塔式容器要点 - 图文

2019-08-01 23:46

二. 钢制塔式容器的适用范围

? JB/T 4710-2005《钢制塔式容器》 ? 独立标准;

? 适用于H/D>5,且高度H>10m裙座自支承的塔式容器; ? H —总高(基础环板下表面至塔器上封头切线处的高度); ? D —塔壳的公称直径。

? 对不等直径塔式容器(加权平均值): D=D1 L1/H + D2 L2/H +···

? 不适用于带有拉牵装置的塔器(如:烟囱); ? 不适用于带有夹套的塔式容器。 塔式容器必须是自支承的。

适用范围是考虑下述因素制定的: a. 塔式容器振动时只作平面弯曲振动;

b.高度小的塔式容器截面的弯曲应力小,计算臂厚取决于压力或最小厚度。 钢制塔式容器设计参数1

① 塔式容器应考虑的载荷:5.1.4 P8

a. 压力载荷:设计压力;液柱静压力(当液柱静压力小于5%的设计压力时可忽略不计);试验压力;

b. 重力载荷:

塔器空重:包括塔器壳体(圆筒和封头) 、裙座和附件(如接管、管嘴、人孔、法兰、支承圈、支座和不可拆的内件等)的重力载荷; 可拆的内件重力载荷:如填料(催化剂)、可拆塔盘板、除沫器、催化剂等的重力载荷; 物料的重力载荷:指正常工作状态下物料的最大重量。对于固体物料(颗粒料或粉料),应按堆积密度计算重力载荷;

试压(或试漏)液体的重力载荷;

隔热材料重力载荷:如保温或保冷层及其支持件的重力载荷;

其他附件的重力载荷:如与塔直接连接的钢平台、扶梯、工艺配管及管架等附件的重力载荷。

c. 风载荷:顺风和横风向;

d. 地震载荷:水平地震力和垂直地震力(沿塔高成倒三角形分布); e.偏心载荷;

f.管道外载荷(管道推力和力矩);

g.由塔外部附件(如管架、支座或其他悬挂在塔器上的设备)引起的外载荷; h.由于热膨胀量或线膨胀系数的不同引起的作用力。 ② 塔式容器应考虑的工况: a. 安装工况;

b. 水压试验工况; c. 操作工况; d. 检修工况。

③ 从载荷性质上分:可以分为静载荷和动载荷

a. 载荷大小、方向甚至作用点等不随时间变化的是静载荷,(如压力载荷,重力载荷);随时间变化的是动载荷,(如风载荷,地震载荷)

b. 动载荷能使结构产生加速度,引起结构振动。振动过程中结构的位移和内力随时间变化,因此,求出来的解是随时间有关的系列,而静载荷的解是单一的。

c. 动载荷计算与结构自身的振动特征(如自振频率或周期、振型与阻尼)有关,而静载荷仅与载荷大小、约束条件有关。 ④ 设计压力:

对工作压力小于0.1MPa的内压塔式容器、设计压力取不小于0.1MPa,其他按GB150取值 ;

由中间封头隔成两个或两个以上压力室的塔式容器应分别确定其设计压力; ⑤ 设计温度:

容器的塔体:按GB150取值 ;

裙座壳:取使用地区月平均最低气温的最低值加20℃。

⑥ 腐蚀裕量:凡是与工作介质接触的塔的筒体、封头、接管、人(手)孔及内部构件等,均应考虑腐蚀裕量。 A. 容器的塔体:

a) 应根据预期寿命和介质;利用金属材料的腐蚀速率确定腐蚀裕量; b) 各元件受到腐蚀程度不同时,分别确定其腐蚀裕量;

c) 介质:压缩空气,水或水蒸汽,材质为碳素钢或低合金钢时,腐蚀裕量不小于1毫米。 . 裙座和地脚螺栓:

a) 裙座腐蚀裕量取C2=2mm;

b) 地脚螺栓的腐蚀裕量,取C2=3mm。 C.可不计腐蚀裕量的情况:

不锈钢,不锈复合钢,不锈钢衬里(介质对所接触的不锈钢不发生腐蚀时); 法兰密封面;

可经常更换的非受力元件;

用涂漆可以有效防止环境腐蚀的塔体外表面及其外部构件(不包括裙座,不包括腐蚀裕量)。 ⑦ 最小厚度: A. 容器壳体:

a) 碳素钢、低合金钢制为2/1000的内直径、且不小于3毫米; b) 高合金钢制,不小于2mm。 B. 裙座壳和地脚螺栓

a) 裙座壳的最小厚度没有要求,但规范规定裙座壳的各段厚度不得小于6mm。 b) 地脚螺栓直径,规范并无限制,但工程上一般不小于M24,最大不超过M100。 ⑧ 许用应力(材料)

A. 塔式容器壳体(含裙座壳体)(受压元件) 按GB150材料一章选取。

《化工设备设计全书》“塔设备” P312介绍: 常用的裙座材料为Q235-B,Q245R和Q345R。

? 塔釜封头的材料为低合金高强度钢、高合金钢或塔体要整体热处理时,裙座顶部要

增设与塔釜封头相同材料的短节(短节长度一般取300mm ),以保证塔釜封头与裙座焊接时的封头质量。

操作温度低于0℃(有资料介绍:低于-20℃)或高于350℃时,短节长度应以温度影响范围确定。当无法确定时,短节长度一般取保温层厚度的4倍,且不小于500mm。 当裙座低于2.5米时,可不设过渡段,取裙座筒体与塔体材料相同。

? B. 非受压元件,基础环,盖板和筋板,地 脚螺栓 ? a) 地脚螺栓Q235—A [σ]=147MPa ? 16Mn [σ]=170MPa

? 采用其他材料时ns≥1.6 ? b) 基础环,盖板和筋板

? 碳素钢 [σ]=147 MPa ? 低合金钢 [σ]=170 MPa 四. 钢制塔式容器的结构

1. 裙座的型式:分为圆筒形和圆锥形两种。

要求:圆锥形裙座的半锥顶角不超过15°,无论圆筒形或圆锥形裙座壳其名义厚度不得小于6mm。 见图7-2。

2. 筒体与裙座的连接型式 分为对接和搭接两种:

① 对接要求:裙座壳体外径与塔体封头外径 相等 ;(注:此连接焊缝应采用全焊透连续焊)

② 搭接:分为搭接在封头与搭接在筒体上两种。 (注:此连接角焊缝应填满) 注:当H/D>5,且设防烈度≥8度时,不宜采用搭接。 2. 筒体与裙座的连接型式:见图7-2,图7-3。 ① 两焊缝间应≥1.7δns; ② 角焊缝应填满;

③ 覆盖的焊缝应磨平, 且应进行100%无损检测。

3. 当塔壳封头由多块板拼接制成时,拼接焊缝处的裙座壳应开缺口, 如图7-4 所示。

4. 当塔式容器下封头的设计温度大于或等于400℃时,应设置隔气圈,如图7-6,图7-7所示。

5.排气孔或排气管:

塔式容器操作过程中,可能有气体逸出,积聚在裙座与塔底封头之间的死区中,它们有些是易燃,易爆的气体,有些是具有腐蚀作用的气体,会危及塔器正常操作或检修人员

的安全,故设置排气孔。

排气孔在裙座有保温或防火层时,应改为排气管,如图7-5所示。 6 .引出管及引出孔:

塔底部接管(引出管)应通过裙座上的引出孔伸到裙座外部,如图7-8所示。 引出孔的通道管(加强管)规格见表7-6。

注意:当介质温度大于-20℃时,引出孔的引出管上应焊支撑板;

当介质温度小于或等于-20℃时,引出 孔处应采用木块支撑引出管; 7.检查孔及排净孔:

A. 裙座应开设检查孔,一般为圆形孔,离裙座底面高约900mm; 检查孔的数量及尺寸见表7-7;

引出孔和检查孔与裙座筒体的连接应采用全焊透结构。壁厚宜取裙座筒体的厚度,但不宜大于16mm。

B.裙座筒体底部宜对开两个排净孔。 8. 地脚螺栓座:

A.由基础环、筋板、盖板和垫板组成,结构如图7-9(a)所示,该结构适用于予埋地脚螺栓和非予埋地脚的情况。

B.图7-9(b)为中央地脚螺栓座结构,优点是地脚螺栓中心圆直径小,用于地脚螺栓数量较少,需予埋。

C.对塔高较小的塔式容器,且基础环板的计算厚度小于20mm时,地脚螺栓座可简化成单环板结构,(但基础环板厚不应小于16mm)。

优点:结构简单;缺点:地脚螺栓座整体刚度不足。


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