。本设计说明书介绍了设计的主要过程。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，主要零部件的制造工艺以及主要材料的可焊性评价等，都有基本的叙述。主要设计过程都必须兼顾计算及标准根据，同时兼顾到实际问题及经济性原则。本次设计是在何家胜和徐青山老师的指导下及同学们的帮助和配合下完成的。在此对提供过帮助的老师和同学表示谢意,不足之处望指正付港摘要常压精馏塔在产品的加工流程中占有举足轻重的作用，其结构的强度及稳定性要求，直接影响到整个产品加工的过程。因此，精馏塔的机械设计具有举足轻重的作用。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。说明书反映了设计的基本过程。第章为概述，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章说明了主要零部件的制造工艺。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，装配图前言,摘要第章概述塔设备概论常压塔的工作原理及工艺路线常压塔的主要结构第二章初馏塔基本结构的设计设计条件塔高的确定塔盘选型与设计塔盘型式及设计塔盘的结构设计塔盘板塔盘支撑梁的设计塔盘的紧固件附件设计人孔接管管法兰吊柱操作平台与梯子保温层裙座第三章强度和稳定性计算材料的选择筒体和封头材料的选择裙座材料的选择接管的材料厚度计算厚度计算过程步骤厚度计算载荷计算质量载荷塔的自振周期计算地震载荷及地震弯矩计算风载荷和风弯矩计算最大弯矩校核计算圆筒应力校核裙座计算裙座与塔壳对接焊缝校核第四章开孔补强补强的判据对塔顶气体出口的补强其内径均为补强计算方法判别开孔所需补强面积有效补强范围有效补强面积所需另行补强面积补强圈设计人孔，塔底重油出口补强计算方法判别开孔所需补强面积有效补强范围有效补强面积所需另行补强面积补强圈设计常顶循抽出口，常中抽出口，常二线返塔口，常二中抽出口补强计算方法判别开孔所需补强面积有效补强范围有效补强面积所需另行补强面积补强圈设计常二中返塔口，常顶循返塔口，常中返塔口补强计算方法判别开孔所需补强面积有效补强范围有效补强面积所需另行补强面积补强圈设计常线返回口，常二线抽出口，常三线抽出口，汽提蒸汽入口，浮球液位计口补强计算方法判别开孔所需补强面积有效补强范围有效补强面积所需另行补强面积补强圈设计常线抽出口，常三线返塔口，安全阀补强计算方法判别开孔所需补强面积有效补强范围有效补强面积所需另行补强面积补强圈设计常顶冷回流入口补强计算方法判别开孔所需补强面积有效补强范围有效补强面积所需另行补强面积补强圈设计减压过汽化油入口，热电偶口，压差液位计口，玻璃板液位计口补强计算方法判别开孔所需补强面积有效补强范围有效补强面积所需另行补强面积补强圈设计第五章主要零部件的制造工艺筒体制造原材料准备封头塔设备的制造塔体及塔盘的制造技术条件的规定论文缩写设计小结致谢参考文献第章概述塔设备概论塔设备是化工石油化工和炼油医药环境保护等工业部门的种重要的单元操作设备。它的作用是实现气汽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。可在塔设备中完成的常见的单元操作有精馏吸收解吸和萃取等。在化工或炼油厂中，塔设备的性能对于整个装置的产品产量质量生产能力和消耗定额以及三废处理和环境保护等各个方面都有重大的影响。因此，塔设备的设计和研究受到化工炼油行业的极大重视。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，还应满足以下要求气液两相充分接触，相际间传热面积大生产能力大，即气液处理量大操作稳定，操作弹性大阻力小结构简单，制造安装维修方便，设备的投资及操作费用低耐腐蚀，不易堵塞。塔设备的分类按操作压力分有加压塔常压塔及减压塔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按内件结构分有填料塔板式塔。常压塔的工作原理及工艺路在产品生产工艺中，在蒸馏前必须进行严格的脱盐脱水，脱盐后换热到进初馏塔又称预汽化塔，塔顶出半成品或者成品。本次设计的是常压塔，常压塔的基本结构和工作原理如下图精馏塔的主要结构在塔设备的类别中，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，在初馏塔中的分离程度要求不高，成分复杂，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。板式初馏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。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。本设计中初馏塔为常压，采用等直径等厚度型式。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。人孔及手孔为安装检修检查等需要，本初馏塔体上设有人孔。接管用于连接工艺管线，使塔设备与其他相关设备相连接。本初馏塔的主要接管见草图。吊柱安装于塔顶，主要用于安装检修时吊运塔内件。此外，还有法兰等其他结构。第二章初馏塔基本结构的设计设计条件已知给定设计条件如下工作介质塔径工作参数最高工作压力，最高工作温度。工作地点武汉市江夏区查表得武汉月平均最低气温为，地震基本烈度为度，基本风压。塔高的确定塔的顶部空间高度塔的顶部空间高度是指塔顶第层塔盘到塔顶封头切线的距离。为了减少塔顶出口气体中夹带的液体量，顶部空间高度取。塔的底部空间高度塔的底部空间高度是塔底最末层塔盘到塔底下封头切线处的距离。当进料系统有分钟的缓冲时间容量时，釜液的停留时间可取分钟。根据塔径，可取塔底部空间高度。塔的主体高度全塔塔板数层。塔盘之间的间距应主要考虑的因素有雾沫夹带物料的起泡性操作弹性安装和维修的要求。此外，塔板间距与液泛密切相关，塔板间距越大，越不易发生液泛。结合塔板间距标准系列，可取塔板间距为。为了检修和安装的方便，需要在塔板之间合适的位置处，开设吊耳及精料管，我们设计在此连续层塔板间距离。进油口处空间高度取。总计人孔数为个。主体高度。椭圆形封头根据钢制压力容器用标准封头，选用型号封头。如图。图表椭圆形封头参数公称直径总深度内表面积容积直边高度质量裙座的高度裙座的高度是指从塔底封头切线到基础环之间的高度。具体尺寸如下图所示，裙座的全部高度有和相加和得到。其中由工艺决定，在此常压塔设计中可以取裙座总高为。图塔的总高度塔设备的结构简图，见下图塔盘选型与设计塔盘型式及设计选用的浮阀塔盘，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型浮阀。型浮阀分为轻阀和重阀两种，轻阀采用薄板冲压而成，质量约为重阀采用薄板冲压，质量约为。由于轻阀漏液较大，除真空操作时选用外，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小的间隙，般约为，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，般为。表型浮阀的基本参数标记阀片厚度阀片重量塔盘板厚材质浮阀的排列浮阀以三角形排列为好，各排浮阀垂直于液流方向，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，浮阀的中心距固定不变，般定位。等腰三角形的高为。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。分块式塔盘外围浮阀的中心与进口堰溢流堰的距离，般为。溢流堰高度其中，泡罩底隙，泡罩帽缘圈高度，齿缝高度，静液封高度。故，取每块存留介质高。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，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。塔盘板用自伸梁式。塔盘板的分块矩形塔盘板用于塔盘中间部分，端部取个卡子。弧形塔盘板及切角矩形塔盘板用于塔壁附件。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。表塔盘直径支持圈宽度支持板宽度厚度塔盘板外沿与