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(jìn)行洗滌貯槽的設(shè)計計算，進(jìn)行了臥式容器、封頭和臥式容器（雙鞍座）設(shè)計計算，計算出了所需強(qiáng)度及壁板厚度等，并對設(shè)計計算結(jié)果進(jìn)行了校核， 校核結(jié)果均達(dá)到了設(shè)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(guān)鍵詞：洗滌貯槽；臥式容器；設(shè)計計算；T酸

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

中圖分類號：X783 文獻(xiàn)標(biāo)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(fù)雜、毒性大、含鹽量高、酸性強(qiáng)，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(yuǎn)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(shè)計通常用經(jīng)驗(yàn)及類比設(shè)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(shè)計方法是不完善的，會造成大量材料浪費(fèi)。因此，必須進(jìn)行應(yīng)力分析，依據(jù)材料力學(xué)的強(qiáng)度理論進(jìn)行設(shè)計，使液槽壁板具有一定的彎曲強(qiáng)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(shè)計作一簡要探討。

2 臥式容器設(shè)計計算

當(dāng)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(biāo)準(zhǔn)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(yàn)時應(yīng)力校核。由表3可見，該貯罐內(nèi)筒壁厚能滿足設(shè)計條件下的強(qiáng)度要求[5]。圖1為臥式容器及筒體簡圖。

2.3 封頭設(shè)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(shè)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(dú)立的，也可以互相關(guān)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(yīng)用時各有利弊，應(yīng)按其應(yīng)用環(huán)境合理選擇[6]，本設(shè)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(yàn)時應(yīng)力校核

壓力試驗(yàn)時應(yīng)力校核如表3所示。

2.4 臥式容器（雙鞍座）設(shè)計計算

臥式貯槽可當(dāng)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(yīng)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(shè)計采用雙支座設(shè)計。臥式容器（雙鞍座）設(shè)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(shè)計計算及相關(guān)校核

在臥式容器（雙鞍座）設(shè)計計算中還涉及到筒體軸向應(yīng)力計算及校核、圓筒切向剪應(yīng)力及封頭應(yīng)力計算及校核、圓筒周向應(yīng)力計算及校核等相關(guān)設(shè)計，這里主要說明鞍座設(shè)計計算及相關(guān)校核，如表4為鞍座設(shè)計計算及相關(guān)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(fù)雜的工況發(fā)展。用戶應(yīng)根據(jù)實(shí)際使用情況，對洗滌貯槽性能提出適當(dāng)?shù)囊?；設(shè)計單位應(yīng)根據(jù)用戶要求，在兼顧經(jīng)濟(jì)性的同時優(yōu)化設(shè)計。通過理論計算可知，本設(shè)計各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)符合工藝提供的各項(xiàng)參數(shù)，滿足企業(yè)的各項(xiàng)指標(biāo)要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]張盛漢，陳泉源，柳歡歡.酸廢母液蒸氨預(yù)處理的動力學(xué)研究[J].中國環(huán)境科學(xué)，2014，34（1）：85-90.

[2]汪印，柏承志，蘇宏，等.T酸一次洗水初步處理的研究[J].化工環(huán)境，1998，18（5）：263-268.

[3]鄒培，陳泉源，張盛漢，徐萬福.絡(luò)合萃取法處理H酸、T酸生產(chǎn)廢水[J].環(huán)境工程，2013，31：226-228.

[4]胡明一，何承華.矩形常壓液體貯槽的強(qiáng)度剛度設(shè)計[J].技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展，2007，4：31-34.

[5]王際強(qiáng)，陳杰.大型低溫液體貯槽絕熱系統(tǒng)設(shè)計[J].深冷技術(shù)，2011，2：37-41.

[6]劉春雷，李錫華.球冠形中間封頭設(shè)計計算[J].石油化工設(shè)備，2014，43（5）：36-39.

[7]李偉良.大型立式容器腿式支座的設(shè)計計算[J].石油和化工設(shè)備，2015（18）：36-39.