2010年江苏省D类压力容器设计人员培训班 JB / T 4710 －2005 标 准 学 习 塔 式 容 器    0.  塔式容器简介 0.1  塔式容器在工艺上的作用：            塔式容器是直立设备中的一种，它可使气液或液液两相之间进行紧密接触，达到传质及传热的目的。在化工、炼油、医药、石化、轻纺、石油天然气等行业的蒸馏、吸收、解吸、萃取及气体的洗涤、冷却、增湿、干燥的单元操作中得到广泛的应用，是生产中最重要的设备之一。 0.2  塔式容器的主要特点是：            体型高，长宽比大，荷载重，塔身除了承受压力载荷、温度载荷外，还承受风载荷、地震载荷和重量载荷。塔式容器的支座通常为裙式支座，塔式的整个重量都是由裙座支承。地脚螺栓又将裙座固定在基础上。对于直径较小的塔式容器也有采用 耳座、圈座等支承方式。也有由操作平台连成一体的塔群或排塔。 0.3  塔式容器的种类：      从结构考虑：等直径等壁厚塔；等直径不同壁厚塔；变径塔等。      从塔内件考虑：空塔；填料塔；板式塔等。 0.  塔式容器简介       0.4  塔式容器设计的有关参考标准规范：                      1. GB50011-2001《建筑抗震设计规范》          2. GB50009-2001《建筑结构载荷规范》          3. SH 3098-2000 《石油化工塔器设计规范》         4. SH 3048-1999 《石油化工钢制设备抗震设计规范》         5. HG 20652-1998  《塔器设计技术规定》   一、总则： 1.适用范围      □适用于设计应力不大于35Mpa,             H /D＞5，且高度H＞10m;            裙座自支承的塔式容器：           H——总高（指塔顶封头切线至裙座底部的距离）；           D——塔壳的公称直径。         对不等直径塔式容器：取各段公称直径的加权平均值      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，计算壁厚取决于压力载荷            或最小厚度。        c. 塔式容器必须是自支承的。 一、总则： 1.适用范围             塔式容器属于高耸结构，其承受的载荷除压力、温度载荷外，还有风载荷、地震载荷、重量载荷、偏心载荷等。由于以上诸多载荷的存在，塔式容器的计算方法也不同于一般的压力容器。高塔在压力较低时，风载荷、地震载荷决定了塔器的壁厚。而低矮的塔器的壁厚大多数取决于压力载荷和最小壁厚。            由于风载荷和地震载荷的计算都是动力计算。在作动力计算时，可视塔器为一底端固定的悬臂梁。其振动形式为剪切振动或弯曲振动，有时也可为剪、弯联合振动。当H/D≤4时，以剪切振动为主；4 H/D≤10时为剪、弯联合振动；10 H/D时以弯曲振动为主。设计塔器时仅考虑弯曲振动，忽略了剪切振动，才使得自振周期和地震计算得以简化。这样给设计工作带来了极大方便。这样作的结果，使自振周期变小，地震影响系数变大，计算出的地震载荷与地震弯矩较考虑剪切变形时大，设计上略趋于保守，但还是可行的。            本标准仅适用于裙座自支承的塔器，所谓裙座自支承是指由裙座支承在基础上的独立塔器，塔与塔之间，塔与框架之间毫无关连。这也使计算自振特性时得以方便。（不适用的塔式容器） 一、总则： 2. 塔式容器应考虑的载荷和工况：          □载荷：（标准中计算考虑的载荷）             a. 内压或外压；               b. 液住静压力；             c. 塔式容器自重（包括内件和填料等）以及正常操作条件下和试验状态下                   内装物料的重力载荷；             d. 附属设备及隔热材料、村里、管道、扶梯、平台等的重力载荷；             e. 风载荷和地震载荷；          △ 需要时，还要考虑下列载荷：（标准中未给出计算方法）             f. 连接管道和其他部件引起的作用力；             g. 温度梯度和热膨胀不同引起的作用力；             h. 包括压力剧烈波动的冲击载荷；              I,  冲击反力，如由流体冲击引起的反力；             j. 运输和吊装时的作用力。        一、总则： 2. 塔式容器应考虑的载荷和工况：    □工况：（按最苛刻工况设计，并在设计图样注明各工况的压力温度）             a. 安装工况；                                                                   （max.book118.com）             b. 水压试验工况；√             c. 操作工况；         √             d. 检修工况（包括开停车时清吹扫等）。    □从载荷性质上分：可以分为静载荷和动载荷 ； 区别：      a. 载荷大小、方向甚至作用点等不随时间变化的是静载荷，随时间变化           的是动载荷。      b. 动载荷使结构产生加速度，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。 一、总则： 3. 设计压力与设计温度 确定设计压力时，要考虑：  □装有超压泄放装置时，按GB150确定设计压力；  □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；  □真空塔式容器、设计压力按承受外压不大于0.1MPa考虑，当无安全控制装置时，取0.1MPa；  确定设计温度时，要考虑：  □设计温度不低于元件金属在工作状态下可能达到的最高温度；      金属温度低于0℃时，设计温度不高于元件金属可能达到的最低温度；  □由中间封头隔成两个或两个以上压力室应分别确定其设计压力；  □塔式容器各部分在工作状态下的金属温度不同时，可分别设定每部分的设计温度；  □裙座壳的设计温度取使用地区月平均最低气温的最低值加20℃。 一、总则： 4. 腐蚀裕量与最小厚度    □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；          即C2=K·B             K——腐蚀率  毫米/年                                          B——构件设计寿命，一般为15~20年      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。   B. 裙座和地脚螺栓      a) 碳钢、低合金钢
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