洪劍波 郭彥宏

摘要：依據(jù)T酸二次水洗滌貯槽的工業(yè)參數(shù)，進行洗滌貯槽的設計計算，進行了臥式容器、封頭和臥式容器（雙鞍座）設計計算，計算出了所需強度及壁板厚度等，并對設計計算結(jié)果進行了校核， 校核結(jié)果均達到了設計要求。

Abstract： According to the industrial parameters of T-acid secondary water washing tank， the design and calculation of washing tank are carried out. The design calculation of horizontal vessel， head and horizontal vessel （double saddle） is carried out， the required strength and wall thickness are calculated， and the design calculation results are checked. The verification results have reached the design requirements.

關鍵詞：洗滌貯槽；臥式容器；設計計算；T酸

Key words： washing tank；horizontal vessel；design and calculation；T acid

中圖分類號：X783 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）31-0124-03

1 概述

T 酸（1-萘胺-3，6，8-三磺酸）通常由8-硝基-1，3，6-萘三磺酸還原得到，是制備H酸的前體，色度深、成分復雜、毒性大、含鹽量高、酸性強，其中含有萘磺酸等中間產(chǎn)物，該萘環(huán)化合物帶有親水的磺酸基，故其水溶性大，廢水色度高，COD高[1-3]。T酸二次水洗滌貯槽多采用焊接鋼結(jié)構(gòu)型式，即由鋼板焊制成一面開口的矩形箱體結(jié)構(gòu)，由于壁厚遠小于板面尺寸，故可歸入薄殼類容器。過去對箱體液槽的結(jié)構(gòu)設計通常用經(jīng)驗及類比設計法。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，箱體容器容積有不斷增大的趨勢，簡單沿用過去的設計方法是不完善的，會造成大量材料浪費。因此，必須進行應力分析，依據(jù)材料力學的強度理論進行設計，使液槽壁板具有一定的彎曲強度、撓度，以滿足使用要求[4]。有鑒于此，本文就T酸二次水洗滌貯槽的設計作一簡要探討。

2 臥式容器設計計算

當液槽盛滿液體時，內(nèi)壁均承受液體靜壓力作用，四周側(cè)板均受到液壓的彎曲作用。對于一定重度的液體，筒閉各處所受壓力P隨液體深度而變化[4]。

2.1 工藝條件及技術(shù)特性

工藝條件及技術(shù)特性如表1。

2.2 內(nèi)壓圓筒校核

內(nèi)壓圓筒校核計算所依據(jù)的標準為表1所示。

根據(jù)工藝要求，現(xiàn)內(nèi)筒高度定為3500mm。按照壁厚計算式：

由上述計算可知圓筒壁厚6.62mm，有效厚度12.7mm，名義厚度n=14.00mm，通過壓力試驗時應力校核。由表3可見，該貯罐內(nèi)筒壁厚能滿足設計條件下的強度要求[5]。圖1為臥式容器及筒體簡圖。

2.3 封頭設計計算

在石油化工和醫(yī)藥等行業(yè)中，有時為滿足工藝或設備布置等要求，需用中間封頭將筒體分隔成多個受壓室，這些受壓室可以是相互獨立的，也可以互相關聯(lián)。這種中間封頭可以是平蓋、球冠形和橢圓形等形式。這些不同結(jié)構(gòu)形式的中間封頭在工程中應用時各有利弊，應按其應用環(huán)境合理選擇[6]，本設計為橢圓封頭。橢圓封頭簡圖如圖2所示。

2.3.1 封頭的厚度計算

2.3.2 壓力試驗時應力校核

壓力試驗時應力校核如表3所示。

2.4 臥式容器（雙鞍座）設計計算

臥式貯槽可當作沿槽體軸線方向受均布載荷的梁。從受力分析來看，承受同樣載荷、具有同樣幾何尺寸的臥式貯槽采用多支座，槽體上的彎曲應力越小，槽體受力情況越好。但是，采用多支座時，各支座必須在同一平面上，使每個支座承力相同，否則不能充分發(fā)揮每個支座的作用，反而使槽體受力不均[7]。本設計采用雙支座設計。臥式容器（雙鞍座）設計計算的計算條件如表1所示。

2.4.1 支座反力計算

2.4.2 鞍座設計計算及相關校核

在臥式容器（雙鞍座）設計計算中還涉及到筒體軸向應力計算及校核、圓筒切向剪應力及封頭應力計算及校核、圓筒周向應力計算及校核等相關設計，這里主要說明鞍座設計計算及相關校核，如表4為鞍座設計計算及相關考核。

3 結(jié)語

隨著石油化工和其他工業(yè)需求的發(fā)展，壓力容器的使用條件越來越苛刻，壓力容器正在向高參數(shù)、高安全性能和更加復雜的工況發(fā)展。用戶應根據(jù)實際使用情況，對洗滌貯槽性能提出適當?shù)囊螅辉O計單位應根據(jù)用戶要求，在兼顧經(jīng)濟性的同時優(yōu)化設計。通過理論計算可知，本設計各項技術(shù)指標符合工藝提供的各項參數(shù)，滿足企業(yè)的各項指標要求。

參考文獻：

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