塔器设备设计探析

刘智彬（天津市创举科技有限公司， 天津 300130）

塔器设备设计探析

刘智彬（天津市创举科技有限公司， 天津 300130）

塔器作为化工设备中重要的设备组成单元，塔器设备的设计对化工生产有着重要的影响。塔器主体、裙座、选材、制造等在设计时必须严格遵守有关的标准，而塔器的结构设计问题对塔器的正常工作影响也很大。本文的研究重点是通过选定的塔器设计方案来解读设计中需要注意的问题，从基本结构方面着手细化到设计的具体细节，以期能够详细阐述塔器设计的重点内容和细节，促进业内对这一方面的研究和发展。

塔器设备；设计；探析

0　引言

塔器设备的设计离不开对其结构、设计参数、设计规范和检测标准的规定，离不开对其设计划类、设计选材、强度计算、冲压试验、结构设计、连接结构、检测要求等多方面因素的设计。下文将从这些部分着手，详细阐述塔器设计的具体细节。

1　塔设备结构图、技术参数表、设计制造所遵循的规范、无损检测

（1）塔设备主要结构简图

（2）技术参数表

腐蚀裕量1 1 M P a 1 0 M P a -1 8设计压力工作压力设计温度工作温度工作介质介质特性试验压力（水压）/ 1 0 0 8 0 / 4 0氮气无毒、非易燃1 3 . 7 5 / 1 3 . 8 8 2

（3）设计制造所遵循的规范 本设计需要遵循三方面的设计规范，分别为NB/T47041-2014《塔式容器》、GB150.1～GB150.4-2011《压力容器》，以及TSG ROOO4-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》。

（4）无损检测 在无损检测的环节中对A、B、D类焊接接头分别采用RT和MT检测方法，按照一定的标准得到对应的合格级别。

2　塔器的设计

（1）塔设备的划类与选材 根据上述TSG R004-2009标准，可按照图中压力容器类别将其按照介质分组，将设备划分到第三类的容器中。在选材时按照GB150.2-2011中的有关规定，选定氮气介质Q345R，选定锻件16Mn III，选定无缝钢管Q345D，紧固件35CrMoA，保证各部分的化学成分符合相应标准。塔器的裙座和壳体在选定时也采用Q345R标准，尽管其为非受压原件，但是受到受力影响，也要符合相应的规定。

（2）强度计算 在进行强度计算时，通过SW6对塔器的稳定性进行校核，进而对不满足校核的强度重新优化设计，再进行重新校核，直至全部条件满足，实现塔器强度应力校核标注。

（3）塔器设备的结构设计 在进行塔器的结构设计时，要进行必要的水压试验，通过水压试验来计算液柱静压力，在校核壳体宏观强度和致密性的同时检验容器的密封性能是否完好。在设计裙座时主要有圆锥形和圆筒形两种，选用圆锥形裙座的主要分为三种情况：第一种是D/H值偏大，裙座的壳体截面需要较大的惯性矩；第二种是设备的基础面压应力需求较小，设备的载荷较大的情况；第三种是地脚螺栓间距不能满足要求时需要加大裙座底面，采用圆锥形。其他情况下一般均采用圆筒形即可，本设计中选取了圆筒形的裙座。

（4）封头与筒体的连接结构 在进行筒体与封头连接设计时可以适当采用堆焊，但是这一方法对制造过程和无损检测都会产生较大的麻烦；切忌不可采用筒体削边，因为削边后筒体薄弱，强度不能满足要求。因此，可以采用延长筒体再削边的方法，既满足壁厚要求又满足强度要求。在削边时主要削封头边，不会影响到筒体强度。

（5）无损检测的要求 在本设备中，对A类和B类焊接接头进行全面的射线检测，在探伤质量不低于AB级时鉴定为二级合格，对D类焊接接头进行全面的磁粉检测，对符合JB/ T4730.4-2005规定的鉴定为一级合格。对其他部位的配件与组件采用相应的检测标准，分别鉴定为一级与二级的检测结果。

（6）热处理 在设备构建完成后要对结构部件进行相应的热处理，以消除焊后整体应力，对受压原件进行焊前预热，在热处理前完成所有预焊件和设备的焊接，在热处理之后不再在设备表面进行任何施焊过程。

（7）外形尺寸允许偏差 为保证设备使用安全，需要保证设备的外形尺寸偏差在允许范围内，整个设备安装后直线度任意3000mm范围内的长圆筒段内，产生的偏差不能够大于3mm，筒体总直线度允差在12mm范围内，塔体安装垂度允差在6mm范围内。

［1］蒋小文，叶日新，赵栓柱.浅谈对2014新版塔器标准的理解与认识［J］.化工设备与管道，2015，06：7-14.

［2］刘红果，张倩.浅谈塔器的配管设计［J］.科技视界，2016，08：246+257.

［3］刘宝廷，贾敏.浅谈塔设备的质量控制［J］.科技资讯，2011，20：125.