有限元乙烯装置中的丙烯精馏塔+CAD图纸+答辩PPT(4)
1.4.6塔盘的支承结构
当塔径大于800mm时，人可入塔进行安装、检修，所以宜将塔盘板分块，通过人孔送入塔内，安装在塔盘的固定件上。固定在塔壁上的支持件，有支持板。支持圈与受液盘等，在大塔中还有支承梁[16]。
1.4.7 塔设备强度设计和稳定校核
塔体除承受塔内介质的压力外，还承受着各种重量、管道推理、偏心载荷和地震载荷等多重载荷的联合作用。因此，单纯根据设计压力确定的塔体壁厚，不足以保证塔设备的安全运行，尚需按各种工况下，对多重载荷的联合作用进行验算，以确保塔设备有足够的强度和稳定性。
塔设备的强度设计和稳定校核通常包括下列内容：
（1）按设计压力确定塔体壁厚。
（2）根据塔设备的设置地区，并按照安装、正常操作、停工、水压试验等各种工况状态，计算塔体在多重载荷联合作用下的组合轴向应力。通过调整塔体壁厚，使组合轴向应力满足强度和稳定条件。
（3）按上述工况下的载荷，计算基础环、地脚螺栓座和地脚螺栓。
（4）按上述同样条件，计算设备法兰的当量设计压力。
（5）计算由管道或悬挂重物引起的塔体局部应力。
（6）塔设备的内外附件强度计算。
1.5难点和创新
针对精馏塔的特点，本设计中采用了有限元分析进行强度校核。有限元的基本思想是将连续介质分成有限个单元体，这些单元仅在有限个节点处如桁架似地相互连接，然后将载荷想这些节点移置，并采用虚位移原理求得各节点处的位移，从而利用物理方程可求出单元的应力。当所选择的单元和位移模式合理时，求得的单元体应力可以满意地收敛于精确值。
本次设计将创新性地针对筒体的风载荷进行有限元分析，一方面巩固自己所学习ANSYS软件方面的知识，另一方面能够帮助检验筒体是否达到要求。
2 塔内件设计
精馏塔是根据混合物中各组份挥发度的不同，在每层塔板上进行多级部分气化和部分冷凝，从而达到使混合物各组份分离的设备。精馏塔主要由塔体、塔盘、塔体支座、除沫器、接管、人孔和手孔、吊耳和吊柱及其他附件组成。此章主要选取和塔体设计无关的一系列内件。
2.1 总体结构
在板式塔内沿塔高装了若干层塔盘，液体靠重力作用由塔顶逐盘流向塔底，并在各块塔盘面上形成流动的液层；气体则靠压强差推动，由塔底向上依次穿过各塔盘上的液层而升至塔顶。气、液两相在各塔盘上直接接触完成热量和质量的传递，两相组成沿塔高呈阶梯式变化。
塔盘是板式塔内气、液接触的主要元件。它的种类有很多，根据塔盘的结构特点，常将板式塔分为：泡罩塔、筛板塔、浮阀塔、浮舌塔、浮动喷淋塔等多种不同的塔型。本次课程设计的就是浮阀塔。
2.2 塔盘
一般来讲，各层塔盘的结构式相同的，只有最高一层、最低一层和进料层的结构和塔盘间距有所不同。塔盘间距与塔径的关系可参照表2-1.但最高一层塔盘和塔顶距离长高于塔盘间距，有时甚至高过一倍，以便气体出塔之前很好地进行气液分离。在某些情况下，在这一段上还装有除沫器。最低一层塔盘到塔底的距离也比塔盘间距高，因为塔底空间起着贮存的作用，保证液体能有足够的贮存量，使塔底液体不致流空。进料塔盘与上一层塔盘的间距也比一般高。塔盘板常用2~3mm不锈钢板或3~4mm 的碳钢板制造。
液体在塔盘上的流程，分为单流和双流两种。单流塔盘的结构简单，液体流程较长，有利于提高分离效率。塔径在2400mm以下常采用单流程。根据工艺条件，选择单流塔盘。