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1、2011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。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。地脚螺栓乂将裙座固定在基础上。对于 直径
2、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。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。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塔器设计技术规定关于 JB/T 4710-2005：1. 替代 JB 4710-2000 （实际替代 JB 4710-1992）；2. 与GB
3、150-1998相关内容一致；3. 建筑结构载荷、抗震设计规范的更新；GB50011-2001建筑抗震设计规范fGBJ11GB50009-2001建筑结构载荷规范fGBJ174. 计算方法、设计方法的进步；如横向风的风振计算等;一、总则：1. 适用范围适用于:（1）设计应力不大于35Mpa,（2）H /D5,且高度 H10m;（3）裙座自支承的塔式容器。H-一总高（指塔顶封头切线至裙座底部的距离）；D-一塔壳的公称直径。对不等直径塔式容器：取各段公称直径的加权平均值1 H 2 H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
4、取决于压力载 荷或最小厚度。c. 塔式容器必须是自支承的。有牵引装置的塔式容器、由操作平台连成一体的排塔或者塔群、带有 夹套的塔式容器不适用本标准（不适用范围）说明：塔式容器属于高耸结构，其承受的载荷除考虑设计压力与设计温度 一起作为载荷条件外，还要考虑风载荷、地震载荷、重量载荷、偏心载荷 等的作用。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。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。 由于风载荷和地
5、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/DW4时，以剪切振动为主；4H/DW10时 为剪、弯联合振动；1020）;2）塔釜为低温操作的塔式容器；3）裙座与下封头焊缝可能产生热疲劳时；4）裙座名义厚度N8mm时。（2）搭接：分为搭接在封头与搭接在筒体上两种。搭接在封头时，应位于直边段；搭接在筒体上时，环焊缝需磨平，且100%无损检测；搭接接头距环焊缝不少于倍筒体壁厚；角焊缝应填满。3. 封头拼接焊缝处的缺口:当塔壳封头由多块钢板拼接制成时，拼接焊缝处的裙座壳应开缺口，如图所示。（尺寸见表7 3）
6、按封头厚度R = 3570mm;厚度大于38mm, R = 2倍封头厚度4. 隔气圈当塔式容器下封头的设计温度大于或等于400笆时，应设置隔气圈。隔气圈结构见图7-6、图7-7；隔气圈至封头切线的尺寸L可参照标准释义表3-1。隔气圈作用：空气隔离，缓解了焊缝处温差应力过高，或温差变化过大的情况， 避免裙座与塔壳的连接焊缝处产生较大的温差应力，造成破坏。5. 裙座上部排气孔、排气管裙座上部应均匀设置排气孔；当裙座与封头拼接焊缝处有缺口时，可不设裙座有保温或防火层时，应设置排气管。规格、数量及尺寸见表7-4、表7 5。6. 地脚螺栓座(1) 结构1：由基础环、筋板、盖板和垫板组成，结构如图所示，该
7、结构适用于予埋地脚螺栓和非予埋地脚螺栓的情况。口尺寸可参照标准释义表3-2。(2)结构2：中央地脚螺栓座结构，地脚螺栓中心圆直径小，用于地脚螺栓数量较少，需予埋。对塔 高较小的塔式容器，地脚螺栓座可简化成单环板结构。优点：结构简单；缺点：地脚螺栓座整体强度不足。尺寸可参照标准释义表3-3。7. 壳体、裙座上要考虑的其他结构检查孔一一分圆形和长圆形两种；()引出孔一一引出管、加强管及支承板；()排净孔一一保温支撑圈裙座过渡段一一裙座与封头连接部分材料与封头相同（封头材料为 低温用钢、不锈钢、铬钼钢以及高温、低温时，可参见有关标准）8. 吊柱及吊耳：（1）吊柱：根据需要，可在塔顶设置吊柱。（7.9.1）目的：为方便的安装和拆卸内件、填料等；吊柱选用的标准：HG/T 21639塔顶吊柱；安装位置：应满足吊柱中心线与人孔中心线有合适的夹角。（2）吊耳：吊耳的结构、位置及数量应按吊装方式和塔式容器的质量 确定。（7.9.2）目的：整体吊装；吊耳选用的标准，HGT 21574-2008 ；计算：吊耳计算、壳体局部应力计算等。三、计算：1. 计算内容：（1）塔式容器的计算：自振周期地震载荷水平地震力和垂直地震力；风载荷一一顺风向风振和横风向风振；塔的挠度计算等四部分。自振周期用作地震载荷计算；地震载荷、风载荷用作截面弯矩计算；（2）应力校核：壳体轴向应力校核；裙座壳轴
