河南城建学院本科毕业设计 塔辅助设备的选择
排管式喷淋器的操作弹性较小。
3.3填料支承板
填料支承板是用于支撑塔内填料及所持有的气体和液体的重量的装置。对于填料支承板要有足够的强度以支撑填料的重量，提供足够大的自由截面，尽量减小气液两相的流动阻力；有利于液体的再分布，耐腐蚀性能好，便于用各种材料制造；以及安装拆卸方便等
采用粱型气体喷射式支承板，它是目前性能最优的大塔支承板，使用塔径最大达12m。具体选择数据如下表10。
表10 塔径（mm） 板外径（mm） 支承板分块数 承载能力（Pa） 近似重量（N） 4000 3960 24 18500 3800 这种支承板由若干条支承梁组装而成，各条支承梁除长度不同外，其余结构尺寸均相同，以便成批生产。
这种支承板的特点是：气体通道大，可提供大于100%的自由截面；液体负荷高，液体不仅可从盘上的开孔排出，而且可从条与条之间的间隙穿过；梁式结构增加的强度，也便于安装拆卸。
支承梁的板厚：不锈钢为3~4mm；碳钢为6mm。
3.4 液体再分布器
液体再分布器主要是用来收集由上部填料床层流下的液体并将其均匀分配到下部填料床层。选用梁型再分布器。
粱型再分布器适用于直径大于1200mm以上的大塔。为了便于制造安装，设计成可拆卸结构，整个分布器由多条粱型结构拼装而成。再分布器与支持圈之间用卡子连接。
粱型再分布器与粱型气体喷射式支承板配套使用。支承板无主梁时，升气管上缘至填料支承板下缘的距离宜尽量缩短，应小于75~100mm，以防从支承板流下的液体进入升气管，影响再分布效果。如果结构上必须超过上述距离，则宜在升气管上方加设帽盖。具体选择数据如下表11。
表11 塔径（mm） 4000 盘外径（mm） 5450 螺栓圆直径（mm） 5285 分块数 30 升气管数 10 液体负荷范围（m3/h） 22~900
31
河南城建学院本科毕业设计 塔辅助设备的选择
3.5 床层限制板
填料在大压降下操作时，由于气流冲击和负荷波动，如无压板，则陶瓷填料将会破碎而堵塞填料层。对金属填料因其较轻易于松动或不均匀膨胀，致使流体分布不均或被气流带走。为此，对陶瓷填料须安装填料压板，对塑料或金属填料须设床层限制板
床层限制板，为金属网与支架组成，重力约300Pa，直径较塔内径小10~38mm，边缘以螺钉固定于塔壁的凸台上。
3.6气、液相进出口装置
3.6.1气体进口装置
气体进口装置的设计，应能防止淋下的液体进入管内，同时还要使气体分散均匀。因此，不宜使气流直接由管接口或水平管冲入塔内，而应使气流的出口朝向下方，使气流折转向上。气体入塔速度一般为10~18 m/s，以降低突然扩大造成的压力损失，并有利于气流均匀分布。
3.6.2气体出口装置
气体的出口装置，要求既能保证气体畅通，又应能尽量除去被夹带的雾沫。可在气体出口前加装除沫挡板，当气体夹带较多雾滴时，需另装除沫器。
3.6.3液体进口管
液体的进口管直接通向喷淋装置 3.6.4液体的出口装置
液体出口装置的设计应便于塔内液体的排放，防止破碎的瓷环堵塞出
口，并且要保证塔内有一定的液封高度，防止气体短路。
3.7封头
选用椭圆型封头，具体尺寸如下表2
表12
椭圆型封头内径（mm） 曲面高度(mm) 直边高度(mm) 4000 1040 40 内表面积（m2） 容积（m3） 17.846 8.8802 3.8人孔、手孔
手孔和人孔的作用是为了检查设备的内部以及便于安装和拆卸设备内部构件。采用标准公称直径为DN150 mm的手孔。由于填料直径大于900 mm，因直径为此，应开设人孔。采用圆形标准公称DN450 mm的人孔。3.75m设一个人孔，故
32
河南城建学院本科毕业设计 塔辅助设备的选择
设人孔5个
3.9加强圈
补强圈是作为补强金属非焊接在壳体与接管连接外。补强圈的材料一般与器壁的材料相同。被强圈与被补强的器壁之间要很好地焊接，使其与器壁能同时受力，否则起不到补强的作用。
补强圈的最大间距：3.75m
所以加强圈选用5个，每3.75m一个
33
河南城建学院本科毕业设计 机械强度的校核
4 机械强度的校核
4.1质量载荷
塔设备的质量包括塔体，裙座体，内构件，保温材料，扶梯和平台及各种附件等的质量，还包括在操作，停修或水压试验等不同工况时的物料或充水质量。
设备操作时的重量：
m0?m1?m2?m3?m4?m5?ma?me 式中 m1?塔体和裙座质量，kg
m2?内件质量，kg m3?保温材料质量，kg m4?平台，扶梯质量，kg
m5?操作时塔内物料质量，kg ma?人孔，接管，法兰等附件质量,kg me?偏心质量，kg
其中，
1?D12?D22?H?? 41 =???3.52?3.42??21?7.8?103
4 =88722.27Kg
1m2???3.42?10?22
4 =1996.4 Kg m3?0
L?2H?2?21?42m1???m4?35?42?1470Kg m5?350000Kgma?0,me?0
因此，m0?88722.27?1996.4?1470?350000=442188.67 Kg
4.2风载荷的计算
（1） 风速V
V = 4q0
式中 V － 距地面10m处风速，m/s ；
q0 － 距地面10m处风压，Pa ；查得，该焦化厂所处地区年平均风雅
34
河南城建学院本科毕业设计 机械强度的校核
为400Pa。
则，V?4400?80m/s （2） 雷诺数Re
Re = VD0/γ
式中 D0 － 塔设备的内径，m ；
γ－系数，γ = 0.145×10-4 ； 查得,空气动力系数K1 = 0.8
则，Re?3.5?800.145?10?4=1.93×107 （3）迎风面积Ai
Ai = Dehi
式中 De － 塔设备的直径，m ；
hi－ 塔设备的高度, m ；
则，Ai?3.5?18=63m2 （4）风振系数Ki Ki?1?m脉?i
式中 m脉 － 脉动系数, m脉 = 0.35 ；
ζi － 动力系数, ζi = 1.0
Ki?1?0.35?1=1.35
（5）风载荷Pi
Pi?K1?Ki?q0?fi?Ai 式中 Pi－ 风载荷，Pa ；
K1 － 空气动力系数 ； Ki －风振系数Ki ； ?i－ 风变化系数，?i = 1.0。
则，Pi?0.8?1.35?400?1.0?63=27216Pa
4.3壁厚
4.3.1筒体壁厚
?d?PcDi2?????Pctt?c2
???选用16MnR钢查得
?170MPaPc?0.05MPa??1.0
c2?双面腐蚀取4
35