1、塔器设计技术规定HG 20652-1998 编制说明本规定是在原化工设计标准CD130A4-85(塔器设计技术规定的基础上，结合标准JB4710(钢制塔式容器的要求，进行修改、补充编制而成。在编制的过程中遵循了以下原则:1. 在JB4710包含的内容基础上，结合工程设计基本需要进行补充和具体化。2. 为了节省篇幅，注意与同时修订的其它几项标准(如HG20580-20585)的衔接，凡可借用的条款，一律引用。3. 近年来，国内发行了一些塔器设计、制造、检验与验收的新标准，故在修订本规定时特别注意采用新标准。范围1.不适用的范围本规定不适用带有砖板等非金属衬里及带有有色金属衬里的塔器，这是考虑到带
2、衬里化工设备衬里材料的选择、结构设计，以及衬里的检验等与无衬里设备截然不同;带衬里的钢壳之设计计算，最小壁厚的确定及制造、检验等与不带衬里的钢壳有明显不同。二、设计选材1.裙座由于裙座不承受压力载荷(内、外压)，也不与工作介质直接接触，因此属于非受压元件，视为重要的钢结构件，在某些国外标准中也将其作为钢结构件，如BS5500 ,JPI 7R一35等。裙座对塔器而言，是非常重要的元件，它支承着整个塔体，裙座的破坏(或失效)不仅影响塔的正常操作，而且将造成极大的危害，所以对于裙座的设计与选材应予以充分的重视。但这并不意味要盲目地提高裙座用材的要求，而应在保证塔器安全的前提下合理地确定裙座材料。我们
3、认为将裙座用材一律接受压元件用钢选取是不合适的，否则将会造成材料的浪费及塔的造价偏高，特别是作为标准规范，若规定不当，其影响范围及由此造成的浪费将是很大的。基于以上理由，本规定根据以下原则规定了裙座亮体的选材细则。(1)裙座作为重要的钢结构，根据GBJ17-88钢结构设计规范的规定，需考虑建塔地区环境温度的影响。43 (2)参照GBJ17一88(钢结构设计规范的选材规定及塔器的特点确定裙座的材料。(3)注意裙座与塔釜(封头或筒体)相焊时，对塔釜材料性能的影响。(4)对裙座材料的许用应力和冲击韧性值作出规定。2.地脚螺栓GBJ 17-88(钢结构设计规范规定锚栓可采用3号钢或16Mn钢制成。所以
4、规定当环境计算温度大于一20C时，采用Q235-A;当环境计算温度小于等于一20C时，采用16Mn钢。对地脚螺栓工作在环境计算温度小于等于一20C时，应对其提出低温冲击值的要求;由于地脚螺栓的选用不属设备专业，故在此不予具体规定。注，GBJ17-88(钢结构设计规范中规定的钢材标准为GB700与GB1591，在编制本规定时，GB1591 已被GB/T1591-94代替，所以当使用本规定时，应注意GBJ17-88的改版。三、设计计算1.塔的风载、地震载荷计算关于塔的风载、地震载荷计算的理论基础可参阅JB4710-92(钢制塔式容器的标准释义、化工设备设计全书塔设备设计第七章或有关文献。本节根据工
5、程设计的实际情况，就设计者在进行塔的风载荷、地震载荷计算时经常遇到的及应该注意的问题作出规定和说明。2.塔挠度计算及挠度控制值控制塔顶部挠度的目的，是为了保证塔板效率以及工艺操作的稳定性(当然也应考虑挠度引起的附加弯矩及检修人员的安全感)。但塔顶挠度如何控制是个棘手的问题，从大量计算结果来看，大直径低矮的塔器，其挠度控制容易满足，而小直径或细高的塔器要满足一定挠度值，往往要在原计算壁厚的基础上再增加它的厚度，如果挠度控制值选择不当，其厚度可能增加到不合理的程度，这不仅使塔器制造成本提高，还会给制造、检验带来一系列问题。从所收集到的一些国内外工程公司和设计单位的资料看，塔的挠度控制值并不一致，因
6、此确定一个统一的、合理的控制值，还须作进一步的工作。本标准将挠度控制的推荐数值作为提示性附录供设计者参考。3.地脚螺栓数本标准中推荐的地脚螺栓数量选用表4.5. 2系参考国外部分工程公司规定并结合对引进装置中塔器地脚螺栓间距的统计蚊据编制的。表4.5. 2中优先选用的地脚螺栓数量，按间距450mm左右(个别出入较大考虑，这主要依据压力容器手册)(美JE.F. MEGYSY)。可选用数量按螺栓间距300-700mm考虑。螺栓间距系以裙座筒体底部内径加150-200mm为地脚螺栓中心圆直径计算的。四、结构本标准对塔体裙座、地脚螺栓座、内部梯子、保温(冷)等结构进行了规定。其部分内容与某些标准、手册
7、的内容有些雷同，亦存在差异。但为了标准内容的完整，便于使用，在此仍作了规定。44 1 锥形裙座的半锥顶角当采用圆锥形裙座时，其半锥顶角不宜超过150。原因是随半锥顶角增大，锥形裙座在轴向力作用下临界许用应力降低，筒体壁厚增加;另外从工程使用实践证明，半锥顶角小于等于15。己能满足使用需要。2 裙座直径的确定当裙座与塔体对接时，裙座上部筒体中径与塔釜封头直边段中径越接近.连接处的附加弯矩越小(见AD规范S3/1)。所以有的国外标准(如凯洛格大陆公司设计手册)规定裙座中径等于亮体中径(壳体中径一般等于塔釜封头直边段中径)。考虑到我国筒体封头是以内径为基准，且属本规定范围的塔大部分为薄壁塔，故规定一
8、般取裙座上部筒体内径等于塔釜封头直边段内径;仅当裙座上部筒体壁厚与塔釜封头壁厚之差二三8mm时，取二者外径相等，这是考虑到两者接头焊缝与塔釜封头外壁圆滑齐平过渡。3 排气管的位置计算Hl与H2C排气管距裙座顶部的距离时，塔釜封头保温层厚度及排气管伸入裙座内的尺寸假定为:a.塔釜封头保温层厚度取100mm;b.排气管伸入裙座内壁长度，当裙座内壁无保温(保冷、防火)层时取20mm，裙座内壁有保温(保冷、防火)层时为100mm。Hl与H2的计算值可以保证在以上假定尺寸范围内，排气管不会与塔釜封头保温(保冷)层相碰。实际情况与此假定尺寸出入较大时，设计者应通过计算确定Hl与H2值。4 隔热箱当塔釜设计
9、温度较高时，为减小裙座与塔釜封头连接部位的温差应力，本标准参考国外引进装置的图纸及日本某工程公司的容器标准给出了隔热箱结构，详见本规定正文图5.7.4。隔热箱是由隔气圈与裙座筒体、塔釜封头构成一个近似于三角形截面的环形空间，空间内不设保温层。由于空间无保温层，塔釜封头的热量可以通过对流和辐射方式传到裙座简体上，改善了该部位的传热条件，从而降低了轴向温度梯度，减小了温差应力。五、制造、检验与验收1.外形尺寸偏差根据我国现行标准、规范CGB150(钢制压力容器、JB4710(钢制塔式容器、SH3524(石油化工钢制塔类容器现场组焊施工工艺标准及HGJ211(化工塔类设备施工及验收规范)的有关条款编制出塔器外形尺寸允许偏差表6一1。该表适用于整体交货、分段交货的塔器制造、组装后偏差要求。45
