JB 4710-92《钢制塔式容器》中规定,裙座壳体材料按照受压元件的要求进行选取[10]。其标准释义中对此条规定的解释是:对非受压元件中的裙座,本标准要求按照受压元件对待。原因是裙座对整个塔器而言是至关重要的,它支撑着塔器的本体,其破坏将直接影响塔器的正常使用。而且裙座材料耗费不多,因此,提高它的用材要求在经济上不会造成太大的浪费。
选择地脚螺栓材料时主要考虑环境温度。JB 4710-92《钢制塔式容器》规定,一般情况下,地脚螺栓选用Q235-A,只有环境温度低于0℃时才采用16Mn。SH 3098-2000《石油化工设计规范》和HG 20652-1998《塔器设计技术规定》的要求相同,当环境温度高于-20℃时选用Q235-A,环境温度不高于-20℃时选用Q345-E或者16Mn。但是,在GB 150-1998《钢制压力容器》中,Q235-A已经被剔除,所以,一般不再考虑此材料。在我国,很大一部分地区最低环境温度在-10℃~0℃,在制定塔器裙座及地脚螺栓材料标准时应考虑到这一情况,在采取一定限制措施保证安全的情况下可适当放宽对材料的要求,比如采用Q235-B可大幅降低投资[11]。
3课题研究的内容
3.1制氢装置工艺水脱气塔主体结构
填料塔的主体结构有:气体出口,喷淋装置,液体分布器,液体进口,壳体,液体再分布器,填料,填料支撑板,气体进口,液体出口,人孔,裙座,卸填料入口等。塔体不仅要满足工艺条件(温度、压力、塔径、塔高等)下的强度和刚度,还要考虑风力,地震,偏心,质量等载荷引起的强度刚度问题。
3.2填料的选择
塔填料分为两类:散堆填料和规整填料。散堆填料的材质主要有金属、塑料和陶瓷;规整填料的材质主要有金属薄板或丝网,以及塑料丝网。
本次设计中填料选用开孔环形填料—塑料鲍尔环
3.3填料塔内件的结构考虑
填料塔内件结构是填料塔设计的关键,对填料塔效率的影响很大。在设计中应注意包括填料、填料支撑件(支撑板、支撑珊等)、填料层压环、填料层限位器、液体(气体)分布器、液体再分布器、破漩涡器等对性能的影响,合理选择与设计。
3.4填料塔的支撑结构
塔设备的主要支撑形式是裙式支座支撑。裙式支座有两种:圆筒形裙座和圆锥形裙座。圆筒形裙座制造方便,经济上合理,一般情况下选用圆筒形裙座。但对于DN<1000mm,H/DN>25;DN>1000mm,H/DN>30这类细高塔,为了防止风载荷或地震载荷引起的弯矩造成塔翻到,则需要配置较多的地脚螺栓及具有足够大承载面积的基础环。此时,圆筒形裙座的结构尺寸往往满足不了这么多地脚螺栓的合理布置,因而只能采用圆锥形裙座[12]。根据已给的条件,外径为1.3m,塔高为4.95m,故考虑到塔不是太高,内径适宜故还是选用比较经济实惠的圆筒形裙座。
3.5填料塔封头的考虑
压力容器封头种类很多,分为凸形封头,锥壳,变径段,平盖及紧缩口等,其中凸形封头包括半球形封头,椭圆形封头,碟形封头和球冠形封头。采用什么样的封头需要根据工艺条件要求等因素来考虑。考虑到工艺流程,希望采用受内压(凹面受压)的椭圆形封头,作为填料塔的上下封头。其原因是因为此封头应力分布均匀,较球形封头深度小的多,易于冲压成型,低压操作容器中应用最多的一种。
4创新点及难点分析
经过大量文献搜索,决定在液体分布器上加以创新。
在小塔设计中常采用排管式液体分布器,这种分布器结构简单,但是布液不够均匀。虽然在开了变径小孔后液体分布的均匀度有所改善,但实际效果还是不够理想。如果在喷淋孔下焊接导液管,液体经过导液管后其分布的均匀度就会大为提高,并且能有效的调整并改善一级槽内液位的水平度,经过导流的液体由于方向的改变还可有效的防止冲击气泡的产生。
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