二甲苯装置芳烃再蒸馏塔设计+CAD图纸(6)
2.5 选材：
Q245R和Q345R都符合强度要求，由计算得出Q245R的厚度为10mm，若选用Q345R则厚度为8mm。想比较而言，Q245R塑性较好，可焊性较好，并且价格低廉。若采用Q345，可有效减小容器厚度和质量，节约钢材，但价钱较贵。考虑到此次塔设计中没有特殊的要求，Q245R就可满足要求，并且价格低廉，遂选择Q245R为筒体材料。
本次塔设计所选用的材料为Q245R，名义厚度为10mm。
2.6封头的设计计算
根据工艺要求，选择凸形封头中的椭圆形封头，其优点是应力分布均匀，易于冲压成形[10]。选择材料与筒体相同的Q245R，则[σ]t=108MPa，选双面焊对接接头，100%无损检测：φ=1.00，标准椭圆形封头的应力增强系数K=1
图2.1 封头示意图
计算封头厚度：
δ=(Kp_c D_i)/(2[σ]tφ-〖0.5p〗_c )=(1×0.43×2000)/(2×108×1-0.5×0.43)=3.98mm （2.5）
取厚度附加量为4.25mm，并向上圆整得δ_n=10mm。
表2.1 椭圆形封头参数
公称直径
DN/mm 总深度
H/mm 直边高度
h/mm 内表面积
A/m2 容积
V/m3
2000 525 25 4.4930 1.1257
2.7 水压试验时塔的强度和稳定性计算
水压试验时塔体的截面的强度校核
σ_t=(（p_T+p'）（D_i+δ_e）)/(2δ_e∅)≤0.9σ_s （2.6）
式中PT——水压试验压力
P_T=1.25P ([σ])/〖[σ]〗^t =1.25×0.43×108/108=0.54MPa （2.7）
P’——液体静压力，由于塔高为71m，扣除裙座高度6m，直立进行水压试验时，塔内实际液体高度为65m，故取P’=0.65MPa
σ_t=((0.54+0.65)(2000+8))/(2×8×1)=149.3≤0.9σ_s=0.9×245=220.5MPa （2.8）
因此满足水压试验强度的要求。
3 质量在和与自振周期计算
3.1质量载荷计算
图3.1 质量载荷示意图
裙座高度取6米。裙座筒体上端面至塔釜封头切线距离为72mm。
封头根据JB/T4746-2002，公称直径为2000mm，总深度525mm，名义厚度10mm，直边高度25mm，封头质量为345.3Kg。
塔总高71m。筒体高度H=64372mm。
塔设备的操作质量m0= m01+ m02+ m03+ m04+ m05+ ma+ me （3.1）
塔设备的最大质量mmax= m01+ m02+ m03+ m04+ m05+ +mw+ma+ me （3.2）
塔设备的最小质量mmin= m01+ 0.2m02+ m03+ m04+ ma+ me （3.3）
其中：m01为壳体和裙座质量；
m02为内件质量；
m03为保温材料质量；
m04为平台和扶梯质量；
m05为操作时塔内物料质量；
ma为人孔、接管、法兰等附件质量；
me为偏心质量；
mW为液压试验时，塔设备内充液质量[11]。
壳体和裙座质量
筒体质量：（材料密度为7.9×103kg/m3）
m_1=π/4 [(〖2.02〗^2-〖2.00〗^2 )×63.989]×7.9×〖10〗^3=32112.2kg