板式塔設(shè)計的案例
板式塔設(shè)計計算.
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板式塔和填料塔的區(qū)別
下列情況優(yōu)先選用板式塔：
塔內(nèi)液體滯液量較大，操作負(fù)荷變化范圍較寬，對進(jìn)料濃度變化要求不敏感，操作易于穩(wěn)定；
液相負(fù)荷較小；
含固體顆粒，容易結(jié)垢，有結(jié)晶的物料，因為板式塔可選用液流通道較大的塔板，堵塞的危險較小；
在操作過程中伴隨有放熱或需要加熱的物料，需要在塔內(nèi)設(shè)置內(nèi)部換熱組件，如加熱盤管，需要多個進(jìn)料口或多個側(cè)線出料口。這是因為一方面板式塔的結(jié)構(gòu)上容易實(shí)現(xiàn)，此外，塔板上有較多的滯液以便與加熱或冷卻管進(jìn)行有效地傳熱；
在較高壓力下操作的蒸餾塔仍多采用板式塔。
板式塔塔盤的類型與選擇：
1、塔板種類
根據(jù)塔板上氣、液兩相的相對流動狀態(tài)，板式塔分為穿流式和溢流式。目前板式塔大多采用溢流式塔板。穿流式塔板操作不穩(wěn)定，很少使用。
2、各種塔盤性能比較
工業(yè)上需分離的物料及其操作條件多種多樣，為了適應(yīng)各種不同的操作要求，迄今已開發(fā)和使用的塔板類型繁多。
展開 填料塔、板式塔的區(qū)別及選型
填料塔、板式塔的區(qū)別
板式塔和填料塔是精餾塔的兩種主要類型。雖然它們在精餾操作中很常見，但是它們之間的區(qū)別大著呢！塔型的選擇、操作特點(diǎn)、設(shè)備性能、適用場合都有各自的特點(diǎn)。
板式換熱器優(yōu)化設(shè)計方法
01
板式換熱器優(yōu)化設(shè)計方向
近年來，板式換熱器技術(shù)日益成熟，其傳熱效率高，體積小，重量輕，污垢系數(shù)低，拆卸方便，板片品種多，適用范圍廣，在供熱行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。板式換熱器按組裝方式分為可拆式、焊接式、釬焊式、板殼式等。由于可拆式板式換熱器便于拆卸清洗，增減換熱器面積靈活，在供熱工程中使用較多。可拆式板式換熱器受橡膠密封墊耐熱溫度的限制，適用于水一水傳熱。本文對提高可拆式板式換熱器效能的優(yōu)化設(shè)計進(jìn)行研究。
提高板式換熱器的效能是一個綜合經(jīng)濟(jì)效益問題，應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。提高換熱器的傳熱效率和降低換熱器的阻力應(yīng)同時考慮，而且應(yīng)合理選用板片材質(zhì)和橡膠密封墊材質(zhì)及安裝方法，保證設(shè)備安全運(yùn)行，延長設(shè)備使用壽命。
展開 
板式換熱器板片設(shè)計的4大特性
板式換熱器是制冷主機(jī)上的重要配件，它是由一組波紋金屬板組合而成，板上有四個角孔，供傳熱的兩種液體通過，引導(dǎo)流體交替地流經(jīng)各自的通道，進(jìn)行熱交換，它們排列緊密、精度高，體積小，換熱效率高，節(jié)省空間，使用環(huán)境要求較高，適合在小型制冷機(jī)組上使用，廣泛應(yīng)用與冶金、石油、化工、食品、制藥、船舶、紡織、造紙等行業(yè)，是加熱、冷卻、熱回收、快速滅菌的優(yōu)良設(shè)備。
板式熱交換器板片設(shè)計的四大特性
一、分流區(qū)設(shè)計
即使最寬的板片，也能使流體充分均勻地分布在板片的各個角落，使分流區(qū)壓力損失最小.板片所有的換熱面積都參與高效換熱，板片的所有物理面積都轉(zhuǎn)化為有效的換熱面積，無換熱死區(qū)，不存在流動死角，不容易發(fā)生積垢，不易出現(xiàn)積垢引起的氯離子腐蝕，可以充分利用允許的壓力降，提高對流換熱部分的流速，提高整體的換熱效率。
二、單邊流設(shè)計
整臺板式換熱器僅用一種板片，更易配管，更易安裝和設(shè)備維護(hù)，減少板片和膠墊的備品種類和數(shù)量。
三、有H和L兩種波紋角度
通過換熱器板片優(yōu)化組合，最大限度提高傳熱系數(shù)，降低設(shè)備造價。
展開 板式換熱器優(yōu)化設(shè)計方法
01
板式換熱器優(yōu)化設(shè)計方向
近年來，板式換熱器技術(shù)日益成熟，其傳熱效率高，體積小，重量輕，污垢系數(shù)低，拆卸方便，板片品種多，適用范圍廣，在供熱行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。板式換熱器按組裝方式分為可拆式、焊接式、釬焊式、板殼式等。由于可拆式板式換熱器便于拆卸清洗，增減換熱器面積靈活，在供熱工程中使用較多。可拆式板式換熱器受橡膠密封墊耐熱溫度的限制，適用于水一水傳熱。本文對提高可拆式板式換熱器效能的優(yōu)化設(shè)計進(jìn)行研究。
提高板式換熱器的效能是一個綜合經(jīng)濟(jì)效益問題，應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。提高換熱器的傳熱效率和降低換熱器的阻力應(yīng)同時考慮，而且應(yīng)合理選用板片材質(zhì)和橡膠密封墊材質(zhì)及安裝方法，保證設(shè)備安全運(yùn)行，延長設(shè)備使用壽命。
展開 板式換熱器板片設(shè)計的4大特性
板式換熱器是制冷主機(jī)上的重要配件，它是由一組波紋金屬板組合而成，板上有四個角孔，供傳熱的兩種液體通過，引導(dǎo)流體交替地流經(jīng)各自的通道，進(jìn)行熱交換，它們排列緊密、精度高，體積小，換熱效率高，節(jié)省空間，使用環(huán)境要求較高，適合在小型制冷機(jī)組上使用，廣泛應(yīng)用與冶金、石油、化工、食品、制藥、船舶、紡織、造紙等行業(yè)，是加熱、冷卻、熱回收、快速滅菌的優(yōu)良設(shè)備。
板式熱交換器板片設(shè)計的四大特性：
一、分流區(qū)設(shè)計
即使最寬的板片，也能使流體充分均勻地分布在板片的各個角落，使分流區(qū)壓力損失最小.板片所有的換熱面積都參與高效換熱，板片的所有物理面積都轉(zhuǎn)化為有效的換熱面積，無換熱死區(qū)，不存在流動死角，不容易發(fā)生積垢，不易出現(xiàn)積垢引起的氯離子腐蝕，可以充分利用允許的壓力降，提高對流換熱部分的流速，提高整體的換熱效率。
二、單邊流設(shè)計
整臺板式換熱器僅用一種板片，更易配管，更易安裝和設(shè)備維護(hù)，減少板片和膠墊的備品種類和數(shù)量。
三、有H和L兩種波紋角度
通過換熱器板片優(yōu)化組合，最大限度提高傳熱系數(shù)，降低設(shè)備造價。
四、一次沖壓成型
在同一板片上，板片波紋深度相同，從而保證板間每一接觸點(diǎn)完好銜接，板片上無過度沖壓區(qū).不會產(chǎn)隱性裂紋，板片上金屬紋路高度同一，板片最薄可達(dá)0.3mm.這樣使得板片承壓能力增強(qiáng)，避免熱應(yīng)力疲勞，避免振蕩和高頻顫抖引起的機(jī)械疲勞腐蝕，板片機(jī)械性能更佳，避免了隱性裂紋造成的泄漏，接觸點(diǎn)分布均勻，介質(zhì)流過板片時，湍流加強(qiáng)，最大限度提高傳熱效率，減輕設(shè)備重量，在保證承壓要求下，獲得更高的傳熱系數(shù)。
來源：板式熱交換器密封墊片技術(shù)平臺
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展開 換熱面積在板式換熱器設(shè)計中的重要性是什么？
在現(xiàn)代工業(yè)系統(tǒng)中，能源效率與設(shè)備性能的平衡始終是工程師關(guān)注的核心，而在眾多熱交換設(shè)備中，板式換熱器因緊湊的結(jié)構(gòu)、高效的傳熱能力和靈活的配置，廣泛應(yīng)用于暖通空調(diào)、食品加工、化工、電力等多個領(lǐng)域，然而在設(shè)計和選型過程中，一個看似基礎(chǔ)卻相當(dāng)重要的參數(shù)——換熱面積，往往決定了整個系統(tǒng)的成敗，它不僅僅是圖紙上的一個數(shù)字，更是決定換熱效率、運(yùn)行成本乃至設(shè)備壽命的關(guān)鍵因素。
艾克森板式換熱器：https://www.accessen.cn/
那么換熱面積到底意味著什么？簡單來說，它是所有換熱板片有效傳熱表面的總和，想象一下，熱量就像水流，需要通過一塊塊“橋梁”從一種介質(zhì)傳遞到另一種介質(zhì)，這些“橋梁”的總面積越大，熱量傳遞的通道就越寬，換熱過程也就越順暢，因此換熱面積直接決定了設(shè)備的熱負(fù)荷能力，面積不足，系統(tǒng)可能無法達(dá)到預(yù)期的溫度變化，導(dǎo)致生產(chǎn)效率下降；面積過大，則可能造成材料浪費(fèi)、設(shè)備體積臃腫，增加初期投資和運(yùn)行阻力。
在實(shí)際設(shè)計中，換熱面積的選擇并非孤立進(jìn)行，而是與流體特性、溫差、流量、板片材質(zhì)和波紋結(jié)構(gòu)等參數(shù)緊密關(guān)聯(lián)，例如在溫差較小的工況下，為了達(dá)到相同的換熱量，就必須增大換熱面積來補(bǔ)償傳熱推動力的不足，同樣，對于高粘度或低導(dǎo)熱系數(shù)的流體，也需要更大的面積來保證足夠的熱交換效率，這就要求設(shè)計人員在計算時，不僅要依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)公式，更要結(jié)合實(shí)際運(yùn)行條件進(jìn)行精細(xì)優(yōu)化。
值得一提的是，板式換熱器的模塊化設(shè)計為換熱面積的調(diào)整提供了極大便利，通過增減板片數(shù)量，可以在一定范圍內(nèi)靈活調(diào)節(jié)總面積，以適應(yīng)不同的工況需求，這種靈活性不僅提升了設(shè)備的適應(yīng)性，也降低了用戶在不同項目中的選型難度，然而這也帶來了一個難題：如何在滿足性能要求的同時避免過度設(shè)計？這就需要制造商具備深厚的工程經(jīng)驗和精準(zhǔn)的模擬分析能力。
展開 填料塔內(nèi)件的選擇與設(shè)計
液體的出口裝置
填料塔的出口裝置既能使液體通暢引（排）出外，還要保證形成對塔內(nèi)氣體的液封，并能防止液體夾帶氣體。常用的液體出口裝置可采用水封。設(shè)計中塔內(nèi)外壓差較大時，可采用倒U形管密封裝置。
除沫裝置
1、除沫裝置
由于氣體在塔頂離開填料塔時，帶有大量的液沫和霧滴，為回收這部分液相，經(jīng)常需要在頂設(shè)置除沫器。
2、 除沫器的種類
常用的除沫器有以下幾種：
折流板式除沫器，它是一種利用慣性使液滴得以分離的裝置，一般在小塔中使用。
旋流板式除沫器，由幾塊固定的旋流板片組成，氣體通過時，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，造成一個離心力場，液滴在離心力作用下，向塔壁運(yùn)動實(shí)現(xiàn)了氣液分離。適用于大塔徑凈化要求高的場合。
展開 干貨 ll 填料塔內(nèi)件設(shè)計
液體的出口裝置
填料塔的出口裝置既能使液體通暢引（排）出外，還要保證形成對塔內(nèi)氣體的液封，并能防止液體夾帶氣體。常用的液體出口裝置可采用水封。設(shè)計中塔內(nèi)外壓差較大時，可采用倒U形管密封裝置。
除沫裝置
1、除沫裝置
由于氣體在塔頂離開填料塔時，帶有大量的液沫和霧滴，為回收這部分液相，經(jīng)常需要在頂設(shè)置除沫器。
2、 除沫器的種類
常用的除沫器有以下幾種：
折流板式除沫器，它是一種利用慣性使液滴得以分離的裝置，一般在小塔中使用。
旋流板式除沫器，由幾塊固定的旋流板片組成，氣體通過時，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，造成一個離心力場，液滴在離心力作用下，向塔壁運(yùn)動實(shí)現(xiàn)了氣液分離。適用于大塔徑凈化要求高的場合。
絲網(wǎng)除沫器，它由金屬絲卷成高度為100-150的盤狀使用。安裝方式多種多樣，氣體通過除霧沫器的壓強(qiáng)降約為120-250Kp，絲網(wǎng)除沫器的直徑由氣體通過絲網(wǎng)的最大氣速決定。
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展開 塔釜液位的低聯(lián)鎖到底應(yīng)該怎么設(shè)計
在調(diào)查報告中第19頁有這么一段話：
“經(jīng)調(diào)查，精制塔T-450塔釜底部至斷裂處管道未設(shè)置針對泄漏的聯(lián)鎖關(guān)停裝置。中國石化工程建設(shè)公司參照美國科學(xué)設(shè)計公司的工藝設(shè)計包建設(shè)精制塔T-450系統(tǒng)，工藝設(shè)計包中針對精制塔T-450塔釜底部至斷裂處管道未設(shè)置針對泄漏的聯(lián)鎖關(guān)停裝置。上海石化公司針對該裝置的HAZOP（危險與可操作性分析）報告未對塔釜釜底液位過低進(jìn)行分析，沒有提出防范建議措施。”
上面的這段調(diào)查報告的原話，實(shí)際上說到了兩個問題，第一個問題就是上海石化當(dāng)初在針對該裝置的HAZOP分析報告中，沒有對精制塔T-450塔釜的低液位進(jìn)行危害性分析，所以呢自然也就沒有提出防范措施。第二個問題是從精制塔T-450的塔釜底部至斷裂處的這段管道沒有設(shè)置針對泄漏的聯(lián)鎖關(guān)停裝置，也就是說，如果這段管道發(fā)生意外泄漏的話，并沒有相應(yīng)的聯(lián)鎖設(shè)施來緊急切斷這根管道和塔釜之間的聯(lián)系。
上面的兩個問題，大家稍微仔細(xì)分辨的話，很明顯指的不是一回事，第一個問題說白了就是，如果塔釜內(nèi)的液位過低，企業(yè)應(yīng)當(dāng)采取哪些措施。第二個問題說白了就是，如果這段管線泄漏了，那么從塔釜底部至泄漏處由于并沒有針對該泄漏的聯(lián)鎖切斷系統(tǒng)，所以想關(guān)但是關(guān)不了，最終導(dǎo)致事故擴(kuò)大。
那么調(diào)查報告中指出的問題，到底有沒有道理呢？今天我們就來一次HAZOP實(shí)戰(zhàn)演練，發(fā)揮一下頭腦風(fēng)暴，看看問題的根源到底在哪里？以及怎么去解決問題。
我們先分析第一個問題，就是精制塔的塔釜液位，如果液位低，會帶來哪些危害。HAZOP模擬表格如下圖：
原因如上所述，重點(diǎn)談一下后果。按照正常的HAZOP流程，再沒討論后果之前，我們先結(jié)合PID圖紙，了解一下精制塔的工藝流程原理。
展開 
設(shè)計一個大型的精餾塔，需要注意些什么？
編 輯 | 化工活動家
來 源 | 互聯(lián)整網(wǎng)理
關(guān)鍵詞 | 大型塔器 設(shè)計 特點(diǎn)
共 3048 字 | 建議閱讀時間 15 分鐘
大型塔器的設(shè)計流程
塔設(shè)備的主要設(shè)計流程與其他化工設(shè)備類似，可用如下所示的流程表示。
在塔的設(shè)計流程中，材料選擇、結(jié)構(gòu)確定、強(qiáng)度計算（包括剛度、穩(wěn)定性等計算）、施工圖設(shè)計為主要設(shè)計階段，但設(shè)備專業(yè)設(shè)計者的工作卻涵蓋了整個建造過程。設(shè)備的制造、檢驗、運(yùn)輸、安裝均為設(shè)計者設(shè)計時所必須考慮的因素，否則紙上談兵，設(shè)計圖可能無法轉(zhuǎn)化為實(shí)體。
那么，什么樣的塔器算是大型塔呢？
目前沒有標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行明確界定，這里根據(jù)經(jīng)驗總結(jié)如下：
（1）直徑大，高度高，如直徑6m以上且總高60m以上的塔器；
（2）高徑比大，如高徑比超過30的塔器。
今天的文章僅對第一種情況的大型塔器進(jìn)行介紹。
干貨
大型塔器
設(shè)計流程
01
結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
大型塔整體結(jié)構(gòu)與中小型塔一樣，一般由地腳螺栓座、裙座、封頭、筒體、內(nèi)件、塔頂?shù)踔⑷丝住⒔庸艿冉M成。
展開 精餾塔的設(shè)計和優(yōu)化，看完你就是專家！
化工生產(chǎn)過程中，應(yīng)用最多就是分離設(shè)備，其中又以精餾塔和吸收塔最為常見，無論是在煉油、煤化、高分子、精細(xì)化工精餾塔都是隨處可見的。你知道你每天都操作的精餾塔是如何設(shè)計出來的嗎？如何優(yōu)化操作參數(shù)？
精餾塔設(shè)計
1、設(shè)計步驟
根據(jù)流程整體工藝路線，確定分離要求，進(jìn)行工藝參數(shù)計算得到回流比、進(jìn)料位置、塔頂溫度、塔底溫度、進(jìn)料組成、測線采出位置（多組分）、塔板數(shù)（板式塔）或填料高度（填料塔）等。之后再進(jìn)行流體力學(xué)計算，計算出板間距、壓降、塔高、塔徑等參數(shù)由此選出塔板類型或填料類型等塔內(nèi)部件。之后進(jìn)行強(qiáng)度計算及校核，選出塔體壁厚及材料，最后確定控制方案。
2、工藝計算
工藝計算是根據(jù)進(jìn)料組成與分離要求計算工藝參數(shù)，分為手算與軟件計算兩種，目前工業(yè)上多用軟件進(jìn)行模擬，我們在Aspen教程中會重點(diǎn)進(jìn)行講解。這里我們舉一個最簡單二元物系板式精餾塔的手動計算流程方便大家理解計算原理。
? 物料衡算與物性估算
對于二元物性而言物料衡算很簡單，但是對于多元物系就必須先規(guī)定輕重關(guān)鍵組分。根據(jù)熱力學(xué)方程估算物性參數(shù)，多采用逸度法或活度系數(shù)法。同時計算出物系汽液相平衡方程。
? 確定塔板數(shù)
根據(jù)物料衡算結(jié)果計算R（min）＝L／D，實(shí)際回流比一般為最小回流比的1.2-2倍。然后分別計算出精餾段、提餾段操作線方程。采用操作線方程與汽液相平衡方程交替主板計算確定理論塔板數(shù)，或采用圖解法原理相同。再將理論塔板數(shù)除以塔板效率，得到實(shí)際塔板數(shù)。
展開 海口雨林之心高層觀光塔結(jié)構(gòu)設(shè)計要點(diǎn)
▲ 圖8 雨林之心觀光塔施工進(jìn)度
文章來源：三圣山90
填料塔內(nèi)件設(shè)計的很巧妙，弄懂它們一點(diǎn)都不難！
液體的出口裝置
填料塔的出口裝置既能使液體通暢引（排）出外，還要保證形成對塔內(nèi)氣體的液封，并能防止液體夾帶氣體。常用的液體出口裝置可采用水封。設(shè)計中塔內(nèi)外壓差較大時，可采用倒U形管密封裝置。
除沫裝置
1、除沫裝置
由于氣體在塔頂離開填料塔時，帶有大量的液沫和霧滴，為回收這部分液相，經(jīng)常需要在頂設(shè)置除沫器。
2、 除沫器的種類
常用的除沫器有以下幾種：
折流板式除沫器，它是一種利用慣性使液滴得以分離的裝置，一般在小塔中使用。
旋流板式除沫器，由幾塊固定的旋流板片組成，氣體通過時，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，造成一個離心力場，液滴在離心力作用下，向塔壁運(yùn)動實(shí)現(xiàn)了氣液分離。適用于大塔徑凈化要求高的場合。
絲網(wǎng)除沫器，它由金屬絲卷成高度為100-150的盤狀使用。安裝方式多種多樣，氣體通過除霧沫器的壓強(qiáng)降約為120-250Kp，絲網(wǎng)除沫器的直徑由氣體通過絲網(wǎng)的最大氣速決定。
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