚度 0.33+2=2.33mm 考虑到其受到风载荷、地震载荷
38、、偏心载荷和介质压力作用，取名义厚度8mm。 有效厚度 8-2.8=5.2 mm C封头厚度 mm 设计厚度 取名义厚度有效厚度 d水压试验校核。水压试验压力为 水压试验强度校核(其中液柱高1130mm)（mpa）故满足需求。（2）裙座壳厚度 取裙座壳有效厚度14mm，其名义厚度为16mm。3.3 载荷计算3.3.1 质量载荷 圆筒壳、裙座壳和封头质量 附属件质量 内构件质量 保温层质量 平台、扶梯质量（笼式扶梯单位质量40 kg/m） 物料质量 水压试验时质量 塔器操作质量 =3496+2849+1294+2633+2218+874=13364（kg） 塔式容器的最大质量 =3496+284
39、9+1294+2633+874+10733=21879（kg） 塔式容器的最小质量 =3496+0.22849+1294+2633+874=8867(kg)本塔的计算截面选取其较薄弱的部位，塔的的底截面0-0截面、裙座上人孔处的1-1截面、塔体与裙座连接焊缝处的2-2截面。将塔沿高分为6段，其中裙座分为2段，筒体分为4段，具体如表。 各段质量段号 1 2 3 4 5 6塔宽长度（m）0-0808-4747-7272-9797-122122-16 218.51065.2682.8682.8682.81037.900630.3630.3630.3958.100286.3286.3286.3435.
40、2321561096.61001096.615200490.7490.7490.7745.9002374.62374.62374.63609.3250.51221.23186.72190.13186.73329.1250.51221.25070.640745070.66192.5250.51221.22191.61195.22191.61816.73.3.2 塔的基本自振周期计算 3.3.3 地震载荷及地震弯矩计算塔段号123456备注塔段长度（m）00.80.84.74.77.27.29.79.712.212.216250.51221.23186.72190.13186.73329.140027505950845010950141000.0081060.141060.4591060.7771061.1461061.6471060.0021090.1711091.4631091.7021093.6331095.57310912.5441090.01610120.25410146.713101413.214101441.839101493.322101415.53410158.0750.00650.11310.37060.62740.92541.35183.511297.782546.222962.496357.989702.601.5190.22
