浮阀塔设计计算说明书

山东大学

课 程 设 计（论 文）

设计(论文)题目：乙醇——水浮阀式精馏塔设计

姓 名 学 院 机械工程学院 专 业 过程装备与控制工程 年 级 2012 级 指导教师 唐委校 宋清华

2015 年 12 月 31 日

山东大学课程设计（论文）成绩评定表

学院：机械工程学院 专业：过程装备与控制工程 年级：2012级

姓 名 设计（论文）成绩 乙醇——水浮阀式精馏塔设计 设计（论文）题目 指导教师评语 评定成绩： 签名： 年 月 日 评阅人评语 评定成绩： 签名： 年 月 日 答辩小组评语 答辩成绩： 组长签名： 年 月 日

乙醇-水精馏浮阀塔设计计算说明书

目录

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摘 要 .......................................................................................................................... IV Abstract ............................................................................................................................. V 第一章 绪论 ................................................................................................................ - 1 -

1.1设计背景 ......................................................................................................... - 1 - 1.2设计任务 ......................................................................................................... - 1 -

1.1.1设计任务概述 ....................................................................................... - 1 - 1.1.2设计任务书 ........................................................................................... - 2 - 1.3设计方案 ......................................................................................................... - 2 - 第二章 塔总体结构设计 ............................................................................................ - 3 -

2.1总体结构 ......................................................................................................... - 3 - 2.2主体尺寸 ......................................................................................................... - 3 -

2.2.1塔高 ....................................................................................................... - 3 - （注：H指从基础环到上封头切线高度） ........................................................ - 5 -

2.2.2设计参数及材料指标 ........................................................................... - 5 - 2.2.3壁厚 ....................................................................................................... - 5 - 2.3总结 ................................................................................................................. - 6 - 第三章 塔盘设计与校核 ............................................................................................ - 7 -

3.1塔盘型式设计 ................................................................................................. - 7 - 3.2塔盘的结构设计 ............................................................................................. - 7 -

3.2.1塔盘结构 ............................................................................................... - 7 - 3.2.2浮阀 ....................................................................................................... - 7 - 3.2.3 受液盘 .................................................................................................. - 7 - 3.2.4 排液孔 .................................................................................................. - 8 - 3.2.5 降液板 .................................................................................................. - 8 - 3.2.6 入口堰 .................................................................................................. - 8 - 3.2.7 出口堰 .................................................................................................. - 8 - 3.2.8 液封盘 .................................................................................................. - 9 - 3.3 塔盘的校核 .................................................................................................... - 9 -

3.3.1塔盘载荷计算 ....................................................................................... - 9 - 3.3.2塔盘边板强度校核 ............................................................................. - 10 - 3.3.3通道板的强度校核 ............................................................................. - 13 - 3.4总结 ............................................................................................................... - 15 - 第四章 塔设备的强度设计与稳定校核 .................................................................. - 16 -

4.1塔体载荷分析 ............................................................................................... - 16 -

4.1.1质量载荷 ............................................................................................. - 16 - 4.1.2风载荷和风弯矩 ................................................................................. - 19 - 4.1.3地震载荷 ............................................................................................. - 22 -

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4.1.4偏心弯矩 ............................................................................................. - 25 - 4.1.5计算截面处载荷 ................................................................................. - 25 - 将上述各截面的计算结果汇总于下表 ...................................................... - 25 - 4.1.6最大弯矩 ............................................................................................. - 26 - 4.2筒体的强度及稳定校核 ............................................................................... - 27 -

4.2.1操作工况 ............................................................................................. - 27 - 4.2.2液压实验 ............................................................................................. - 29 - 4.3裙座壳体轴向应力校核 ............................................................................... - 30 -

4.3.1 裙座底部截面的校核 ........................................................................ - 30 - 4.3.2检查孔中心截面的校核 ..................................................................... - 31 - 4.4 本章小结 ...................................................................................................... - 33 - 第五章 塔附件设计 .................................................................................................. - 35 -

5.1 保温层与保温圈 .......................................................................................... - 35 -

5.1.1 保温层 .............................................................................................. - 35 - 5.1.2 保温圈 .............................................................................................. - 35 - 5.2 裙座 .............................................................................................................. - 35 -

5.2.1 裙座形式及材料 ................................................................................ - 35 - 5.2.2 裙座与封头连接结构 ........................................................................ - 36 - 5.2.3 地脚螺栓座 ........................................................................................ - 36 - 5.2.4 排气管 ................................................................................................ - 36 - 5.2.5 塔底接管引出孔 ................................................................................ - 37 - 5.3 塔顶吊柱 ...................................................................................................... - 37 - 5.4 除沫器 .......................................................................................................... - 37 - 5.5操作平台与梯子 ........................................................................................... - 38 -

5.5.1操作平台 ............................................................................................. - 38 - 5.5.2梯子 ..................................................................................................... - 39 - 5.6 本章小结 ...................................................................................................... - 42 - 第6章 裙座强度校核 .............................................................................................. - 43 -

6.1 基础环强度校核 .......................................................................................... - 43 -

6.1.1 基础环尺寸 ........................................................................................ - 43 - 6.1.2基础环强度校核 ................................................................................. - 43 - 6.2地脚螺栓座强度校核 ................................................................................... - 44 -

6.2.1 筋板强度校核 .................................................................................... - 45 - 6.2.2盖板强度校核 ..................................................................................... - 46 - 6.3 裙座与筒体对接焊缝强度校核 .................................................................. - 46 - 6.4 本章小结 ...................................................................................................... - 47 - 第7章 开孔及开孔补强设计 .................................................................................. - 48 -

7.1开孔补强设计 ............................................................................................... - 48 -

7.1.1气体出口补强设计 ............................................................................. - 48 - 7.1.2气体入口补强设计 ............................................................................. - 50 - 7.1.3液体出口补强设计 ............................................................................. - 52 - 7.1.4人孔补强设计 ..................................................................................... - 54 - 7.2接管及法兰选型 ........................................................................................... - 56 -

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7.3 本章小结 ...................................................................................................... - 58 - 参考文献 .................................................................................................................... - 59 - 谢辞 ............................................................................................................................ - 60 -

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