姜濤

摘 要：簡(jiǎn)要介紹塔的分類、塔的管口方位的 規(guī)劃，對(duì)相應(yīng)需注意的問(wèn)題進(jìn)行了描述。

關(guān)鍵詞：塔；管道設(shè)計(jì)；塔的分類

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.20.135

1 塔的類別

1.1 蒸餾塔（Distillation Column）

蒸餾塔的是將多成分系的原料經(jīng)過(guò)加熱后，以塔中央的下面適當(dāng)位置為進(jìn)料層，進(jìn)行蒸餾或精餾，因此稱為蒸餾塔（Distillation Column）、精餾塔（Rectification Tower）、分餾塔（Fractionating Tower）、穩(wěn)定塔（Stabilizer Column）、汽提塔（Stripper）等。

1.2 反應(yīng)塔（React Ion Tower）

反應(yīng)塔是產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)（如分解、結(jié)合、聚合等）的塔，種類、條件各異，內(nèi)部結(jié)構(gòu)也不盡相同，外觀為豎直的圓筒形，塔的高度大多比直徑大（高度長(zhǎng)度之比，工程上常稱為長(zhǎng)徑比），成為細(xì)長(zhǎng)型（長(zhǎng)徑比大于1）的塔。

1.3 萃取塔（Extraction Tower）

萃取塔的是將原料中所含的部分成分利用萃取劑（Extracting Reagent）（液體、固體）提取（吸附）分離的方法，通常液體原料采用液體萃取劑來(lái)提取，但是也有液-固、氣-固-體、氣-液-體等各種情形的萃取方法。

1.4 吸收塔（Absorption Tower）

吸收塔是在塔內(nèi)發(fā)生液體吸收氣體的塔器靜設(shè)備，為了使氣-液有良好的傳質(zhì)傳熱，其流向[并流（Cocurrent Current）（或稱對(duì)流）]、裝填位置和內(nèi)部構(gòu)造（如填充層、填充物）等設(shè)計(jì)都要經(jīng)過(guò)周密安排（如溫度、壓力、流速等條件），才能在工藝流程中獲得最好效益和產(chǎn)能。

1.5 洗滌塔（Washing Tower）

洗滌塔是吸附塔和吸收塔的一種。這種塔通常是被吸收物的量很少，被吸收的物質(zhì)一般是無(wú)用物質(zhì)或僅僅是副產(chǎn)品，非吸收物質(zhì)是主要產(chǎn)品或目的物質(zhì)，洗滌塔（Washing Tower）也稱為補(bǔ)集器（Scrubber）。

2 塔的管口方位規(guī)劃

（1）管道設(shè)計(jì)的工程人員要明確兩個(gè)概念，即在管道設(shè)計(jì)中，無(wú)論哪個(gè)裝置，哪個(gè)分區(qū)，一定要了解什么是配管側(cè)，什么是檢修側(cè)。

配管側(cè)顧名思義是指管道所在的主要區(qū)域，包括設(shè)備與設(shè)備，設(shè)備與管廊等多數(shù)管線布置所占用的區(qū)域，這個(gè)區(qū)域通常是只需考慮管道支撐，管道柔性，管道間距即可，而原則上盡量不可布置需要檢維修的閥門，平臺(tái)、人孔、手孔和壓力、溫度等就地儀表；操作側(cè)則相反，操作側(cè)顧名思義就是用來(lái)檢維修的，所以盡量布置需要檢維修的閥門管件平臺(tái)梯子而盡量不要布置沒(méi)有檢修要求的直管和彎頭三通等日常不需維護(hù)操作的管件，以便節(jié)省更多操作和檢修空間，方便人員通行和操作。

（2）管道設(shè)計(jì)人要正確規(guī)劃和判斷配管側(cè)和檢修側(cè)，作為框架和塔區(qū)，檢修側(cè)通常設(shè)置在遠(yuǎn)離管廊的一側(cè)，因?yàn)榕c管廊連接的管線為了保證地面通行順暢而布置在半空。如果閥門設(shè)置在沒(méi)有平臺(tái)的空中管道上，操作檢修都十分不便，而另一側(cè)，由于有空地可以考慮進(jìn)入吊車、叉車等工程車輛協(xié)助檢維修，更有足夠的空間設(shè)置直梯斜梯和操作平臺(tái)而不影響整個(gè)裝置各分區(qū)之間的通行。具體平面還要具體分析，每個(gè)裝置會(huì)有細(xì)微不同，但大原則是不能變的。

（3）管道設(shè)計(jì)人員要明確塔區(qū)管口規(guī)劃的優(yōu)先次序。簡(jiǎn)而言之，上比下優(yōu)先，也就是越靠近塔頂?shù)墓艿劳ǔＴ絻?yōu)先規(guī)劃；大比小優(yōu)先，這是指小管線要為大管線讓位，優(yōu)先把大管線布置的合理安全，然后再考慮小管線；熱比冷優(yōu)先，即溫度較高的管線由于熱脹變形通常需要優(yōu)先考慮并進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算，然后考慮溫度不高，不用應(yīng)力計(jì)算的管線。除此之外，人孔在所有這些規(guī)劃中占有更為優(yōu)先的位置，也就是說(shuō)，人孔一定要在檢修區(qū)域，并能方便進(jìn)出塔的位置，人孔如果比較多的時(shí)候，要盡量上下對(duì)齊在一條線上，人孔還不可以布置在降液管范圍內(nèi)以免出現(xiàn)危險(xiǎn)。

（4）既然上比下優(yōu)先，大比小優(yōu)先，那么塔區(qū)一般比較重要的管線就是塔頂氣相線，塔頂氣相線管口一般都布置在塔頂正中間，以便氣相能順暢的從塔頂排出。圖1為塔頂管線示意圖。

（5）按照從上往下的順序，接下來(lái)一般是塔頂回流線管口，進(jìn)料線管口通常帶有分布器，分布器的形式以及塔內(nèi)件的構(gòu)造、還有塔內(nèi)件的支撐結(jié)構(gòu)共同決定了管口方位是否合理，既要滿足物料均勻入塔，還要避免與塔內(nèi)件構(gòu)造碰撞：進(jìn)料線管口應(yīng)設(shè)在遠(yuǎn)離降液管的地方。

（6）進(jìn)料線管口：進(jìn)料線管口應(yīng)設(shè)在遠(yuǎn)離降液管的地方，見(jiàn)圖2。

（7）按從高到低的順序再說(shuō)說(shuō)抽出線管口：抽出線管口如果從塔盤下面開(kāi)洞加彎頭抽出的方式則外部管口可以布置在除了降液管外任何方便配管的方位，如果在塔盤底部水平抽出的話，則要避免碰到塔盤溢流堰和降液管，而方位規(guī)劃中要有更多限制，兩種布置方式的不同之處是管口標(biāo)高一個(gè)在塔盤下面，一個(gè)在塔盤上面。只要與工藝專業(yè)進(jìn)行相關(guān)意圖的溝通，在滿足工藝要求的情況下，大多數(shù)情況下工藝專業(yè)的人員會(huì)同意配管專業(yè)的建議修改管口標(biāo)高而方便管口布置。方位需要中間側(cè)線軸出物料的塔，側(cè)線抽出口可以設(shè)在除了降液管的位置外所有的位置上。但不要太靠近降液管，最好考慮設(shè)在液流均勻之處。

（8）塔器規(guī)劃的難點(diǎn)再沸器的進(jìn)出塔管線管口：這根線難就難在溫度高，容易給管口造成很大應(yīng)力，所以需要應(yīng)力計(jì)算，另外，重沸器返塔口通常汽液兩相，如果規(guī)劃不合理，很容易發(fā)生震動(dòng)，所以在支架和管道走向上都有相應(yīng)的要求。在滿足應(yīng)力的前提下，盡量少做彎頭，甚至可以考慮用R=3D的大曲率彎頭。這些管口通常與重沸器成一定角度布置，避免管系剛性過(guò)大而應(yīng)力計(jì)算無(wú)法通過(guò)。

（9）塔體上儀表管口：儀表管口有液面計(jì)、界面劑、溫度計(jì)、壓力表等，這些儀表管口需設(shè)在操作區(qū)內(nèi)平臺(tái)上、不方便設(shè)置操作平臺(tái)的也可以考慮設(shè)置在梯子旁邊，原則上是便于觀察、操作和檢修的地方。

液面計(jì)、液面調(diào)節(jié)器管口：為了讀數(shù)準(zhǔn)確，此類管口應(yīng)避開(kāi)進(jìn)料口回流口等物料沖刷范圍內(nèi)和液面不穩(wěn)的范圍。除非在接這些物料進(jìn)口處有防迸擋板或塔體有擾流板，則可不受上述范圍限制。此外，任何儀表都盡量避免安裝在梯子入口附近，防止對(duì)上下巡檢操作人員產(chǎn)生磕碰、絆摔而發(fā)生危險(xiǎn)。

綜上所述：塔的管口方位布置過(guò)程中，所需注意的事項(xiàng)比較多，涉及的專業(yè)比較廣，通常要設(shè)備、儀表、工藝、配管及塔內(nèi)件廠家共同確認(rèn)后方可最終出圖。對(duì)于剛剛?cè)腴T的設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，要多學(xué)多看多思考，才能保證工程設(shè)計(jì)的質(zhì)量，確保國(guó)家和人們生命財(cái)產(chǎn)的本質(zhì)安全。

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