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1、天然气分子筛脱水装置吸附塔的壁厚计算及选型计算书1.1 吸附塔壁厚计算 根据吸附器设计压力及温度，吸附器材质选用16MnR(Q345R)。根据分子筛床层高度初步估计计算圆筒有效高度为5.5m。设计压力Pc=5MPa（略高于安全阀开启压力），设计温度Tc=300根据JB731-2008锅炉和压力容器用钢板查得设计温度下材质的许用应力=143MPa，其密度为7850kg/m3。吸附塔壁有下列公式计算： (3.10)式中 吸附塔的壁厚，mm；Pc设计压力，MPa；Di吸附塔管内径，mm； 合金钢的最大许用应力，MPa； 焊缝系数，无缝钢管取0.9，焊接钢管取0.8； C1钢板负偏差，取0.8mm；
2、C2吸附塔腐蚀裕量，取1mm。 mm，向上圆整后取34mm。1.2 分子筛吸附塔的壁厚校核分子筛吸附塔名义壁厚为34mm，有效壁厚：=34-0.8-1=32.2mm。反算出吸附塔最大允许工作压力为： 1.3吸附塔封头、裙座选型计算分子筛吸附器为立式容器，筒体两焊缝间距离为4500 mm，两端采用标准椭圆封头，被支承在裙式支座上。分子筛吸附器内盛装分子筛脱水填料，装填顺序为由下至上，4A条形分子筛装填厚度为2500 mm。在分子筛的上部和下部均装有直径为20 mm的瓷球，厚度分别为200 mm。在分子筛与瓷球之间设置两层10目/寸不锈钢丝网盘。该盘为分体组装式，可以由人孔装入或拆除。在分子筛的底
3、部设置了支持格栅，该格栅有足够的通气面积和支持强度。吸附器封头：根据椭圆形封头（JB/T 4737-95），吸附器内径为1600 mm时，选择封头性质如表3-1所示。封头材料选为16MnR低合金压力容器用钢，则封头厚度为12mm，封头质量为276.37kg。表3-1 封头性质 公称直径DNmm曲面高度h1mm直边高度h2mm厚度mm内表面积A2m2容积Vm3质量mkg碳素钢低合金钢复合钢板高合金钢16004004010102.97610.6166229.631212276.371414323.401616370.701818418.27裙座：根据石油化工塔器设计规范（SH/T 3098-200
4、0），选择圆筒形裙座。其外径与封头外径相等，即1600+212=1624 mm，壁厚取为12mm，高为1.5m。封头切线至裙座筒体上端的距离58mm。吸附器高度：根据天然气脱水设计规范（SY 0076-2003），分子筛吸附器为立式容器。根据塔器设计技术规范（HG 20652-1998），吸附器高度H包括填料层高度，气体分布器、气体进出口所需高度，塔顶部、底部空间高度以及裙座高度等。吸附塔内部由栅板支撑床层，该栅板有足够的通气面积和支持强度，顶部装有防护网。分子筛吸附器内盛装分子筛脱水填料，装填顺序为由下至上，4A条形分子筛装填厚度为2500 mm。在分子筛的上部和下部均装有直径为20mm的瓷
5、球，厚度均为200 mm。在分子筛与瓷球之间设置两层10目/寸不锈钢丝网盘。该盘为分体组装式，可以由人孔装入或拆除。在分子筛的底部设置了支持格栅，该格栅有足够的通气面积和支持强度。预留塔顶、部底部空间后，初步设定筒体两焊缝间距离（筒体有效高度）为5500 mm。两端采用标准椭圆封头如表2-5所示，封头高度为2（400+40）=880 mm。吸附器被支承在圆筒形裙式支座上，可估算吸附塔总高H=7880 mm。进料口：钢制化工容器结构设计（HG 20583-1998）规定，进料口(人孔DN500)和卸料口分别置于上封头和筒体上。在卸料口处设置操作平台以方便填料的更换。进气口设置在设备的顶部，为使进
6、气分布均匀，在进口处设置分布头。通过以上计算，分子筛吸附塔塔体选型结果如下：吸附器设计压力：5 MPa吸附器设计温度：300 吸附器床层高度：3200 mm吸附器内径： 1600 mm 吸附器筒体壁厚：34mm吸附器筒体材料：16MnR（Q345R）钢板封头形式：椭圆形封头封头壁厚：12mm封头材料:16MnR（Q345R）钢板裙座高：1500mm裙座壁厚：12mm裙座材料：16MnR（Q345R）钢板1.4 应力校核 径向应力： 环向应力： 符合设计要求。1.5 质量估算根据初步估计计算（附件包括梯子平台预焊件、对焊钢法兰、加厚接管、垂直吊盖对焊法兰人孔、不锈钢丝、丝网、栅板、支持圈、支持板等）圆筒有效高度的质量计算： (3.11) 封头质量：2m=552.74kg附件质量：m=0.25（圆筒质量+封头质量+裙座质量）=2255.4kg裙座质量： （3.11） 钢材总质量为：m1=11277.7kg分子筛质量计算： 瓷球重量计算：床层上下各铺200mm瓷球，瓷球堆密度2500kg/m3