水洗塔的设计+CAD图纸+答辩PPT(7)
2.2 结构设计
2.2.1 筒体和封头的厚度计算
安装在室外的大型塔设备，除了操作压力作用外，还手设备自身质量引起的重力，地震、风载荷等的作用，而引起的轴向应力。从而可能使轴向组合应力大于设计压力而引起的环向应力，使设备因轴向应力过大而破坏。因此我国JBT4710《钢制塔式容器》规定对高度大于10m，且高度与直径之比大于5的裙座自支撑塔式容器，按设计压力计算确定塔壳的圆筒和封头厚度后，再根据地震、风载荷的需求考虑制造、运输、安装的要求，设计一个不得小于按压力计算的圆筒的有效厚度，且有效厚度不小于6mm。然后机型载荷计算，圆筒应力校核和裙座计算，校核设定的厚度是否合适，以确定塔式设别的环向、轴向强度和稳定新。
设计压力P=1.2MPa，设计温度小于40℃查GB150-1998可得[σ]t=170MPa，对于筒体
(2.1)
因为介质为气体 可以忽略
则筒体计算厚度:
(2.2)
根据《钢制化工容器设计基础》，取热轧厚钢板厚度允许偏差为C1=0.8mm，筒体、裙座、封头的腐蚀余量均取C2=2mm，故C=C1+C2=2.8mm.
设计壁厚为:
(2.3)
[σ]t—Q345R材料的许用应力170Mpa；
φ—焊接接头系数取0.85，因为属于A、B类焊接接头，为双面焊；
C1—Q345R材料在钢板厚度超过5mm情况下取0.8；
C2—腐蚀余量取2mm；
根据《钢制压力容器》对碳钢和低合金钢制容器不小于3mm，考虑钢板常用规格和考虑风载荷及地震载荷的影响，向上圆整到8mm故取名义厚度δn=8mm，有效厚度
δe=8-2.8=5.2mm。
封头的计算厚度：采用标准椭圆封头（取K=1） (2.4)
设计壁厚δd=5.41+2=7.41mm，根据《钢制压力容器》对碳钢和低合金钢制容器不小于3mm，向上圆整到8mm，有效厚度δe=8-2.8=5.2mm。
2.3 封头的设计
压力容器封头种类很多，分为凸形封头，锥壳，变径段，平盖及紧缩口等，其中凸形封头包括半球形封头，椭圆形封头，碟形封头和球冠形封头。采用什么样的封头需要根据工艺条件要求等因素来考虑。考虑到工艺流程，本次设计采用受内压（凹面受压）的椭圆形封头，作为填料塔的上下封头。其原因是椭圆形封头的椭球部分经线曲率变化平滑连续，此封头应力分布均匀，较球形封头深度小的多，易于冲压成型，低压操作容器中应用最多的一种；受力也不差的椭圆形封头。
根据JB/T4746-2002，选用DN1300-Q345RJB/T4746型号封头，如图2.1所示，参数如表2.3所示。
图2.1 椭圆形封头断面形状
表2.3 EHA椭圆形封头内表面积、容积
序号 公称直径
DN 总深度
H 内表面积
A 容积V
18 1300 318 1.9009 0.2995
2.4 裙座的设计
2.4.1 材料的选取