化工設(shè)備選型及設(shè)計計算

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化工設(shè)備的選型及設(shè)計計算本章主要內(nèi)容概述標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的選型非標(biāo)設(shè)備的設(shè)計計算非標(biāo)設(shè)備工藝條件圖的繪制本章重點：泵的選型貯槽的設(shè)計、蒸發(fā)器選型及設(shè)計非標(biāo)設(shè)備工藝條件圖的繪制4.1概述化工設(shè)備是組成化工裝置的基本單元，是指在化工生產(chǎn)中常用的泵、風(fēng)機、罐、釜、塔器、換熱器、貯槽(罐)等。①標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備（定型設(shè)備）：是成批按系列生產(chǎn)的，并可以從設(shè)備生產(chǎn)廠家買到，可以從產(chǎn)品目錄或樣本中查閱其規(guī)格及牌號。例如：泵、風(fēng)機、離心機等?；ぴO(shè)備分類②非標(biāo)設(shè)備（非定型設(shè)備）：是化工過程中需要專門設(shè)計的特殊設(shè)備。例如蒸發(fā)器、塔器等。4.1概述一、化工設(shè)備工藝設(shè)計的任務(wù)：對于標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備：根據(jù)工藝要求，計算并選擇某種型號，以便訂貨。對于非標(biāo)設(shè)備：根據(jù)根據(jù)工藝要求，通過工藝計算，提出型式、材料、尺寸和其他一些要求。再由化工設(shè)備專業(yè)進(jìn)行機械設(shè)計，由有關(guān)工廠制造。二、化工設(shè)備工藝設(shè)計的成果的表達(dá)：1、設(shè)備一覽表；2、設(shè)備工藝條件圖或設(shè)備總圖。4.1概述三、化工設(shè)備選型和工藝設(shè)計的原則：合理性

設(shè)備必須滿足工藝一般要求，設(shè)備與工藝流程、生產(chǎn)規(guī)模、工藝操作條件、工藝控制水平相適應(yīng)，又能充分發(fā)揮設(shè)備的能力。先進(jìn)性

要求設(shè)備的運轉(zhuǎn)可靠性、自控水平、生產(chǎn)能力、效率等要盡可能達(dá)到先進(jìn)水平。安全性

要求安全可靠、操作穩(wěn)定、彈性好、無事故隱患。對工藝和建筑、地基、廠房等無苛刻要求；工人在操作時，勞動強度小，盡量避免高溫高壓高空作業(yè)，盡量不用有毒有害的附件附料。4.1概述經(jīng)濟性

設(shè)備投資省，易于加工、維修、更新少，沒有特殊的維護(hù)要求，運行費用少。引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備，考察設(shè)備性價比，考慮是否易于被國內(nèi)消化吸收和改進(jìn)利用。結(jié)構(gòu)要求強度：合理的強度，保證設(shè)備的安全運行剛度：設(shè)備及其構(gòu)件在外壓的作用下，保持原有狀況的能力耐久性：設(shè)備的使用年限，一般化工設(shè)備的使用年限為10-12年，高壓設(shè)備為20-25年密封性：根據(jù)有毒物質(zhì)在車間內(nèi)允許的濃度來確定。它對處理易燃易爆及有毒介質(zhì)非常重要用材和制造：盡量少用貴重材料，避免復(fù)雜的加工工序操作和檢修：考慮操作、安裝和日常維修的方便運輸方便：尺寸與形狀設(shè)計時要注意運輸方便與否，設(shè)備的直徑、長度、重量要符合公路、鐵路、水運的運輸規(guī)定4.1概述??910、要閱學(xué)讀生一做切的好事書，如教同職和員過躬去最親杰共出做的；人要學(xué)談生話。學(xué)57:36:55/4/20226:57:03AM76:57:36:的知識，教職員躬親共學(xué)；要學(xué)生守的規(guī)則，教職員躬親共守。,Way04,2022Mds2eayde4.5.n24.5.22??1121、一要個記好住的，教你師不，僅是一教個課懂的得教心師理，學(xué)也和是教學(xué)育生學(xué)的的教人育。者2ay-224May-22-M2.5.46:57:36:57，生活的導(dǎo)師和道德的引路人。6:57:36:57:36:57Wednesday,May04,202213?、ewhoseizetherightmoment,istherHghtmin.a誰把握機遇，誰就心想事成。22.5.422.5.6:57:36:5743May4,2022:14、誰要是自己還沒有發(fā)展培養(yǎng)和教育好，他就不能發(fā)展培養(yǎng)和教育別人。2022年5月4日星期三上午6時57分3秒6:57:322.5.4?? 、提出一個問題往往比解決一個更重要如因木解決問題也，僅是一個數(shù)學(xué)上或?qū)嶒炆系募寄芏?，而提出新的問題，卻需要有創(chuàng)造性的想像力，而且標(biāo)志著科學(xué)的真正進(jìn)步。年月日星期三時分秒2202yaM43:75:63756452202202,4y5M75:64..22a275分6時午上5月2220年。人樹如莫許計之身終；為樹。莫，計之年十；谷樹如莫，計之年一1651、兒童是中心，教育的措施便圍繞他們而組織起來。上午時分秒上午時分4.5.223:75:67563756712、Our

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success.----CharlesChaplin人必須相信自己，這是成功的秘訣。-Thursday,June17,2021June21Thursday,June17,20216/17/2021?4.2標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的選擇一、定型設(shè)備的選擇方法及原則根據(jù)物料性質(zhì)、工藝要求、使用環(huán)境等等確定設(shè)備的形式

根據(jù)設(shè)計項目規(guī)定的生產(chǎn)能力和生產(chǎn)周期考慮設(shè)備臺數(shù)，設(shè)備選型依據(jù)有關(guān)手冊和生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品目錄

在選用設(shè)備同時，要注意設(shè)備備件的供應(yīng)情況，對供應(yīng)緊張的備件，最好在訂貨時也訂購備件

定型設(shè)備的選擇，按其生產(chǎn)能力，一般偏高一個等級選用，也可以按工廠的近期發(fā)展要求選配4.2標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的選擇4.1泵的選型4.2標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的選擇單級離心泵立式軸流泵齒輪泵水環(huán)真空泵4.2標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的選擇泵的用步驟(1)確定泵的型式依據(jù)物料的性質(zhì)如溫度、粘度、揮發(fā)性、毒性、化學(xué)腐蝕

性、溶解性和物料是否均一等因素來確定泵的基本型式。例如

：水—清水泵，鹵水—化工泵。油類——油泵等等；流量大而揚程不高時可選用單級離心泵；流量不大而揚程高的宜選往復(fù)泵或多級離心泵；輸送有腐蝕性介質(zhì)，選耐腐蝕泵；輸送昂貴液體、劇毒或具有放射性能的液體選用完全不泄漏、無軸封的屏蔽泵；當(dāng)要求精確進(jìn)料時應(yīng)選用計量泵或柱塞泵等。4.2標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的選擇(2)確定選泵的流量和揚程①流量的確定和計算選泵時以最大流量為基礎(chǔ)。如果數(shù)據(jù)是正常流量，則應(yīng)在正常流量的基礎(chǔ)上乘以1．1～1．2的安全系數(shù)。②揚程的確定和計算先計算出所需要的揚程，即用來克服兩端容器的位能差，兩端容器上靜壓力差，兩端全系統(tǒng)的管道、管件和裝置的阻力損失，以及兩端(進(jìn)口和出口)的速度差引起的動能差。揚程值用柏努利方程計算，用米液柱表示。計算出的揚程一般要放大5％—10％。4.2標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的選擇確定泵的安裝高度。——計算確定泵的臺數(shù)和備用。一般只設(shè)一臺泵，在特殊情況下，也可采用兩（多）臺泵同時串聯(lián)或并聯(lián)操作。輸送泥漿

或含有固體顆粒及其他雜質(zhì)的泵和一些重要操作崗位用

泵應(yīng)設(shè)有備用泵。對于大型的連續(xù)化流程，可適當(dāng)提高

泵的備用率，而對于間歇操作，泵的維修簡易，操作很

成熟的常常不考慮備用泵。4.2標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的選擇(5)校核泵的軸功率。泵的樣本上給定的功率和效率都是用清水試驗出來的，輸送介質(zhì)不是清水時，應(yīng)考慮密度、粘度等對泵的流量、揚程性能的影響。(6)確定冷卻水或驅(qū)動蒸汽的耗用量。

(7)選用電動機。(8)填寫選泵規(guī)格表。4.3非標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的工藝設(shè)計非標(biāo)設(shè)備的設(shè)計程序工藝流程上確定設(shè)備的類型：例如真空制鹽需要蒸發(fā)設(shè)備、固液分離設(shè)備等；確定設(shè)備材質(zhì)匯集設(shè)計條件：根據(jù)物料衡算和熱量衡算，確定設(shè)備負(fù)荷、轉(zhuǎn)化率和效率要求，確立設(shè)備的工藝操作條件如溫度、壓力、流量、流速、投料方式和投料量、卸料、排渣形式、工作周期等；4.3非標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的工藝設(shè)計選定設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)型式

根據(jù)各類設(shè)備的性能、使用特點和適用的范圍，依據(jù)各類規(guī)范、樣本和說明書、進(jìn)行權(quán)衡比較，確定該設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)型式。例如確定是用重力沉降、離心沉降等等；設(shè)計設(shè)備的基本尺寸：確定基本外形尺寸，如外徑、高度、攪拌器主要尺寸等；確定設(shè)備的各種工藝附件，如進(jìn)出料口、排料裝置等；4.3非標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的工藝設(shè)計向設(shè)備制造設(shè)計(機械設(shè)計)專業(yè)提出設(shè)計條件如材質(zhì)、溫度、壓力、裝載系數(shù)、運轉(zhuǎn)周期、維修安裝要求和設(shè)備開口、支承等等和設(shè)備草圖，由設(shè)備設(shè)計專業(yè)人員根據(jù)各種規(guī)范進(jìn)行機械設(shè)計、強度設(shè)計和檢驗，提出施工圖等。匯總列出設(shè)備一覽表。4.3非標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的工藝設(shè)計4.3.1貯槽的選型及設(shè)計化工生產(chǎn)中原料、中間物料、產(chǎn)品都需要貯存。用于氣體、液體的容積設(shè)備，國內(nèi)己形成了系列標(biāo)準(zhǔn)。貯槽設(shè)計方法：（1）匯集工藝設(shè)計數(shù)據(jù)

包括物料衡算和熱量衡算，貯存物料的溫度、壓力、最高使用溫度、最低使用溫度，腐蝕性、毒性、蒸汽壓、壓力，最大使用進(jìn)出量、貯罐的工藝方案等。4.3非標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的工藝設(shè)計選擇容器材料

對有腐蝕性的物科可選用不銹鋼等金屬材料，在溫度壓力允許時可用非金屬貯罐、搪瓷容器或由鋼制壓力容器襯膠、搪瓷、襯聚四氨乙烯等。容器型式的選用我國已有許多化工貯罐實現(xiàn)了系列化和標(biāo)準(zhǔn)化。在貯罐型式選用時，應(yīng)盡量選擇已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品。容積計算（核心）4.3非標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的工藝設(shè)計①單純用于貯存原料和成品的貯罐：全廠性的貯罐一般主張至少有一個月的耗用量貯存；車間的貯罐一般考慮至少半個月的用量貯存。液體產(chǎn)品貯罐一般設(shè)計至少有一周的產(chǎn)品產(chǎn)量。液體貯罐的裝載系數(shù)通?？蛇_(dá)80％；②中間貯罐：一般考慮一晝夜的產(chǎn)量或發(fā)生量；③計量罐：計量罐的容積一般考慮最少為10~15min，多則2h的產(chǎn)量的儲存。計量耀裝載系數(shù)一般只考慮60％~70％；一般儲槽、計量槽取0.8-0.9，攪拌反應(yīng)器取0.7-0.85，對沸騰操作或易發(fā)泡的反應(yīng)器取0.4-0.6。高徑比一般取H:D=1-24.3非標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的工藝設(shè)計④緩沖罐、汽化罐：緩沖罐的目的是使氣體有一定數(shù)量的積累，保持壓力比較穩(wěn)定，從而保證工藝流程中流量穩(wěn)定。其容量通常是下游設(shè)備5~10min的用量，有時可以超過15min的用量。汽化罐的物料汽化空間通常是貯罐總?cè)莘e的一半。汽化空間的容積大小，通常根據(jù)物料汽化速度來估計，一般希望汽化空間足夠下游崗位3min以上的使用量，至少在2min左右。4.3非標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的工藝設(shè)計確定貯罐基本尺寸選擇標(biāo)準(zhǔn)型號：如沒有則自行設(shè)計。開口和支座在設(shè)備上考慮進(jìn)料、出料、溫度、壓力

(真空)、放空、液面計、排液、放凈以及人孔、手孔、吊裝等裝置，并留有一定數(shù)目的備用孔。立式或臥式裙座、鞍座、三角支座等繪制設(shè)備草圖(條件圖)，提出設(shè)計條件和訂貨要求繪制設(shè)備容器的外形輪廓，標(biāo)注一切有關(guān)尺寸，包括容器管口的規(guī)格，井填寫“設(shè)計條件表”，由設(shè)備專業(yè)的人員，進(jìn)行非標(biāo)推設(shè)備設(shè)計。4.3非標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的工藝設(shè)計例1、設(shè)計提溴廢液為原料蒸發(fā)法生產(chǎn)鹵片的保溫槽（蒸發(fā)與制片之間銜接）蒸發(fā)過程為間歇操作，制片過程為連續(xù)操作；蒸發(fā)器的裝料容積為15m3;保溫溫度≥125℃（考慮夾套蒸汽保溫）設(shè)備一覽表序號設(shè)備位號設(shè)備名稱及規(guī)格型號材質(zhì)操作參數(shù)單位數(shù)量重量來源備注溫度壓力1234567891011124.3非標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的工藝設(shè)計4.3.2蒸發(fā)器的選型及設(shè)計一、常用蒸發(fā)器的形式及工作原理4.3非標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的工藝設(shè)計4.3非標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的工藝設(shè)計蒸發(fā)室加熱室循環(huán)泵下循環(huán)管上循環(huán)管（沸騰段）進(jìn)料生蒸汽冷凝水二次蒸汽排料4.3非標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的工藝設(shè)計4.3非標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的工藝設(shè)計二、外加熱室強制蒸發(fā)器的工藝設(shè)計4.4化工設(shè)備圖化工設(shè)備圖：化工設(shè)備裝配圖表達(dá)各零件間的裝配聯(lián)接關(guān)系、設(shè)備的結(jié)構(gòu)形狀等。內(nèi)容：①

一組視圖②

尺寸③

技術(shù)要求④

零件序號、明細(xì)表⑤

標(biāo)題欄⑥

接管口序號和管口表⑦

設(shè)備技術(shù)特性表4.4化工設(shè)備圖一、化工設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點設(shè)備主殼體以回轉(zhuǎn)體為主，如6；設(shè)備主體上有較多開孔和接管口，如2、5；大量采用焊接結(jié)構(gòu)；較多標(biāo)準(zhǔn)零部件，如2、4、8；結(jié)構(gòu)尺寸相差懸殊。1二、化工設(shè)備的習(xí)慣表達(dá)方法1、多次旋轉(zhuǎn)的表達(dá)方法2、管口方位的表達(dá)方法3、細(xì)部結(jié)構(gòu)的表達(dá)方法4、斷開和分段表達(dá)方法1、多次旋轉(zhuǎn)的表達(dá)方法不平行于基本投影面的結(jié)構(gòu)視圖、剖視圖例：液面計a、人孔b注意：應(yīng)避免各結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)后投影重疊圖例：接管d2、管口方位的表達(dá)方法用粗實線示意畫出設(shè)備管口標(biāo)注管口符號及方位角

圖例：

a，b，c，d90°，150°，225°，315°面3、細(xì)部結(jié)構(gòu)的表達(dá)方法局部放大圖（節(jié)點圖）必須標(biāo)注名稱和繪圖比例常用在焊接接頭和法蘭聯(lián)接圖例：設(shè)備底座支承圈采用兩個局部剖視進(jìn)行表達(dá)4、斷開和分段的表達(dá)方法斷開縮短：設(shè)備過高或過長，又具有相同結(jié)構(gòu)圖例：填料塔斷開處為規(guī)格、排列相同的填料分段表達(dá)：不能用斷開方法，但圖幅不夠圖例：填料塔三、化工設(shè)備的簡化畫法1、標(biāo)準(zhǔn)件的簡化畫法2、管法蘭的簡化畫法3、重復(fù)結(jié)構(gòu)的簡化畫法1、標(biāo)準(zhǔn)件的簡化畫法–如電動機、人孔、液面計等粗實線2、管法蘭的簡化畫法–不管何種型式的法蘭，均可簡化為右圖示。3、重復(fù)結(jié)構(gòu)的簡化畫法（1）螺孔和螺紋連接件只用中心線表示位置–（2）規(guī)則排列的管子只畫出一根或幾根，其余用中心線表示。–（3）按規(guī)則排列的孔方法一：