1000kV淮南－上海（皖电东送）输变电工程钢管塔标准化设计
中国电力工程顾问集团公司
2009 年1 月
批准：
审核：李喜来
编写：董建尧段松涛侯中伟应建国
肖洪伟黄兴谢平吕宝华
施菁华刘洪义孙付涛陶青松
目录
1 概述 (1)
2 钢管系列规格库 (1)
2.1 钢管系列规格库和截面特性 (1)
2.2 钢管的材质及工艺要求 (4)
3 插板标准图 (5)
3.1 插板类型和设计说明 (5)
3.2 插板型号命名 (6)
3.3 插板使用注意事项 (7)
4 锻造法兰配置表 (8)
4.1 锻造法兰类型和设计说明 (8)
4.2 锻造法兰的命名 (8)
4.3 锻造法兰使用说明 (9)
5 钢管塔设计的建议 (18)
附件1：关于皖电东送淮南-上海1000kV输电线路工程钢管铁塔设计建议专家审查会议有关意见的报告 (19)
附件2：锻造法兰计算方法 (27)
附图1-21：标准化插板详图
1 概述
根据皖电东送淮南-上海1000kV特高压交流输电线路工程初步设计设审查意见和设计专题评审评审意见，工程全线采用钢管塔结构。
为有效提高加工工效、方便施工安装，提高设计效率，国网公司和顾问公司提出了钢管塔标准化设计工作的总体思路和要求。
钢管塔标准化设计是顾问公司集团化设计运作的成果，一方面总结了国内输电线路钢管塔设计的成功经验，充分考虑原材料供应、制造产能、加工工艺等国内现状；另一方面也吸收了日本钢管塔设计基准的一些先进的设计理念和成熟的构造型式。主要标准化成果包括“钢管系列规格库”、“插板标准图”、“锻造法兰配置表”三大部分。
钢管塔标准化设计既能统一设计原则、规范设计方法、提高设计效率，也为本工程钢管塔设计的安全可靠、制造加工的规范高效创造了良好的开端。同时也符合国家电网公司提出的“资源节约型、环境友好型”电网发展要求。响应了国网公司输电线路大力推广应用钢管塔的新的要求。
2 钢管系列规格库
2.1 钢管系列规格库和截面特性
本工程线路（大跨越除外）所用的钢管系列规格库设计规格共计72种，充分调研了国家标准、采购市场以及设计、加工、制管单位的意见和建议，管径范围为Φ89～Φ965，厚度范围为t=4～22mm。钢管系列化规格截面面积上下级差一般控制在10%左右，综合考虑经济性和标准化的影响，实际级差小径管比大径管略大。
系列化规格钢管的径厚比范围为22.3～60.0。当用作主材、或受压强度利用率较高时应优先采用小径厚比钢管。
钢管系列规格库规格分布见表1
钢管的截面特性和力学性能见表2
表1 钢管系列规格库
表2 钢管截面特性和力学性能表
表2 钢管截面特性和力学性能表（续）
2.2 钢管的材质及工艺要求
钢管的材质为Q345B和Q235B两种（当采用20号钢无缝钢管时，其钢
材的力学性能按照Q235B考虑）。
钢管一般采用直缝焊接钢管，也可采用无缝钢管，不推荐采用螺旋焊管。Φ426及以下钢管的成管焊接工艺可采用电阻焊，直径大于426mm时，应采用埋弧焊管。
焊接钢管优先采用有质量保障的专业制管厂制作的成品管，也可由铁塔厂自行压制，但必须保证钢管的焊接质量和圆度等精度要求，以便于和带颈锻造法兰进行焊接。
3 插板标准图
3.1 插板类型和设计说明
插板的型式有“U”型、“C”型和“X”型3种型式，共计177个插板详图。“C”型和“X”型分别按Q235B和Q345B两种材质钢管设计配置，“U”型插板仅按Q345B钢管设计配置。
插板的承载力按照钢管母材强度的100%、70%和50%三个级别进行设计。设计时考虑了插板、焊缝和螺栓的强度，同时考虑了结构布置和构造的合理性以及节点刚度的影响。个别插板没有达到上述设计强度时，在图上已经标明，使用时应加以注意。
每一种型号的插板对应的钢管规格和材质均是唯一的，设计人员根据钢管规格和材质选用插板型号。
3种型式插板对应的钢管规格范围及数量见表3，超过该范围的钢管插板应由使用者自行设计。
钢管插板标准图见附图1～图21所示。
表3 插板的配置范围及数量
3.2 插板型号命名
插板型号由7位字母或数字组成：
第一位为字母，表示插板类型，以字母“C”、“U”和“X”分别表示槽型、U型和十字型插板。
第二、三位为数字，表示插板所连的钢管的管径代号（用管径的百位数和十位数表达）。
第四、五位为数字，表示插板所连的钢管的壁厚。
第六位为字母，以S和H分别表示钢管母材材质Q235B和Q345B。
最后一位为数字，表示对应的钢管母材强度设计应力比，1表示100%、7表示70%、5表示50%。
即：U2106H1表示为Q345B材质Φ219×6钢管规格，钢管强度利用率为100%的U型插板。
即：X1505H7表示为Q345B材质Φ159×5钢管规格，钢管强度利用率为70%的“十”字型插板。
即：C0804S5表示为Q235B材质Φ89×4钢管规格，钢管强度利用率为50%的槽型插板。
3.3 插板使用注意事项
（1）采用插板连接时，应注意插板与连接板的强度匹配。
（2）“U”型插板的连接板厚度应取“U”型板的开口间隙减2mm。“U”型插板已按45度扩散角验算了连接板净截面强度和孔壁承压（连接板净截面强度验算时，其板宽取2L+C和B的较大值。其中C为横向螺栓最大间距，L 为相应纵向螺栓的间距，B为插板的宽度）。当不满足以上计算假定时，应进行验算。
（3）“C”型插板的强度验算不考虑插板端部的卷边影响，安装时，一般要求插板的卷边侧向塔体内侧，以改善塔体的整体美观。
（4）塔体上与“X”型插板连接的十字断面连接板上螺栓的排列方式应和“X”型插板的保持一致，设计人员还应核算该十字连接板的焊缝强度。
“X”型插板的尺寸已考虑了塔体上十字连接板的焊缝高度（焊缝高度按1.2倍的连接板厚度假定）。
（5）插板标准图中的重量未含连接螺栓，连接螺栓应根据实际连接情况在施工图中考虑。
4 锻造法兰配置表
4.1 锻造法兰类型和设计说明
锻造法兰的型式有对焊带颈法兰和平焊带颈法兰两种型式。对焊带颈法兰仅有一条环向焊缝，焊接工作量相对较小，其焊缝等级要求高但焊缝质量可检测，只要焊接工艺措施控制得当，焊接质量容易得到保证。平焊带颈法兰有两条角焊缝，焊接工作量相对较大，其焊缝等级要求低但焊缝质量检测困难，焊缝质量难以控制。且两条角焊缝离开较远，实际受力不均匀。推荐优先考虑对焊法兰。
大小管径的法兰连接按管径大小4级配置（表6），不考虑壁厚差异。
法兰的强度设计按同管径中最大壁厚考虑。
锻造法兰配置表见表6，个别带“*”号为不推荐配置。
4.2 锻造法兰的命名
插板型号由6位字母或数字组成：
第一、二位为字母，表示法兰类型，以字母“FD”和“FP”分别表示对焊法兰和平焊法兰。
第三、四位为数字，表示确定法兰盘外径的管径代号（用管径的百位数和十位数表达）。
第五、六位为数字，表示确定法兰盘内径的管径代号（用管径的百位数和十位数表达）。
表示：连接钢管直径为Φ426和Φ356，焊接于Φ356钢管端的对焊法兰。
表示：连接钢管直径为Φ559和Φ508，焊接于Φ508钢管端的平焊法兰。
4.3 锻造法兰使用说明
（1）法兰螺栓级别为8.8级，带双帽双垫（垫圈上下各放一个）。
（2）对焊带颈法兰的对接焊缝按母材等强设计，对于平焊带颈法兰，颈部角焊缝按1.2倍钢管母材壁厚考虑，底部角焊缝按1倍钢管母材壁厚考虑。
（3）法兰表中的重量未含连接螺栓，连接螺栓应根据实际连接情况在施工图中考虑，并在施工图的材料表中单独计列。
（4）法兰螺栓紧固扭矩值参见表5：
表5 螺栓紧固扭矩标准
表6 工程用钢管法兰大小头配置表
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表7 对焊带颈法兰配置表
对焊带颈法兰，共90个。普通粗制镀锌螺栓8.8级。法兰材质Q345。（单位mm）
表8 平焊带颈法兰配置表
软件详细设计说明书 v1.0 200X年月XX日 修订历史记录
编制 审查 审核 批准 文档评审负责人：参加评审人员：
目录 1引言 (4) 1.1编写目的 (4) 1.2背景 (4) 1.3定义 (4) 1.4设计依据 (4) 2软件系统结构 (4) 2.1功能需求 (4) 2.2子模块划分 (4) 2.3子模块间关系 (4) 3公共数据结构 (4) 4程序设计说明 (5) 4.1程序1设计说明 (5) 4.1.1程序描述 (5) 4.1.2功能 (5) 4.1.3性能 (5) 4.1.4输入 (5) 4.1.5输出 (5) 4.1.6算法 (5) 4.1.7流程 (5) 4.2程序2设计说明 (5) 5模块重用说明 (5)
1引言 1.1编写目的 〖说明编写这份软件详细设计说明书的目的〗 1.2背景 〖说明待开发软件（子）系统的名称和此软件（子）系统所属大系统的名称； 说明任务的来源（开发背景和市场背景）等；该软件（子）系统与大系统中其他子系统的关系。〗 1.3定义 〖列出本文档中所用到的专门术语的定义和缩写词的原意〗 1.4设计依据 〖列出本文档所引用的有关设计依据（标题、文件编号、版本号、作者、发布日期、出版单位），包括本项目内部已编写的有效文档、出版刊物和国家标准或规范〗2软件系统结构 2.1功能需求 2.2子模块划分 〖说明本软件系统(或模块)的实现，即其内部的子模块划分（给出程序的名称和标识符）。建议以图形说明。〗 1.XXXXXXXX 2.XXXXXXXX 3.XXXXXXXX 4.XXXXXXXX 5.XXXXXXXX 6.XXXXXXXX 2.3子模块间关系 〖说明各子模块间的控制、顺序等耦合关系。〗 3公共数据结构 〖给出本软件系统使用的每一个公共数据结构的类型定义、存储方式，公共数据结构内各元素项的类型定义、初始取值、可能取值的范围及相应的物理含义。建议以类似Ｃ语言的数据说明格式来描述。〗
《化工原理课程设计》报告 设计任务书 （一）设计题目 试设计一座填料吸收塔，用于脱除混于空气中的SO2，混合 气体的处理为2500m3/h,其中SO2（体积分数）8﹪。要求塔 板排放气体中含SO2低于0.4％，采用清水进行吸收。（二）操作条件 常压，20℃ （三）填料类型 选用塑料鲍尔环、陶瓷拉西环填料规格自选 （四）设计内容 1、吸收塔的物料衡算 2、吸收塔的工艺尺寸计算 3、填料层压降的计算 4、吸收塔接管尺寸的计算 5、绘制吸收塔的结构图
6、对设计过程的评述和有关问题的讨论 7、参考文献 8、附表 目录 一、概述 (4) 二、计算过程 (4) 1. 操作条件的确定 (4) 1.1吸收剂的选择 (4) 1.2装置流程的确定 (4) 1.3填料的类型与选择 (4) 1.4操作温度与压力的确定 (4) 2. 有关的工艺计算 (5) 2.1基础物性数据 (5) 2.2物料衡算 (6) 2.3填料塔的工艺尺寸的计算 (6) 2.4填料层降压计算 (11) 2.5吸收塔接管尺寸的计算 (12) 2.6附属设备……………………………………………… ..12 三、评价 (13) 四、参考文献 (13) 五、附表 (14)
一、概述 填料塔不但结构简单，且流体通过填料层的压降较小，易于用 耐腐蚀材料制造，所以它特别适用于处理量小，有腐蚀性的物 料及要求压降小的场合。液体自塔顶经液体分布器喷洒于填料 顶部，并在填料的表面呈膜状流下，气体从塔底的气体口送入，流过填料的空隙，在填料层中与液体逆流接触进行传质。因气 液两相组成沿塔高连续变化，所以填料塔属连续接触式的气液 传质设备。 二、设计方案的确定 (一) 操作条件的确定 1．1吸收剂的选择 因为用水作吸收剂，同时SO2不作为产品，故采用纯溶剂。 1．2装置流程的确定 用水吸收SO2属于中等溶解度的吸收过程，故为提高传 质效率，选择用逆流吸收流程。 1．3填料的类型与选择 用不吸收SO2的过程，操作温度低，但操作压力高，因 为工业上通常选用塑料散堆填料，在塑料散堆填料中，塑
填 料 塔 设 计 说 明 书 设计题目：水吸收氨填料吸收塔学院：资源环境学院 指导老师：吴根义罗惠莉 设计者：赵海江 学号：2 专业班级：08级环境工程1班
一、设计题目 试设计一座填料吸收塔，用于脱出混于空气中的氨气。混合气体的处理为2400m3/h，其中含氨5%，要求塔顶排放气体中含氨低于0.02%。采用清水进行吸收，吸收剂的用量为最小量的1.5倍。 二、操作条件 1、操作压力常压 2、操作温度 20℃ 三、吸收剂的选择 吸收剂对溶质的组分要有良好地吸收能力，而对混合气体中的其他组分不吸收，且挥发度要低。所以本设计选择用清水作吸收剂，氨气为吸收质。水廉价易得，物理化学性能稳定，选择性好，符合吸收过程对吸收剂的基本要求。且氨气不作为产品，故采用纯溶剂。 四、流程选择及流程说明 逆流操作气相自塔底进入由塔顶排出，液相自塔顶进入由塔底排出，此即逆流操作。逆流操作的特点是传质平均推动力大，传质速率快，分离效率高，吸收剂利用率高。工业生产中多用逆流操作。 五、塔填料选择 阶梯环填料。阶梯环是对鲍尔环的改进，与鲍尔环相比，阶梯环高度减少了一半，并在一端增加了一个锥形翻边。由于高径比减少，使得气体绕填料外壁的平均路径大为缩短，减少了气体通过填料层的阻力。锥形翻边不仅增加了填料的机械强度，而且使填料之间由线接触为主变成以点接触为主，这样不但增加了填料间的间隙，同时成为液体沿填料表面流动的汇集分散点，可以促进液膜的表面更新，有利于传质效率的提高。阶梯环的综合性能优于鲍尔环，成为目前使用的环形填料中最为优良的一种 选用聚丙烯阶梯环填料，填料规格：
六、填料塔塔径的计算 1、液相物性数 对低浓度吸收过程，溶液的物性数据可近似取纯水的物性数据。由手册查得，20℃水的有关物性数据如下： 密度为:L ρ=998.2 kg/m3 粘度为:μL=0.001004 Pa·S=3.6 kg/（m·h） 表面张力为σL=72.6 dyn/cm =940896 kg/h2 2、气相物性数据： 20℃下氨在水中的溶解度系数为：H=0.725kmol/(m3·kPa)。 混合气体的平均摩尔质量为： Mvm=0.05×17.03g/mol +0.95×29g/mol=28.40g/mol , 混合气体的平均密度为：ρvm =1.183 kg/m3 混合气体的粘度可近似取为空气的粘度，查手册得20℃空气的粘度为: μv=1.81×10-5 Pa·S=0.065 kg/(m·h) 3、气相平衡数据 20℃时NH3在水中的溶解度系数为H=0.725 kmol/(m3·kPa),常压下20℃时NH3在水中的亨利系数为E=76.41kPa 。 4、物料衡算： 亨利系数 S L HM E ρ= 相平衡常数 754.03 .10102.18725.02 .998=??=== P HM P E m S L ρ E ——亨利系数 H ——溶解度系数 Ms ——相对摩尔质量
修订记录
目录 第一章概述........................................................................... 错误!未定义书签。 1.1.应用模块的目的....................................................... 错误!未定义书签。 1.2.应用模块总体描述................................................... 错误!未定义书签。 1.3.应用模块接口描述................................................... 错误!未定义书签。 1.4.假设条件................................................................... 错误!未定义书签。第二章设计模式（Design pattern） ................................... 错误!未定义书签。第三章类设计....................................................................... 错误!未定义书签。 3.1.分块类图................................................................... 错误!未定义书签。 <类图1> ............................................................ 错误!未定义书签。 <类图n> ............................................................ 错误!未定义书签。 3.2.整体继承关系........................................................... 错误!未定义书签。 3.3.类描述....................................................................... 错误!未定义书签。 <类名1> Class Description............................. 错误!未定义书签。 <类名n> Class Description............................. 错误!未定义书签。第四章交互图....................................................................... 错误!未定义书签。 4.1.<情景编号1: 情景名称> ........................................ 错误!未定义书签。 交互图................................................................ 错误!未定义书签。 例外情况及条件................................................ 错误!未定义书签。 4.2.<情景编号n: 情景名称> ........................................ 错误!未定义书签。第五章状态图....................................................................... 错误!未定义书签。 5.1.<状态图编号1:状态图名称> .................................. 错误!未定义书签。 5.2.<状态图编号n:状态图名称> .................................. 错误!未定义书签。第六章时序流程图............................................................... 错误!未定义书签。第七章用户界面设计说明................................................... 错误!未定义书签。 7.1.用户界面关系........................................................... 错误!未定义书签。 7.2.用户界面具体描述................................................... 错误!未定义书签。 <界面编号1:界面名称〉 ................................. 错误!未定义书签。 <界面编号N:界面名称〉 ................................ 错误!未定义书签。
课程设计 题目：填料吸收塔的设计 教学院：化学与材料工程学院 专业：应用化工技术2010级（1）班学号： 学生姓名： 指导教师： 2012年6 月3 日
课程设计任务书 2011 ～ 2012 学年第 2 学期 一、课程设计题目 填料吸收塔的设计 二、工艺条件 1．处理能力：1500m3/h混合气（空气、SO2） 2．年工作日：300天 3．混合气中含SO2： 3%（体积分数） 4．SO2排放浓度：0.16％ 5．操作压力：常压操作 6．操作温度：20℃ 7．相对湿度：70% 8．填料类型：自选(塑料鲍尔环，陶瓷拉西环等) 9．平衡线方程：(20℃) 三、课程设计内容 1．设计方案的选择及流程说明； 2．工艺计算； 3．主要设备工艺尺寸设计； （1）塔径的确定； （2）填料层高度计算； （3）总塔高、总压降及接管尺寸的确定。 4．辅助设备选型与计算。 四、进度安排 1．课程设计准备阶段：收集查阅资料，并借阅相关工程设计用书； 2．设计分析讨论阶段：确定设计思路，正确选用设计参数，树立工程观点，小组分工协作，较好完成设计任务； 3．计算设计阶段：完成物料衡算、流体力学性能验算及主要设备的工艺设计计算； 4. 课程设计说明书编写阶段：整理文字资料计计算数据，用简洁的文字和适当的图表
表达自己的设计思想及设计成果。 五、基本要求 1．格式规范，文字排版正确； 2. 主要设备的工艺设计计算需包含：物料衡算，能量衡量，工艺参数的选定，设备的结 构设计和工艺尺寸的设计计算； 3．工艺流程图：以2号图纸用单线图的形式绘制，标出主体设备与辅助设备的物料方向，物流量、能流量，主要测量点； 4. 填料塔工艺条件图：以2号图纸绘制，图面应包括设备的主要工艺尺寸，技术特性表 和接管表； 5. 按时完成课程设计任务，上交完整的设计说明书一份。 教研室主任签名： 年月日
第三章设备选型-精馏塔设计说明书3.1 概述 本章是对各种塔设备的设计说明与选型。 3.2设计依据 气液传质分离用的最多的为塔式设备。它分为板式塔和填料塔两大类。板式塔和填料塔均可用作蒸馏、吸收等气液传质过程，但两者各有优缺点，根据具体情况进行选择。设计所依据的规范如下： 《F1型浮阀》JBT1118 《钢制压力容器》GB 150-1998 《钢制塔式容器》JB4710-92 《碳素钢、低合金钢人孔与手孔类型与技术条件》HG21514-95 《钢制压力容器用封头标准》JB/T 4746-2002 《中国地震动参数区划图》GB 18306-2001 《建筑结构荷载规范》GB50009-2001 3.3 塔简述 3.3.1填料塔简述 (1)填料塔
填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备，由外壳、填料、填料支承、液体分布器、中间支承和再分布器、气体和液体进出口接管等部件组成。 填料是填料塔的核心，它提供了塔内气液两相的接触面，填料与塔的结构决定了塔的性能。填料必须具备较大的比表面，有较高的空隙率、良好的润湿性、耐腐蚀、一定的机械强度、密度小、价格低廉等。常用的填料有拉西环、鲍尔环、弧鞍形和矩鞍形填料，20世纪80年代后开发的新型填料如QH—1型扁环填料、八四内弧环、刺猬形填料、金属板状填料、规整板波纹填料、格栅填料等，为先进的填料塔设计提供了基础。 填料塔适用于快速和瞬间反应的吸收过程，多用于气体的净化。该塔结构简单，易于用耐腐蚀材料制作，气液接触面积大，接触时间长，气量变化时塔的适应性强，塔阻力小，压力损失为300～700Pa，与板式塔相比处理风量小，空塔气速通常为0.5-1.2 m/s，气速过大会形成液泛，喷淋密度6-8 m3/(m2.h)以保证填料润湿，液气比控制在2-10L/m3。填料塔不宜处理含尘量较大的烟气，设计时应克服塔内气液分布不均的问题。 (2)规整填料 塔填料分为散装填料、规整填料(含格栅填料) 和散装填料规整排列3种，前2种填料应用广泛。 在规整填料中，单向斜波填料如JKB，SM，SP等国产波纹填料已达到国外MELLAPAK、FLEXIPAC等同类填料水平；双向斜波填料如ZUPAK、DAPAK 等填料与国外的RASCHIG SUPER-PAK、INTALOX STRUCTURED PACKING 同处国际先进水平；双向曲波填料如CHAOPAK等乃最新自主创新技术，与相应型号的单向斜波填料相比，在分离效率相同的情况下，通量可提高25％ -35％，比国外的单向曲波填料MELLAPAK PLUS通量至少提高5％。上述规整填料已成功应用于φ6400，φ8200，φ8400，φ8600，φ8800，φ10200mm等多座大塔中。 (3)板波纹填料 板波纹填料由开孔板组成，材料薄，空隙率大，加之排列规整，因而气体通过能力大，压降小。其比表面积大，能从选材上确保液体在板面上形成稳定薄液
（项目名称）详细设计说明书 文件版本 编写日期 发布日期
文件修改记录 修改日期版本号变化状态修改内容修改人 *变化状态：C――创建，A——增加，M——修改，D——删除 文档审批信息 版本号提交人批准人批准日期发布日期备注
目录 1引言 (1) 1.1编写目的 (1) 1.2适用范围 (1) 1.3术语和缩写 (1) 1.4参考资料 (1) 2概述 (1) 2.1系统概述 (1) 2.2系统功能定义 (1) 3总体结构说明 (1) 3.1系统结构 (1) 3.1.1系统内外部关系图 (1) 3.1.2功能模块简要说明 (1) 3.1.3依赖的外部接口 (1) 3.1.4对外提供的接口 (1) 3.2模块程序构件结构图 (1) 4数据模型（Data Model）设计 (2) 4.1逻辑实体模型 (2) 4.1.1实体模型1 (2) 4.1.2实体模型2 (3) 4.2表结构（物理设计） (3) 4.2.1表汇总 (3) 4.2.2表1 (3) 4.2.3表2 (3) 4.3视图列表 (4) 5功能实现说明 (4) 5.1数据流类模块 (4) 5.1.1数据流程图 (4) 5.1.2实现说明 (4) 5.1.3程序设计 (4) 5.2业务处理类模块 (5) 5.2.1Object Model设计 (5)
5.2.2程序设计 (5) 6界面实现说明 (5) 6.1模块1 (5) 6.1.1总体界面结构（业务操作区）说明 (5) 6.1.2功能点1界面结构说明 (5) 6.1.3功能点2界面结构说明 (5) 6.2模块2 (6) 6.2.1总体界面结构（业务操作区）说明 (6) 6.2.2功能点1界面结构说明 (6) 6.2.3功能点2界面结构说明 (6)
皖西学院化学与生命科学系 化工原理课程设计说明书 题目：设计一台填料塔用于吸收小合成氨厂精炼在生气中的氨专业：应用化工技术 班级：0702班 学生姓名：章文杰 学号： 指导教师：徐国梅 设计成绩： 完成日期： 2009年6月19日 目录 一、文献综述 (4) （一）、引言 (4) （二）、填料塔技术 (5) （三）、填料塔的流体力学性能 (8) （四）、填料的选择 (9) （五）、填料塔的内件 (10) （六）、工艺流程的现状和发展趋势 (11) 二、设计方案简介 (12) 三、工艺计算 (13) （一）、基础物性数据 (13) 1、液相物性的数据 (13) 2、气相物性数据 (13) 3、气液相平衡数据 (13) 4、物料衡算 (14) （二）、填料塔的工艺尺寸的计算 (15) 1、塔径的计算 (15) 2、填料层高度计算 (16) 3、填料层压降计算 (18) 4、液体分布器简要设计 (20) 四、辅助设备的计算及选型 (21) 五、设计一览表 (24) 六、心得体会 (26) 七、参考文献………………………………………………………… 八、主要符号说明……………………………………………………
九、附图（带控制点的工艺流程简图、主体设备设计条件图） 文献综述 关键词：填料塔；聚丙烯；吸收 摘要: 填料塔洗涤吸收净化工艺不单应用在化工领域 ,在低浓度工业废气净化方面也能很好地发挥作用。工程实践表明 ,合理的系统工艺和塔体设计 ,是保证净化效果的前提。本文简述聚丙烯阶梯填料应用于水吸收氨过程的工艺设计以及工程问题。 （一）引言 填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备，它是化工类企业中最常用的气液传质设备之一。而塔填料塔内件及工艺流程又是填料塔技术发展的关键。从塔填料、塔内件以及工艺流程,特别是塔填料三方面对填料塔技术的现状与发展趋势作了介绍,说明了塔填料及塔内件在填料塔技术中的重要性。与板式塔相比，新型的填料塔性能具有如下特点：（1）生产能力大；（2）分离效率高；（3）压降小；（4）操作弹性大；（5）持液量小。 聚丙烯材质填料作为塔填料的重要一类，在化工上应用较为广泛，与其他材质的填料相比，聚丙烯填料具有质轻、价廉、耐蚀、不易破碎及加工方便等优点，但其明显的缺点是表面润湿性能差。研究表明，聚丙烯填料的有效润湿面积仅为同类规格陶瓷填料的 40 % ，由于聚丙烯填料表面润湿性能差，故传质效率较低，使应用受到一定的限制.为此，对聚丙烯填料表面进行处理，以提高其润湿及传质性能的研究日益受到人们的重视. 近年来，国内外一些学者做了该方面的研究工作，研究结果表明，聚丙烯填料经表面处理后，润湿及传质性能得到了较大的提高。 聚丙烯阶梯环填料为外径是高度的两倍的圆环 ,在侧壁上开出两排长方形的窗孔 , 并在一端增加了一个锥形翻边，被切开的环壁的一侧仍与壁面相连 ,另一侧向环内弯曲 ,形成内伸的舌叶 ,各舌叶的侧边在环中心相搭。鲍尔环由于环壁开孔 ,大大提高了环内空间及环内表面的利用率 ,气流阻力小 ,液体分布均匀。阶梯环与鲍尔环相比 ,其高度减少了一半 ,并在一端增加了一个锥形翻边。（二）填料塔技术 填料塔的塔身是一直立式圆筒，底部装有填料支承板，填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。填料的上方安装填料压板，以防被上升气流吹动。液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上，并沿填料表面流下。气体从塔底送入，经气体分布装置（小直径塔一般不设气体分布装置）分布后，与液体呈逆流连续通过填料层的空隙，在填料表面上，气液两相密切接触进行传质。填料塔属于连续接触式气液传质设备，两相组成沿塔高连续变化，在正常操作状态下，气相为连续相，液相为分散相。 当液体沿填料层向下流动时，有逐渐向塔壁集中的趋势，使得塔壁附近的液流量逐渐增大，这种现象称为壁流。壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均，从而使传质效率下降。因此，当填料层较高时，需要进行分段，中间设置再分布装置。液体再分布装置包括液体收集器和液体再分布器两部分，上层填料流下的液体经液体收集器收集后，送到液体再分布器，经重新分布后喷淋到下层填料上。填料塔具有生产能力大，分离效率高，压降小，持液量小，操作弹性大等优点。填料塔也有一些不足之处，如填料造价高；当液体负荷较小时不能有效地润湿填料表面，使传质效率降低；不能直接用于有悬浮物或容易聚合的物料；对侧线进料和出料等复杂精馏不太适合等
《化工设备机械基础》 塔设备设计 课程设计说明书 学院：木工学院 班级：林产化工0 8 学号： 姓名：万永燕郑舒元 分组：第四组 目录
前言 摘要 塔设备是化工、石油等工业中广泛使用的重要生产设备。塔设备的基本功能在于提供气、液两相以充分接触的机会，使质、热两种传递过程能够迅速有效地进行；还要能使接触之后的气、液两相及时分开，互不夹带。因此，蒸馏和吸收操作可在同样的设备中进行。根据塔内气液接触部件的结构型式，塔设备可分为板式塔与填料塔两大类。板式塔内沿塔高装有若干层塔板(或称塔盘)，液体靠重力作用由顶部逐板流向塔底，并在各块板面上形成流动的液层；气体则靠压强差推动，由塔底向上依次穿过各塔板上的液层而流向塔顶。气、液两相在塔内进行逐级接触，两相的组成沿塔高呈阶梯式变化。填料塔内装有各种形式的固体填充物，即填料。液相由塔顶喷淋装置分布于填料层上，靠重力作用沿填料表面流下；气相则在压强差推动下穿过填料的间隙，由塔的一端流向另一端。气、液在填料的润湿表面上进行接触，其组成沿塔高连续地变化。目前在工业生产中，当处理量大时多采用板式塔，而当处理量较小时多采用填料塔。蒸馏操作的规模往往较大，所需塔径常达一米以上，故采用板式塔较多；吸收操作的规模一般较小，故采用填料塔较多。 板式塔为逐级接触式气液传质设备。在一个圆筒形的壳体内装有若干层按一定间距放置的水平塔板，塔板上开有很多筛孔，每层塔板靠塔壁处设有降液管。气液两相在塔板内进行逐级接触，两相的组成沿塔高呈阶梯式变化。板式塔的空塔气速很高，因而生产能力较大，塔板效率稳定，造价低，检修、清理方便 关键字 塔体、封头、裙座、。 第二章设计参数及要求 符号说明 Pc ----- 计算压力，MPa； Di ----- 圆筒或球壳内径，mm； [Pw]-----圆筒或球壳的最大允许工作压力，MPa； δ ----- 圆筒或球壳的计算厚度，mm； δn ----- 圆筒或球壳的名义厚度，mm； δe ----- 圆筒或球壳的有效厚度，mm；
修订历史记录 【模板使用必读：模板内容和页眉中【】包含内容为指导性的待替换文字，请在使用中替换为具体内容，或删除。文件提交时不得再含有这些内容。】
目录 1引言 (4) 1.1编写目的 (4) 1.2背景 (4) 1.3术语与缩写解释 (4) 1.4参考资料 (4) 2模块命名规则 (4) 3程序系统的组织结构 (5) 3.1子系统划分 (5) 3.2模块划分 (5) 3.3程序与功能需求、系统模块间的关系 (5) 4程序1（标识符）设计说明 (5) 4.1程序描述 (5) 4.2功能 (6) 4.3性能 (6) 4.4输人项 (6) 4.5输出项 (6) 4.6算法 (6) 4.7流程逻辑 (6) 4.8接口 (6) 4.9存储分配 (7) 4.10注释设计 (7) 4.11限制条件 (7) 4.12尚未解决的问题 (7) 5程序2（标识符）设计说明 (7)
引言 编写目的 【给出项目详细设计说明书的编写目的，同时指明读者对象。】 背景 【说明： a．待开发软件系统的名称； b.本项目的任务提出者、开发者、用户和运行该程序系统的计算中心。】 术语与缩写解释 【列出本文件中用到的专门术语的定义和外文首字母缩写的原词组。】 参考资料 【提示：可包括：（1）本项目经核准的计划任务书、需求规格说明书、合同、项目设计概要说明书或上级机关的批文；（2）本文档所引用的资料、规范等，列出这些资料的作者、标题、编号、发表日期、出版单位或资料来源。】
模块命名规则 【确定本软件的模块命名规则，例如类、函数、变量等，确保设计文档的风格保持一致。可以从机构的编码规范中摘取或引用。】 程序系统的组织结构 【用一系列图表列出本程序系统内的每个程序（包括每个模块和子程序）的名称、标识符和它们之间的层次结构关系。】 子系统划分 模块划分 程序与功能需求、系统模块间的关系 程序1（标识符）设计说明 【从本章开始，逐个地给出各个层次中的每个程序的设计考虑。以下给出的提纲是针对一般情况的。对于一个具体的模块，尤其是层次比较低的模块或子程序，其很多条目的内容往往与它所隶属的上一层模块的对应条目的内容相同，在这种情况下，只要简单地说明这一点即
填料精馏塔设计任务书 一、设计题目：填料塔设计 二、设计任务：苯-甲苯精馏塔设计 三、设计条件： 1、年处理含苯41%（质量分数，下同）的苯-甲苯混合液3万吨； 2、产品苯含量不低于96%； 3、残液中苯含量不高于1%； 4、操作条件： 填料塔的塔顶压力：4kPa（表压） 进料状态：自选 回流比：自选 加热蒸汽压力：101.33kPa（表压） 5、设备型式：规整填料塔 6、设备工作日：300天/年，24h连续运行 四、设计内容和要求 序号设计内容要求 1 工艺计算物料衡算、热量衡算、理论塔板数等 2 结构设计塔高、塔径、分布器、接口管的尺寸等 3 流体力学验算塔板负荷性能图 4 冷凝器的传热面积和冷却介质的 用量计算 5 再沸器的传热面积和加热介质的 用量计算 6 计算机辅助计算将数据输入计算机，绘制负荷性能图 7 编写设计说明书目录、设计任务书、设计计算及结果、流程图、参考资料等
目录 第1章流程的确定和说明 (3) 1.1加料方式 (3) 1.2进料状态 (3) 1.3冷凝方式 (3) 1.4回流方式 (3) 1.5加热方式 (3) 1.6加热器 (4) 第2章精馏塔设计计算 (5) 2.1操作条件和基础数据 (5) 2.1.1操作压力 (5) 2.1.2基础数据 (5) 2.2精馏塔工艺计算 (7) 2.2.1物料衡算 (7) 2.2.2热量衡算 (9) 2.2.3理论塔板数计算 (11) 2.3精馏塔的主要尺寸 (12) 2.3.1精馏塔设计的主要依据 (12) 2.3.2塔径设计计算 (15) 2.3.3填料层高度的计算 (16) 第3章附属设备及主要附件的选型计算 (17) 3.1冷凝器 (17) 3.1.1计算冷却水流量 (18) 3.1.2冷凝器的计算与选型 (18) 3.2再沸器 (18) 3.2.1间接加热蒸汽 (18) 3.2.2再沸器加热面积 (18) 3.3塔内其他结构 (19) 3.3.1接管的计算与选择 (19) 3.3.2液体分布器 (20) 3.3.3除沫器 (21) 3.3.4液体再分布器 (22) 3.3.5填料支撑板的选择 (22) 3.3.6塔底设计 (23) 3.3.7塔的顶部空间高度 (23) 第4章结束语 (24) 参考文献 (25)
xxxxx系统详细设计说明书
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目录 1引言 (5) 1.1编写目的 (5) 1.2背景 (5) 1.3参考资料 (5) 1.4术语定义及说明 (5) 2设计概述 (5) 2.1任务和目标 (5) 2.1.1需求概述 (5) 2.1.2运行环境概述 (5) 2.1.3条件与限制 (6) 2.1.4详细设计方法和工具 (6) 3系统详细需求分析 (6) 3.1详细需求分析 (6) 3.2详细系统运行环境及限制条件分析接口需求分析 (6) 4总体方案确认 (6) 4.1系统总体结构确认 (6) 4.2系统详细界面划分 (7) 4.2.1应用系统与支撑系统的详细界面划分 (7) 4.2.2系统内部详细界面划分 (7) 5系统详细设计 (7) 5.1系统程序代码架构设计 (7) 5.1.1UI(User Interface)用户界面表示层 (7) 5.1.2BLL(Business Logic Layer)业务逻辑层 (8) 5.1.3DAL(Data Access Layer)数据访问层 (8) 5.1.4Common类库 (8) 5.1.5Entity Class实体类 (8) 5.2系统结构设计及子系统划分 (8) 5.3系统功能模块详细设计 (9) 5.3.1XX子系统 (9) .1XX模块 (9) 列表和分页 (9) 创建XX (9) .2XX模块 (9) XX列表 (9) XX修改 (9) 5.3.2XX子系统 (9) 5.3.6.1用户管理模块 (9) 5.3.6.2角色管理模块 (14) 5.3.6.3系统设置模块 (14) 5.3.6.4系统登录注销模块 (14) 5.4系统界面详细设计 (14) 5.4.1外部界面设计 (14) 5.4.2内部界面设计 (14) 5.4.3用户界面设计 (14) 6数据库系统设计 (14) 6.1设计要求 (14) 6.2信息模型设计 (14) 6.3数据库设计 (14) 6.3.1设计依据 (14)
化工原理课程设计 题目: 填料吸收塔的设计 教学院: 化学与材料工程学院 专业: 应用化工技术级(1)班 学号: 15 40 20 22 学生姓名: 罗全海刘勇万丽蓉张硕 指导教师: 胡燕辉屈媛 年 6 月14 日 目录 1 绪论 .............................................................................. 错误!未定义书签。
1.1吸收技术概况 ...................................................... 错误!未定义书签。 1.2吸收过程对设备的要求及设备的发展概况...... 错误!未定义书签。 1.3吸收的应用概况 .................................................. 错误!未定义书签。 1.4设计方案介绍 ...................................................... 错误!未定义书签。 1.5填料选择 .............................................................. 错误!未定义书签。 1.5.1填料塔选择原则 ......................................... 错误!未定义书签。 1.5.2填料种类 ..................................................... 错误!未定义书签。 1.6填料尺寸的的选择: ........................................... 错误!未定义书签。 1.7填料材质的选择: ............................................... 错误!未定义书签。 2 吸收塔的工艺计算 ...................................................... 错误!未定义书签。 2.1 基础物性数据处理 ............................................. 错误!未定义书签。 2.1.1 液相物性数据 ............................................ 错误!未定义书签。 2.1.2气相物性数据 ............................................. 错误!未定义书签。 2.1.3气液平衡数据 ............................................. 错误!未定义书签。 2.1.4物料衡算 ..................................................... 错误!未定义书签。 2.1.5 液气比的计算 ............................................ 错误!未定义书签。 2.1.6吸收剂的用量 ............................................. 错误!未定义书签。 2.2 塔径的计算及校核 ............................................. 错误!未定义书签。 2.2.1物性数据: ................................................... 错误!未定义书签。 2.2.2 泛点气速、塔径的计算........................... 错误!未定义书签。 2.2.3 数据校核..................................................... 错误!未定义书签。
化工原理课程设计任务书设计题目填料吸收塔设计—15 主要内容1、设计方案简介：对给定或选定的工艺流程、主要设备进行简要 论述； 2、主要设备的工艺设计计算：物料衡算、能量衡算、工艺参数的 选定、填料塔结构设计和工艺尺寸的设计计算； 3、辅助设备的选型 4、绘流程图：以单线图的形式描绘，标出主体设备和辅助设备的 物料方向、物流量、能流量。 5、吸收塔的设备工艺条件图 6、编写设计计算说明书 设计参数用清水吸收空气中的NH 3 气体，混合气体处理量5000m3/h，其中NH 3 含量为0.14kg/m3干空气（标态），干空气温度为25℃，相对湿度为 70%，要求净化气中NH 3 含量不超过0.07%（体积分数），气体入口温 度40℃，入塔吸收剂中不含NH 3 ，水入口温度30℃。 设计计划进度布置任务，学习课程设计指导书，其它准备……………0.5天主要工艺设计计算…………………………………………2.5天辅助设备选型计算／绘制工艺流程图……………………1.0天绘制主要设备工艺条件图…………………………………1.0天编写设计计算说明书（考核）……………………………1.0天合计：（1周）………………………………………………6.0天 主要参考文献1. 《化工原理课程设计》，贾绍义等编，天津大学出版社，2002.08 2.《化工原理》（上、下册），夏清，陈常贵主编，天津大学出版社， 2005.01 3. 《化工原理课程设计》，大连理工大学编，大连理工大学出版社， 1994.07 4.《化工工艺设计手册》（第三版）（上、下册），化学工业出版社， 2003.08 5.《化学工程手册》（第二版）（上、下卷），时钧等主编，化学工 业出版社，1998.11 6.《化工设备机械基础》，董大勤编，化学工业出版社，2003.01 7.《化工数据导引》，王福安主编，化工出版社，1995.10 8.《化工工程制图》，魏崇光等主编，化学工业出版社1994.05 9.《现代填料塔技术指南》，王树楹主编，中国石化出版社，1998.08 设计文件要求1.设计说明书不得少于7000字，A4幅面； 2.工艺流程图为A2幅面； 3.设备工艺条件图为A3幅面； 备注
塔设备设计说明书 Prepared on 24 November 2020
《化工设备机械基础》 塔设备设计 课程设计说明书 学院：木工学院 班级：林产化工0 8 学号： 姓名：万永燕郑舒元 分组：第四组 目录
前言 摘要 塔设备是化工、石油等工业中广泛使用的重要生产设备。塔设备的基本功能在于提供气、液两相以充分接触的机会，使质、热两种传递过程能够迅速有效地进行；还要能使接触之后的气、液两相及时分开，互不夹带。因此，蒸馏和吸收操作可在同样的设备中进行。根据塔内气液接触部件的结构型式，塔设备可分为板式塔与填料塔两大类。板式塔内沿塔高装有若干层塔板(或称塔盘)，液体靠重力作用由顶部逐板流向塔底，并在各块板面上形成流动的液层；气体则靠压强差推动，由塔底向上依次穿过各塔板上的液层而流向塔顶。气、液两相在塔内进行逐级接触，两相的组成沿塔高呈阶梯式变化。填料塔内装有各种形式的固体填充物，即填料。液相由塔顶喷淋装置分布于填料层上，靠重力作用沿填料表面流下；气相则在压强差推动下穿过填料的间隙，由塔的一端流向另一端。气、液在填料的润湿表面上进行接触，其组成沿塔高连续地变化。目前在工业生产中，当处理量大时多采用板式塔，而当处理量较小时多采用填料塔。蒸馏操作的规模往往较大，所需塔径常达一米以上，故采用板式塔较多；吸收操作的规模一般较小，故采用填料塔较多。 板式塔为逐级接触式气液传质设备。在一个圆筒形的壳体内装有若干层按一定间距放置的水平塔板，塔板上开有很多筛孔，每层塔板靠塔壁处设有降液管。气液两相
在塔板内进行逐级接触，两相的组成沿塔高呈阶梯式变化。板式塔的空塔气速很高，因而生产能力较大，塔板效率稳定，造价低，检修、清理方便 关键字 塔体、封头、裙座、。 第二章设计参数及要求 符号说明 Pc ----- 计算压力，MPa； Di ----- 圆筒或球壳内径，mm； [Pw]-----圆筒或球壳的最大允许工作压力，MPa； δ ----- 圆筒或球壳的计算厚度，mm； δn ----- 圆筒或球壳的名义厚度，mm； δe ----- 圆筒或球壳的有效厚度，mm； t] [δ----- 圆筒或球壳材料在设计温度下的许用应力，MPa； t δ ------ 圆筒或球壳材料在设计温度下的计算应力，MPa； φ ------ 焊接接头系数； C ------- 厚度附加量，mm；
XX 详细设计说明书 拟制日期yyyy-mm-dd 评审人日期yyyy-mm-dd 批准日期yyyy-mm-dd <公司或企业图标> <公司或企业中英文名称> 版权所有侵权必究 （仅供内部使用）
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目录 1简介 (6) 1.1目的 (6) 1.2范围 (6) 2详细设计 (6) 2.1模块1详细设计 (6) 2.1.1数据描述 (6) 1.简单数据描述； (6) 2.结构1 (6) 3.结构2 (7) 2.1.2函数描述 (8) 1.函数1 (8) 2.函数2 (9) 2.2模块2详细设计 (10) 2.3错误处理 (10) 2.3.1系统错误 (10) 2.3.2接口错误 (10) 2.3.3协议错误 (10)
表目录No table of contents entries found.图目录 Figure 1Module 1 Structure Chart 模块1结构图 (8)
XX 详细设计说明书 关键词： 摘要： 缩略语清单：<对本文所用缩略语进行说明，要求提供每个缩略语的英文全名和中文解释。
1 简介 1.1 目的 描述本文的目的，一般详细设计必须能够直接指导编码活动。 1.2 范围 本节应描述文档所包括和不包括的内容。 2 详细设计 对于在概要设计说明书中给出的软件实体，本节集中描述它们的详细描述部分。 2.1 模块1详细设计 描述模块中定义和使用的数据，包括： 简单数据，如模块级的全局变量、常量、宏； 复合数据，如模块内部的结构、联合...； 2.1.1 数据描述 在2.1.1.1中描述本模块中的简单变量、常量、宏； 从2.1.1.2起描述本模块中的复合数据，如结构、联合等； 1. 简单数据描述； 描述在本模块中定义和使用的简单变量、常量、宏； 按照下列格式进行简单数据的描述 功能描述：描述该数据的用途 数据定义：定义该数据 2. 结构1 定义和说明该数据结构(包括联合); 按照下列格式进行数据结构的描述 数据结构描述：描述该数据结构的用途 数据结构定义：用实际的编程语言定义该数据结构 数据项描述：
填料塔课程设计 设计题目：甲醇-水分离过程填料精馏塔设计院别：化学化工学院 专业：化学工程与工艺 姓名：钟阳飞
1.甲醇水溶液填料塔设计 1.设计题目 甲醇溶液,组成为甲醇30%、水70%（质量分数），设计一精馏塔，塔顶馏出液含甲醇98%(质量分数),塔底废水中水含量为99%,处理量为20万吨/年。2.操作条件 (1)塔顶操作压力常压。 (2)进料热状态饱和液体进料 (3)回流比 4:1 (4)塔底压力 0.3MPa(表压) 3.塔板类型 填料塔 4.设计内容 (1)物料衡算； (2)平衡级数； (3)精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算； (4)精馏塔的塔体工艺尺寸（塔高、他经、填料的类型及填料量等）计算；（5）填料层压降的计算； （6）液体分布器的简要设计； （7）精馏塔接管尺寸的计算；
f e h e g g 6 2 5 4 3 2 1 c c b a i 填料塔结构图 塔体 支撑板 填料段 固定压板 液体分布器 除雾器 排液口 液面计接口 人孔 吸入液入口 测压口 排气口 测湿口 进气口 釜液出口 6 5 4 3 2 1 符号 意义 i h g f e d c b a 符号 人 图 绘
f e h e g g 625432 1 c c b a i 填料塔结构图 塔体 支撑板填料段固定压板液体分布器除雾器排液口 液面计接口人孔 吸入液入口测压口排气口测湿口进气口 釜液出口 654 321符号意义i h g f e d c b a 符号孙杰 吴国耀 人 图绘 2.精馏塔的物料衡算 2.1原料液及塔顶和塔底的摩尔分率 甲醇的摩尔质量 A M =32.04kg/kmol 水的摩尔质量 B M =18.02kg/kmol 194.002 .18/7.004.32/3.004 .32/3.0=+= F x 965.002 .18/02.004.32/98.004 .32/98.0=+=D x 006.002.18/99.004.32/01.004 .32/01.0=+=W x 2.2物料衡算 图 名 绘图人 填料支撑装置