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1、第6章 塔设备绘制 本章导引本章导引 塔设备设计基本知识塔设备设计基本知识 塔总装配图绘制塔总装配图绘制 本章重点知识分析本章重点知识分析 本章导引本章导引本章目录本章目录 塔设备是炼油，化工、轻工、制药等行业中用于原料或产品的浓缩及提纯的重要设备。它可使气（汽）液或液液两相之间进行充分接触，达到相际传质及传热的目的。它主要用于精馏，吸收，解吸、萃取等，此外，它在工业气体的冷却与回收、气体的湿法净制和干燥，以及兼有气液两相传质和传热的增湿和减湿等单元操作之中也起着重要的作用。由于塔设备是原料预处理（如蒸馏塔将液体原料变成气体以便于后面的气相催化反应）、产品提纯处理（如精馏塔，将产品的纯度提高，
2、直接影响最后产品的质量及数量），因此，塔设备的性能的好坏，对于整个化工生产过程的产品产量、质量、生产能力和消耗定额、以及三废处理和环境保护等均有很大影响；同时，塔设备的投资和金属用量，在整个生产工艺装置中均占较大比例。因此，对塔设备的研究（包括设计和绘制），始终受到人们极大的重视。塔设备一般由塔设备本体、塔设备上附属构筑物（如操作平台、栏杆、梯子、管线等）、支承塔设备的基础这三部分组成。塔设备应在满足化工工艺要求的前提下，尽量做到以下几点：生产能力大，即气(汽)、液处理量大；流体流动阻力小传；质效率高；结构简单、材料耗用量小、制造和安装容易；操作弹性大，即在负荷波动较大时，仍能维持较高的效率；
3、便于操作、控制及检修等。本章导引 事实上，我们再在计任何一台塔设备时，很难全部满足上述各项要求；但我们应该从符合生产的基本要求、满足经济上的合理性、以及在单位时间内，利用最少的能源和空间，生产加工最多的产品等方面出发，予以全面考虑，使所设计的塔在满足基本要求的前提下，整体性能达到最优。本章将通过对塔设备一些基本知识介绍，具体讲解如何绘制塔设备，大到绘制整体方案的确定，小到主要零配件的尺寸及绘制方法。对于前面几章已经详细介绍过的绘制方法，我们将不在讲解，如封头的绘制、接管的绘制，但我们会提供本章中有关这些零配件的具体尺寸。本章导引塔设备设计基本知识塔设备设计基本知识本章目录本章目录塔设备的分类塔
4、设备的分类塔设备关键尺寸的确定塔设备关键尺寸的确定计算举例计算举例塔设备的分类塔设备的分类塔设备的分类塔设备的分类 为满足各种生产过程的需要，塔设备经过长期发展，形成了型式繁多的结构考虑到便于研究和比较，可以从不同的角度。对塔设备进行分类例如：按单元操作分为精馏塔，吸收塔、解吸塔和萃取塔等；按操作压力分为加压塔、常压塔和减压塔；按塔内件结构分为板式塔和填料塔两大类，但如果将塔内无任何构件也作为一类，则可以分为三类，见图6-1。下面将三类塔设备再进行进一步的细分。板式塔板式塔 板式塔以塔板作为汽(气)，液接触的基本构件。气体自塔底向上以鼓泡喷射的形式穿过塔盘上的液层，塔内气液两相呈逐级逆流操作，
5、在塔板上传质元件作用下，两相进行接触和分离，同时完成传质(和传热)任务。板式塔构造，除塔板外，塔的内构件还包括降液管、受液盘、溢流堰、塔板支承件及紧固件等。塔板选型后，应依次进行塔径、塔板及内构件的设计，然后用负荷性能图进行结构设计的调整(或优化)，直至满足塔内正常操作(或较佳操作)。除此之外，人们又按板式塔的塔盘结构的不同，将板式塔细分为多种塔。常见板式塔的类型有：浮阀塔、泡罩塔、筛板塔、斜孔塔及穿流式塔板等。塔设备设计基本知识 图6-1 三类塔示意图塔设备设计基本知识 浮阀塔浮阀塔 浮阀塔是现今应用最广的一种板型。浮阀塔板的结构特点时在塔板上开有若干大孔（标准孔径为39mm），每个孔上装有
6、一个可以上下浮动的阀片。操作时由阀孔上升的气流，经过阀片于塔板间的间隙而与板上横流的液体接触。浮阀开度随气体负荷而变。当气量很小时，气体仍能通过静止开度的缝隙而鼓泡。浮阀塔的突出特点是操作弹性大，由于压降及雾沫夹带均小，故板间距可缩小。一般浮阀塔在生产能力、塔板效率及结构简单方面优于泡罩而不及筛板。筛板塔筛板塔 筛板塔的塔板上开有许多均匀分布的筛孔，孔径一般为38mm，筛孔在塔板上作正三角形排列。塔板上设置溢流堰，使板上能维持一定厚度的液层。操作时，上升气流通过筛孔分散成细小的流股，在板上液层中鼓泡而出，气液间密切接触而进行传质。在正常的操作气速下，通过筛孔上升的起来，应能阻止液体经筛孔向下泄
7、漏。筛板塔的主要优点是结构简单。近年来，筛板塔得到更广泛的应用。其缺点是易漏液，操作弹性较小。泡罩塔泡罩塔 泡罩塔的每层塔板上开有若干个孔，孔上焊有短管作为上升其他的通道，称为升气管。升气管上覆以泡罩，泡罩下部周边开有许多齿缝。齿缝一般有矩形、三角形及梯形三种，常用的是矩形。泡罩在塔板上作等边三角形排列。塔设备设计基本知识 操作时，液体横向流过塔板，靠溢流堰保持塔板上有一定厚度的流动液层，齿缝浸没于液层之中而形成液封。上升气体通过齿缝进入液层时，被分散成许多细小的气泡或股流，在板上形成了鼓泡层和泡沫层，为气液两相提供了大量的传质界面。尽管泡罩塔有操作弹性大，板效率高，处理量大的优点，但由于其结
8、构复杂，造价高以及压降大，使用上受到一定的限制 舌型塔板、浮舌塔板和斜孔塔板舌型塔板、浮舌塔板和斜孔塔板 三者均为喷射型塔板。在舌型塔板中，气流经舌孔流出时，促进了液体流动，因而大液量时不会产生大的液面落差，同时由于汽、液并流，大大减少了雾沫夹带。针对以上缺点，发明了浮舌塔板，它既有舌形塔板处理量大、压降低、夹带小的优点，又有浮阀弹性大、效率高的优点。缺点是舌片易损坏。斜孔塔板采用孔口反向交错排列，避免了气、液并流造成的气流不断加速现象，因而液层低而均匀，雾沫夹带小，塔板效率有所提高，但由于开孔固定，操作弹性较小。穿流式栅板塔穿流式栅板塔 穿流式栅板塔属无溢流装置的板式塔。属此类塔板的还有穿流
9、式波纹塔、穿流式浮阀塔等。此类塔板操作时，气、液两相同时相向通过栅缝或筛孔。栅缝或筛孔的大小，视物料的污垢程度及要求的效率等情况而定。由于省去了溢流装置，该塔板有生产能力大、结构简单、压降小、不易堵塞的优点，但操作弹性小塔板效率低。塔设备设计基本知识 填料塔填料塔 在填料塔中，塔内装有一定高度的填料层。液体自塔顶沿填料表面自上而下呈膜状流动，气体则沿填料层内部通道自下向上流动，气、液两相之间是呈连续逆流接触并进行传质和传热的。显然，两相组分的浓度沿塔高也将呈连续变化。填料塔以填料作为气液接触的元件。填料塔由于其填料的不同，又可分为多种。按性能分为通用填料和高效填料；按形状分为颗粒型填料和规整填
10、料，按填料的结构分为实体填料和网状填料等。填料塔的主要构件为：液体分布器、填料压板或床层限制板、填料、填料支承、液体收集器、液体再分布器等。填料塔的特点：压力降低，可应用于真空蒸馏、吸收等操作。结构简单，可用耐腐蚀材料制成，故可用于处理腐蚀性介质。安装方便，可用于不宜安装塔板的小直径塔。由于采用新型高效填料，在许多大直径塔中成功地代替了板式塔，最大直径已达15m。投资费用较高。填料多易堵塞，故不宜处理悬浮液或易结块的物料。塔设备设计基本知识 空心塔空心塔 在空心塔内没有装塔盘和填料，有的作为储罐储存催化剂等；有的在塔内将加工后的重油进行冷却结成焦炭、沥青等；有的在塔内安装许多管束，在管外或管内
11、装入催化剂，使参加反应的气体通过静止的催化剂进行反应，作反应塔用。塔设备设计基本知识 塔设备关键尺寸的确定塔设备关键尺寸的确定塔设备关键尺寸的确定塔设备关键尺寸的确定 塔高的确定塔高的确定 塔的高度（见图6-2）系由主体高度Hz（塔板或填料所在空间的高度）、顶部空间高度Ha（第一层塔板或填料以上部分，包括筒节、封头及上面的引出管）、底部空间高度Hb（最后一层塔盘后或填料下部的筒节，但不包括下封头及引出管高度，因为该高度和裙座高度重合），以及裙座高度Hs等部分所组成，所以塔高H为：HHzHaHbHs （6-1）在具体绘制过程中，需要注意底部筒节和裙座之间两者之间并不是刚好对接，如塔的实际总高和按
12、式（6-1）的计算会有一些差别，有时是多几毫米，有时是少几毫米。填料塔的高度则包括填料层高度，喷林装置、再分器、气液进出口所需的高度，底部及顶部高度以及裙座高度等部分。塔设备设计基本知识 图6-2 塔高示意图 主体高度主体高度 由于填料塔和板式塔的结构不同，故主体高度的含义也不同。板式塔的主体高度是从塔顶第一层塔盘至塔底最后一层塔盘之间的垂直距离；填料塔的主体高度就是填料的高度。蒸馏操作常用理论塔板数的多少来表述塔的高度，求取塔板数的方法很多，可分为解析法、图解法和逐板计算法等几类。对于板式塔，应先利用塔效率将理论板层数折算成实际板层数，然后再由实际板层数和板间距来计算主体塔高，即：HzNTH
13、T/ET （6-2）式中 Hz塔高，m；NT塔内所需的理论板层数；ET总板效率；HT塔板间距，m。塔设备设计基本知识 从板间距对塔板效率的影响分析，在一定的气液负荷和塔径的条件下，增加板间距可使物沫夹带量减小，特别对易起泡的物系，板间距应取大些，以保证塔板的分离效果。此外，当生产负荷波动大时，也需要增大板间距，以提高操作弹性。在决定板间距时还应考虑安装、检修的需要。例如在塔体人孔处，应留有足够高的工作空间，其值不应小于600mm。塔设备设计基本知识 塔板间距HT除直接影响塔高外，板间距还与塔的生产能力、操作弹性即塔板效率有关。在一定的生产任务下，采用较大的板间距，能允许较高的空塔气速，因而塔径
14、可小些，但塔高要增加。反之，采用较小的板间距，只能允许较小的空塔气速，塔径就要增大，但塔高可以降低。对于板数较多的精馏塔，往往采用较小的板间距，适当地加大塔径以降低塔高。板间距与塔径之间的关系，应根据实际情况，结合经济权衡，反复调整，以作出最佳选择。表6-1所列的经验数据可供初选板间距时参考。板间距的数值应按照规定选取整数，如300mm、350mm、450mm、500mm等。对于填料塔，其高度主要取决于填料层的高度。计算填料层高度常采用以下两种方法：A.传质单元法传质单元法 填料层高度Z传质单元高度传质单元数 B.等板高度法等板高度法 等板高度（HETP）是与一层理论塔板的传质作用相当的填料层
15、高度。也称理论板当量高度。显然，等板高度愈小，说明填料层的传质效率高，则完成一定分离任务所需的填料层的总高度可降低。等板高度不仅取决于填料的类型与尺寸，而且受系统物性、操作条件及设备尺寸的影响。等板高度的计算，至今尚无满意的方法，一般通过实验测定，或取生产设备的经验数据。当无实际数据可取时，只能参考有关资料中的经验公式，此时要注意所用公式的适用范围。下面介绍默奇（Murch）的经验公式，即：式中 HETP等板高度，m；G气相的空塔质量速度，kg/(m2.h)D塔径，m；Z填料层高度，m；相对挥发度；液相粘度，mPa.s；液相密度，kg/m3;c1、c2、c3常数，取决于填料类型及尺寸。其部分数
16、据见表6-2。塔设备设计基本知识 (6-3)塔设备设计基本知识 等板高度的数据或关联结果，一般来自小型实验，故往往不符合工业生产装置的实际情况。估算工业装置所需的填料层高度时，可参考工业设备的等板高度经验数据。譬如，直径为25mm的填料，等板高度接近0.5m；直径为50mm的填料，等板高度接近1m；直径在0.6m以下的填料塔，等板高度约与塔径相等；而当塔处于负压操作时，等板高度约等于塔径加上0.1m。填料层用于吸收操作时的等板高度要大得多，一般可按1.51.8m估计。此外，不同填料类型的等板高度值不同。普通实体填料的等板高度大都在400mm以上。如25mm的拉西环HETP为0.5m，25mm的
17、鲍尔环HETP为0.40.45m。网体填料具有很大的比表面积和空隙率，为高效填料，其等板高度在100mm以下，如CY型波纹丝网，网环填料等。塔的顶部、底部空间及裙座高度的确定塔的顶部、底部空间及裙座高度的确定 A.塔的顶部空间高度塔的顶部空间高度（不包括接管高度）塔的顶部空间高度是指塔顶第一层塔盘到塔顶封头切线的距离。为了减少塔顶出口气体中夹带的液体量，顶部空间一般取1.21.5m。有时为了提高产品质量，必须更多地除去气体中夹带的雾沫夹带，则可在塔顶设置除沫器。如用金属除沫网，则网底到塔盘的距离一般不小于塔板间距。B.塔的底部空间高度塔的底部空间高度 塔的底部空间高度是指塔顶最末一层塔盘到塔底
18、下封头切线处的距离。当进料系统有15min的缓冲容量时，釜液的停留时间可取35min，否则须取15min。但对釜液流量大的塔，停留时间一般也取35min；对于易结焦的物料，在塔底的停留时间应缩短，一般取11.5min。据此，就可从釜液流量求处底部空间，再由已知的塔径求出底部空间的高度。C.加料板的空间高度加料板的空间高度 加料板的空间高度取决于加料板的结构型式及进料状态。如果是液相进料，其高度可与板间距或稍大些，如果是气相进料，则取决于进口形式。D.支座高度支座高度 塔体常由裙座支承。裙座的型式分为圆柱形和圆锥形两种。裙座高度是指从塔底封头切线到基础环之间的高度。今以圆柱形裙座为例，可知裙座高
19、度是由塔底封头切线至出料管中心线的高度U和出料管中心线至基础环的高度V两部分组成。U的最小尺寸是由釜液出口管尺寸决定的；V则应按工艺条件确定，例如考虑与出料管相连接的再沸器高度、出料泵所需的位头等，一般裙座的高度在2500mm以上。裙座上的人孔通常用长圆形，其尺寸为510（10001800）mm，以方便进出。塔设备设计基本知识 板式塔的塔径计算板式塔的塔径计算 塔径的初步计算塔径的初步计算 依据流量公式可计算塔径，即：(6-4)而空塔速度定义为：(6-5)式中 D塔径，m；Vs塔内气体流量，m/s；u空塔气速，即按空塔截面积计算的气体线速度，m/s。由此可见，计算塔径的关键在于确定适宜的空塔气
20、速u。为确定式（6-4）中适宜的气速u，必须计算有效空塔气速的极限uG,max，可用Souders-Brown式计算：(6-6)式中 V,L分别为汽相，液相密度，kg/m3；C经验系数。C值可从Smith图(图6-3)查得。此图是按表面张力20dyn/cm(1dyn=10-5N)时得出的经验数值，当表面张力为其它值时,C值应按下式进行校正：(6-7)应用smith图时，需预先拟定塔板间距和板上液层高度。塔板间距可从表6-1选用，但应根据塔板流体力学计算的结果予以调整。塔设备设计基本知识 图6-3 初选塔径用的算图 塔设备设计基本知识 从式（6-6）求出uG,max后，按下式确定设计的空塔气速：
21、u（0.60.8）uG,max （6-8）注意：喷射型的板式塔，式（6-8）不适用，在计算机计算时，可采用Smith图的回归式：（6-9）其中：HHThL 式中 HT板间距，m；hL清液层高，m；L，V分别为液相、汽相流量，m3/h；L，V 分别为液相、汽相密度，kg/m3。求C时，需预先假定板间距HT和清液层高hL，另外，算得初估塔径D后，还需要进行圆整。初选板间距和塔径圆整可参照表6-1。hL的初值：常压操作，0.050.07 m；加压操作，0.06 m；减压操作，0.030.04 m。塔设备设计基本知识 塔径的核算塔径的核算 塔径初算后，先进行圆整，使之到系列值。再验算雾沫夹带量，有必要
22、时需作调整，然后再确定塔盘结构参数，进行其它各项计算。当液量较大时，宜用下式先验算液体在降液管中的停留时间(s)，必要时需作相应的调整。AfHT/Ls35s （6-10）式中 Af 降液管截面积，m2；HT塔板间距，m；Ls液相流量，m3/s。计算中的注意点计算中的注意点 第一、从塔径的求解公式（6-4）可知，要算出塔径还必须知道气相流量，在工艺计算中可求出精馏段和提馏段上升蒸汽的流率，并将之转换成流量。这里要指出的是，同一塔段内上升蒸汽的流量随塔高而变化，在此应取最大流量。一般精馏段和提馏段的蒸汽流量是不相同的，故而两段的塔径应分别求算，但一般为了制造方便，还是采用同一塔径，仅在流速变化较大
23、或用高合金钢制造的场合，才有必要采用不同的塔径。第二、通常，我们都是按蒸汽流量设计塔径，但是在液量非常大的场合，也有按液体流量确定塔径的。第三、除了以上方法，求塔径也可采用间接法。首先，给定的是泡罩齿缝或孔隙等的面积，用试差法求出与之相当的塔径。其中较为有效的方法是先定出塔盘各部分的尺寸，在契合其生产能力。塔设备设计基本知识 填料塔的塔径计算填料塔的塔径计算 填料塔的塔径计算和板式塔一样，可由直径D与空塔气速u及气体体积流量Vs之间的关系按式（6-4）确定，也可用圆管内流量公式表示。但填料塔允许的最大气速和适宜的空塔气速，必须符合气液两相在填料层内流动的特性。这里对气液两相在填料层内的流动特性
24、不作详细说明，详情可参照其他参考书。值得注意的是：其中Vs（操作状态下的气体体积流量，m/s），当塔上、下负荷不均匀时，应取最大值。u=(0.60.85)uf（uf为液泛气速）,易发泡体系取低值，甚至取(0.40.6)uf。塔设备设计基本知识 计算举例计算举例计算举例计算举例 拟建一浮阀塔用以分离苯-甲苯混合物，试根据以下条件作出浮阀塔的塔径计算：气相流量 Vs1.61m3/s；液相流量 Ls=0.0056m3/s；气相密度V2.78kg/m3；液相密度L875kg/m3;物系表面张力20.3mN/m。解：解：欲求塔径应先求出空塔气速u，而u（安全系数）umax由式（6-5）知 式中C可由史密
25、斯关联图（图6-3）查出，横坐标的数值为：取板间距HT0.45m，取板上液层高度hL=0.07m,则图中参数值为：HThL=0.45-0.07=0.38m根据以上数值，由图6-3查得C200.08。塔设备设计基本知识 因物系表面张力 20.3mN/m，很接近20mN/m，故无需校正，即CC200.08，则 取安全系数为0.6，则空塔气速为：u 0.6umax 0.61.4170.85m/s塔径 按标准塔径圆整为D1.6m。塔设备设计基本知识 塔总装配图绘制塔总装配图绘制 现在我们要绘制的是图6-10，在绘制塔设备图之前，应该对塔设备图及塔的结构有充分的了解，并确定塔的关键尺寸。我们还应知道图纸
26、的大小和比例，所需图层的数目和线条类型，以便画图。本章目录本章目录绘制前的一些准备工作绘制前的一些准备工作设置图层、比例及图框设置图层、比例及图框画中心线画中心线画主体结构画主体结构画局部放大图画局部放大图画剖面图画剖面图画指引线和标注尺寸画指引线和标注尺寸文字说明文字说明表技术说明，管口表，零部件说明表技术说明，管口表，零部件说明绘制前的准备工作绘制前的准备工作绘制前的准备工作绘制前的准备工作 工艺计算结果分析工艺计算结果分析 本次要绘制的精馏塔共设置塔板26块（不包括塔釜和塔顶冷凝器在内的塔板），每块塔板间距为300mm，其中液体进料所在的塔板间距为500mm。所有塔板分布在4个塔节上，从
27、下到上分别是第一塔节，分配7块塔板，长100mm，塔内径为600mm，厚度为4mm（其它塔节的塔径和厚度同此数据）；第二塔节，分配7块塔板，长2100mm；第三塔节，分配6块塔板，长2000mm（其中一块塔板为进料塔板，高500mm）；第四塔节，分配6块塔板，长1800mm。塔釜由于要起到液体贮槽及气液分离的作用，其高度为1485mm，其中封头高度为120mm，封头为椭圆型封头。塔顶上面气体出口及回流液进口的塔节出于和塔釜相同的原因，其高度也大大大于一般塔板间距，其距离为1120mm，该塔节上气体出口管子的公称直径为80，长度为150mm。塔底下有裙座，裙座底部距塔底封头最低点的距离为2500
28、mm，根据以上数据，可以得到塔体外观总高为12135mm。根据塔体的外径（608mm）及伸出管子的长度（250mm），可得塔体的宏观广义宽度为1008mm。在具体的设备绘制中，塔体得宏观宽度将全面表示出来，而其高度只裙座、塔釜及塔顶部分准备全部体现，三者的总高度为5255mm；另外需将进料管所在上塔节部分表示出来，大约需要1000mm。这样，图上需要显示的宏观总高度将达到6255，考虑到留白及尺寸标注的空间，采用A1图纸竖放，以1：10进行绘制，可以满足整个图形绘制要求的作用。塔总装配图绘制 接管参数接管参数 分析本设备图中，我们可以发现在本设备的装配图中，主要由各种接管、封头、筒节、裙座组成
29、。对于筒节内部的详细结构不是本图想要表达的内容，本图中只要表达清楚筒节的高度、厚度、及内径即可。所以本图中主要表达的各种接管、封头和裙座的安装结构及相互位置，其中各种接管又是本图中的关键。本图中共涉及5种公称直径的接管，相关数据见表6-3和图6-4。在具体绘制中可以根据具体的剖面情况，绘制上锣孔的具体大小。塔总装配图绘制 液体进料管形式液体进料管形式 前面已经分析了接管的主要参数，常见的进料管形式如图6-5，其中(a)、(b)为直管进料；(c)、(d)弯管进料。(a)、(c)为碳钢；(b)、(d)为不锈钢。但本图中液体进料管和回流液进料管，采用了公称直径为40的内管及公称直径为80的外管可拆卸
30、式安装，其形式采用图(a)的形式，但管子的尺寸需见前面表的数据，另外，总长度L为390mm，外套管即公称直径为80的管子，伸出筒体外壁面长度为150mm，公称直径为40的内管外端和套管外端的距离100mm，而图(a)的距离为120，有所调整。同时，在进料管上所开的缺口尺寸由于管径的不同也有所调整。其中缺口长度为40mm，高度为18mm，其他数据可以采用图(a)中的数据。塔总装配图绘制图6-5 常见塔中进料管形式塔总装配图绘制 气体进料管的形式气体进料管的形式 本设备图中，气体进料管是公称直径为200的管子，其长度有两个数据，分别为150和390。150的含义和常规的管子长度含义相同，但390的
31、含义有点特别，但是接管中心线在接管有效长度范围内的长度，具体见下面示意图6-6。需要注意的是在实际塔体中，由于塔体厚度较小，我们采用料补强。该补强圈外径为400mm，厚度6mm，内径成型后和管子外径配套即可。具体形状比较简单，不在单独列出，可在全局图中查看。图6-6 釜气入口图6-7塔底液体引出管入塔总装配图绘制 塔底液体出料管形式塔底液体出料管形式 塔底液体出料管的公称直径为80，其具体形式采用图6-7的形式，其中A的数值为552mm，Dc的数值为614mm，即裙座内径，裙座厚度为6mm。塔底引出管中心线的曲率半径R为185mm。引出孔采用2738的无缝钢管，长度为100mm。关于气体出口管
32、关于气体出口管 气体出口管在塔顶，采用公称直径为100的管子，由于封头厚度较小，故采用补强圈，该补强圈外径为100mm，厚度6mm，内径成型后和管子外径配套即可。具体形状比较简单，不在单独列出，可在全局图中查看。关于封头关于封头 本设备中采用椭圆形封头，但不是标准的椭圆形封头，而是扁平一点，具体数据是长轴600mm、短轴200mm、折边20mm、厚度4mm，具体见图6-8。图6-8 封头尺寸示意图塔总装配图绘制 关于裙座关于裙座 裙座起到支撑塔体的作用，上面开有人孔、出料引出孔、排污孔，为了便于版面排版，我们将其作了90旋转，具体尺寸见图6-9。它可以利用多次偏移定位、镜像及修剪技术快速绘制，
33、绘制好以后确定基准点将其插入全局图中即可。图6-9 裙座尺寸示意图塔总装配图绘制图6-10 粗醋酸精馏塔总装配图塔总装配图绘制设置图层、比例及图框设置图层、比例及图框设置图层、比例及图框设置图层、比例及图框 设置图层设置图层 本图中共设计8个图层，其中0图层是不能重命名的图层，故实际使用的是7个图层。本图层设置中除设备主结构线和附件的线宽为0.3mm以外，其余均为0.13mm，以符合化工制图中对线宽的要求。各图层的具体内容如图6-11。图6-11 图层设置塔总装配图绘制 设置比例和图纸大小设置比例和图纸大小 本图主要以塔精馏塔的总装配图为主。因为塔的实际高度至少有十多米，我们的比例是1：10，
34、这样图纸也要高一米多。所以我们这里只截取塔顶（包括蒸汽出口高150mm和封头120mm）、塔底裙座（封头焊接5mm和裙座2615mm）、第一塔节1365mm、最后塔节1000mm、及塔的部分中间塔板层1200mm（除了中间省略部分）以表示整座塔的结构。这样我们需要绘制的塔高就为5455mm。因为比例为1：10，所以在图纸上要绘制高545.5mm，在加上空间布白及尺寸标注，我们选用A1图纸，其尺寸是594.00mm841.00mm。绘制图框绘制图框 根据前面介绍的方法绘制好竖排的A1图纸的图框。图框绘制采用绘制矩形命令及偏移技术即可。塔总装配图绘制画中心线画中心线画中心线画中心线 绘制中心线的方
35、法参照前面各章。这里我们要定位的是塔的示意图、塔的装配图及塔上各附件，其余如局部放大图和各个表格则可绘制后再移动到适合的位置。绘制后的中心线见图6-12。图6-12 中心线绘制塔总装配图绘制 这里，图框左下坐标为(300，50)，塔体顶部封头与筒体连接部分的中心的坐标为P1(557，733)，塔的最底端中心P2(557,264.5)，人孔位置P4(557，364.5)，塔釜引出管引出点P3(557,514.5)，塔的简图塔底中心P5(380，64)，其余类推。画主体结构画主体结构画主体结构画主体结构 塔装配图的绘制塔装配图的绘制 筒体的绘制筒体的绘制 塔的筒体主要由矩形框组成，所以只要启动“r
36、ectang”命令即可绘制完成。这里筒体的大小为60.80mm356.50mm，根据中心线的位置绘制筒体，见图6-13(a)。在此我们还需绘制塔的部分未剖开部分。首先我们先把剖面和不需剖开的部分用“spline”命令分开。具体命令如下。命令:_spline 指定第一个点或 对象(O):（捕捉到中心线和筒体左边线的交点并点击）指定下一点:指定下一点或 闭合(C)/拟合公差(F):指定下一点或 闭合(C)/拟合公差(F):指定下一点或 闭合(C)/拟合公差(F):指定下一点或 闭合(C)/拟合公差(F):指定下一点或 闭合(C)/拟合公差(F):_nea 到（捕捉到最近的筒体右边线上的点并点击）指
37、定下一点或 闭合(C)/拟合公差(F):（回车确定）再重复“spline”命令一次,得图6-13-(b)。塔总装配图绘制塔总装配图绘制 现在我们绘制未剖开部分的筒体。这里主要绘制的是筒体之间的连接部分，即螺圈、螺母和垫片。因为我们所要绘制的三个连接基本是相同的，所以只需绘制其中一个，然后复制和粘贴即可，主要通过矩形、炸开、修剪、断开的技术进行绘制，主要的绘制命令如下。塔总装配图绘制命令:_rectang指定第一个角点或 倒角(C)/标高(E)/圆角(F)/厚度(T)/宽度(W):523,633指定另一个角点或 尺寸(D):d指定矩形的长度:68指定矩形的宽度:8指定另一个角点或 尺寸(D):命
38、令:_explode选择对象:找到 1 个选择对象:命令:_offset指定偏移距离或 通过(T):选择要偏移的对象或:指定点以确定偏移所在一侧:选择要偏移的对象或:指定点以确定偏移所在一侧:选择要偏移的对象或:命令:_offset指定偏移距离或 通过(T):1.2选择要偏移的对象或:指定点以确定偏移所在一侧:选择要偏移的对象或:塔总装配图绘制复制粘贴后，再修剪多余部分，再用双点划线表示省略部分，见图6-14。封头的绘制封头的绘制 封头的绘制参考第5章。注意这里封头的高度为120mm，塔体外径为608mm。裙座的绘制裙座的绘制 裙座支座（见图6-16）是由座圈、基础环和地脚螺栓座组成。座圈除图
39、中的圆筒形外，还可做成半锥角不超过15的圆锥形。裙座上开有人孔、引出管孔、排气孔和排污孔。座圈焊固在基础环上，基础环的作用，一是将载荷传给基础，二是在它的上面焊制地脚螺栓座。其具体画法将作为本章的重点知识介绍。图6-15 塔顶封头 塔总装配图绘制 裙座可以直接按在图纸上的尺寸绘制在塔的总装配图上，也可以先在另张图纸或同张图纸的空白处，按照一定尺寸绘制好后，再按比例缩放后带基点复制和带基点粘贴至塔的总装配图上。裙座上的引出管有一定的要求，表6-3是引出管的一些标准，本裙座中采用的是2738。整个裙座部分在本设备图中的最后绘制结果见图6-16。各接管的具体绘制各接管的具体绘制 在本设备图，各种接管
40、（包括压力表接管、温度计接管和玻璃液位计接管）的表示是相同的，见图6-17。塔总装配图绘制 图6-16 裙座的剖面图塔总装配图绘制 接管可以直径在塔壁上绘制，也可以单独绘制后粘贴上去。根据其连接尺寸标准L150mm，我们要绘制的入口标准即为L15，管长15mm。绘制步骤具体如下：塔总装配图绘制命令:_line （绘制中心线）指定第一点:指定下一点或 放弃(U):指定下一点或 放弃(U):命令:_rectang （绘制接管管段部分）指定第一个角点或 倒角(C)/标高(E)/圆角(F)/厚度(T)/宽度(W):指定另一个角点或 尺寸(D):d指定矩形的长度:指定矩形的宽度:指定另一个角点或 尺寸(
41、D):命令:_rectang （绘制管口）指定第一个角点或 倒角(C)/标高(E)/圆角(F)/厚度(T)/宽度(W):指定另一个角点或 尺寸(D):d指定矩形的长度:2指定矩形的宽度:5指定另一个角点或 尺寸(D):命令:_mirror 选择对象:找到 1 个 （点击管段矩形）选择对象:找到 1 个，总计 2 个 （点击管口矩形）选择对象:（点击鼠标右键确定）指定镜像线的第一点:指定镜像线的第二点:是否删除源对象？是(Y)/否(N):命令:_explode选择对象:找到 1 个选择对象:找到 1 个，总计 2 个选择对象:找到 1 个，总计 3 个选择对象:找到 1 个，总计 4 个选择对象
42、:图6-16 接管图 塔总装配图绘制 再删除多余线段，得图6-17。其余各相同表示方法的接管通过复制、粘贴和旋转180C或45C完成。其中注意，整接管旋转45C后，出现断开部分须用拉长（lengthen）命令完成，具体如下。命令:_lengthen选择对象或 增量(DE)/百分数(P)/全部(T)/动态(DY):p输入长度百分数:150选择要修改的对象或 放弃(U):选择要修改的对象或 放弃(U):然后剪切掉过长部分。进料口和回流液入口的绘制进料口和回流液入口的绘制 进料口和回流液入口的表示方法也是一样的，这里我们都是绘制它的剖面图，见图6-17。图6-17 进料口或回流液入口剖面图 塔总装配
43、图绘制 根据其连接尺寸标准L150/390mm，我们要绘制的入口标准即为L15/39mm，即外管长15mm，内管长39mm。先利用“rectang”命令绘制总体各框架，见图6-18（a），具体绘制步骤如下。塔总装配图绘制命令:_line （绘制中心线）指定第一点:指定下一点或 放弃(U):指定下一点或 放弃(U):命令:_rectang （绘制内管）指定第一个角点或 倒角(C)/标高(E)/圆角(F)/厚度(T)/宽度(W):指定另一个角点或 尺寸(D):d指定矩形的长度:39指定矩形的宽度:5.5指定另一个角点或 尺寸(D):命令:_rectang （绘制外管）指定第一个角点或 倒角(C)/
44、标高(E)/圆角(F)/厚度(T)/宽度(W):指定另一个角点或 尺寸(D):d指定矩形的长度:15指定矩形的宽度:3.5指定另一个角点或 尺寸(D):命令:_rectang （绘制外管口）指定第一个角点或 倒角(C)/标高(E)/圆角(F)/厚度(T)/宽度(W):指定另一个角点或 尺寸(D):d指定矩形的长度:2指定矩形的宽度:5指定另一个角点或 尺寸(D):命令:_rectang （绘制内管口）指定第一个角点或 倒角(C)/标高(E)/圆角(F)/厚度(T)/宽度(W):指定另一个角点或 尺寸(D):d指定矩形的长度:2指定矩形的宽度:5指定另一个角点或 尺寸(D):塔总装配图绘制 然后
45、炸开各矩形，进行边的偏移（命令“offset”），得图6-18（b）；再剪切和删除多余的线段得图6-18（c）。因为以上各命令都是大家所熟悉的，所以具体命令就略去。下一步是填充（只需利用命令“bhatch”），表示剖开的管壁，具体操作也可参见第三章，所以这里也不多加说明，结果见图6-18（d）。最后利用“mirror”命令进行镜像，这样可节省许多步骤，只要稍微补充缺省部分和删除中间不需要部分即可，这样得图6-17。塔总装配图绘制 釜液入口管的绘制釜液入口管的绘制 釜液入口管的绘制和进料口的绘制方法类似，不过相对简单多了，具体步骤参见第五章。只是要注意这里多了个加强圈。注意尺寸：倾斜角为45，L
46、150/390mm，外径为240mm，管空心线距离上面一个塔节500mm。现在我们绘制部分剖开的釜液入口管见图6-19。塔的简图的绘制塔的简图的绘制 塔的简图（见图6-10左边部分）的比例我们设为1：20。该塔有塔板26块，塔板间距为300mm，所以塔的总高为（15012010002630013652615）=13050mm，所以我们在图纸上要绘制的塔高为6525mm。图6-19 釜液入口塔总装配图绘制 塔的简图绘制在塔的总装配图的左侧适当位置。其绘制步骤和其他图相似，具体操作步骤如下。a.首先绘制中心线首先绘制中心线 命令:_line 指定第一点:350,64 指定下一点或 放弃(U):41
47、0,64 指定下一点或 放弃(U):命令:_line 指定第一点:380,54 指定下一点或 放弃(U):380,620 指定下一点或 放弃(U):b.绘制以裙座底端到塔的筒体最顶部的高度绘制以裙座底端到塔的筒体最顶部的高度（1500120）/20=81mm为为高，塔的直径高，塔的直径(600/20=30mm)为宽的矩形为宽的矩形 命令:_rectang 指定第一个角点或 倒角(C)/标高(E)/圆角(F)/厚度(T)/宽度(W):365,64 指定另一个角点或 尺寸(D):d 指定矩形的长度:30 指定矩形的宽度:81 指定另一个角点或 尺寸(D):c.再绘制表示塔的整个筒体的矩形再绘制表示
48、塔的整个筒体的矩形其中高为(652581270/20)558mm,宽同样为30mm 命令:_rectang塔总装配图绘制 指定第一个角点或 倒角(C)/标高(E)/圆角(F)/厚度(T)/宽度(W):（捕捉到上一个矩形的左上角）指定另一个角点或 尺寸(D):d 指定矩形的长度:30 指定矩形的宽度:558 指定另一个角点或 尺寸(D):d.绘制封头绘制封头 命令:_ellipse （绘制顶部封头）指定椭圆的轴端点或 圆弧(A)/中心点(C):_a 指定椭圆弧的轴端点或 中心点(C):c 指定椭圆弧的中心点:指定轴的端点:指定另一条半轴长度或 旋转(R):6 指定起始角度或 参数(P):180
49、指定终止角度或 参数(P)/包含角度(I):360 命令:_ellipse （绘制底部封头）指定椭圆的轴端点或 圆弧(A)/中心点(C):_a 指定椭圆弧的轴端点或 中心点(C):c 指定椭圆弧的中心点:指定轴的端点:指定另一条半轴长度或 旋转(R):6 指定起始角度或 参数(P):0 指定终止角度或 参数(P)/包含角度(I):180塔总装配图绘制 e.绘制塔顶蒸汽出口绘制塔顶蒸汽出口 命令:_line （绘制出口水平线）指定第一点:376,652.5 指定下一点或 放弃(U):384,652.5 指定下一点或 放弃(U):命令:_line （绘制和中心线重合的垂直线）指定第一点:指定下一点
50、或 放弃(U):指定下一点或 放弃(U):命令:_offset 指定偏移距离或 通过(T):2.5 选择要偏移的对象或:指定点以确定偏移所在一侧:选择要偏移的对象或:指定点以确定偏移所在一侧:选择要偏移的对象或:再删除中间的垂线，并剪切掉过长的线段，得图6-20（b）。此时整个塔完成如图6-23。图6-20 蒸汽出口管 塔总装配图绘制 f.筒体的连接和塔板的绘制筒体的连接和塔板的绘制 首先绘制塔的上部分的第一个连接，命令如下。命令:_offset 指定偏移距离或 通过(T):50 选择要偏移的对象或:（点击筒体顶部水平线）指定点以确定偏移所在一侧:（点击该线的下部）选择要偏移的对象或:*取消*