簡單壓力容器圖紙 壓力容器分類

簡單壓力容器圖紙壓力容器分類

壓力容器分類

介質(zhì)危害性：指介質(zhì)的毒性、易燃性、腐蝕性、氧化性等，其中影響壓

力容器分類的主要是毒性和易燃性。

1、毒性：是指某種化學(xué)毒物引起機(jī)體損傷的能力。

極度危害：最高容許濃度<mg/m3;

高度危害：最高容許濃度~<mg/m3;

中度危害：最高容許濃度~<10mg/m3;

輕度危害：最高容許濃度

210mg/m3o

派介質(zhì)毒性程度愈高，壓力容器爆炸或泄漏所造成的危害愈嚴(yán)重，對材料選用、制

造、檢驗和管理的要求愈高。

Q235-B不能使用

鋼板應(yīng)逐張超聲檢測

介質(zhì)危害性100%射線或超聲檢測

氣密性試驗

法蘭帶頸且PN2

2、易燃介質(zhì)：爆炸下限＜10%,或爆炸下限和上限之差220%的介質(zhì)如

甲烷、乙烷、乙烯、氨氣、丙烷、丁烷等。

壓力容器盛裝的易燃介質(zhì)主要指易燃?xì)怏w和液化氣體。

※易燃介質(zhì)對壓力容器的選材、設(shè)計、制造和管理等提出了較高的要

求，易燃介質(zhì)容器均采用全焊透結(jié)構(gòu)

壓力容器分類

世界各國規(guī)范對壓力容器分類的方法各不相同，本節(jié)著重介紹我國《壓力容器安全技

術(shù)監(jiān)察規(guī)程》中的分類方法

分類：①按壓力等級

③按安裝方式

1、按承壓方式分類：

外壓容器：當(dāng)容器的內(nèi)壓力小于一個絕對大氣壓時又稱為

真空容器

內(nèi)壓容器：

低壓容器MPa?p<MPa

中壓容器MPasp<MPa

高壓容器10MPa<p<100MPa

超高壓容器p>100MPa

2、按生產(chǎn)過程中的作用分類：

反應(yīng)壓力容器

換熱壓力容器

分離壓力容器

儲存壓力容器

3、按安裝方式分類：

固定式壓力容器

移動式壓力容器

4、按安全技術(shù)管理分類

②按容器在生產(chǎn)中的作用④按安全技術(shù)管理

分類原則：根據(jù)容器壓力與容積乘積大小、介質(zhì)危害程度以及容器的作用將壓力容器

分類。

第一類壓力容器

三類容

第二類壓力容器

第三類壓力容器

第三類壓力容器：

具有下列情況之一的，為第三類壓力容器:

a、高壓容器；

b、中壓容器；

c、中壓儲存容器；

d、中壓反應(yīng)容器；

e、低壓容器;

f、高壓、中壓管殼式余熱鍋爐；

g、中壓搪玻璃壓力容器；

h、使材料制造的壓力容器；

i、移動式壓力容器

包括：鐵路罐車

罐式汽車［液化氣體運(yùn)輸車、低溫液體運(yùn)輸

車、永久氣體運(yùn)輸車］和罐式集裝箱

j、球形儲罐

k、低溫液體儲存容器

第二類壓力容器：具有下列情況之一的，為第二類壓力容器。a、中壓容器；

b、低壓容器；

c、低壓反應(yīng)容器和低壓儲存容器

/

d、低壓管殼式余熱鍋爐；

e、低壓搪玻璃壓力容器。

第一類壓力容器：除上述規(guī)定以外的低壓容器為第一類壓力容器。

由于各國的經(jīng)濟(jì)政策、技術(shù)政策、工業(yè)基礎(chǔ)和管理體系的差異，壓力容器的分類方法

也互不相同。采用國際標(biāo)準(zhǔn)或國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計壓力容器時，應(yīng)采用相應(yīng)的分類方法。

刖言

氫氣是一種重要的工業(yè)用品，它廣泛用于石油、化工、建材、冶金、電子、醫(yī)藥、電

力、輕工、氣象、交通等工業(yè)部門和服務(wù)部門，由于使用要求的不同，這些部門對氫氣的

純度、對所含雜質(zhì)的種類和含量也有著不同的要求。近年來隨著中國改革開放的進(jìn)程，隨

著大量高精產(chǎn)品的投產(chǎn)，對高純氫氣的需求量正在逐漸擴(kuò)大。

煌類水蒸氣轉(zhuǎn)化制氫氣是目前世界上應(yīng)用最普遍的制氫方法，是由巴登苯胺公司發(fā)明

并加以利用，英國ICI公司首先實現(xiàn)工業(yè)化。這種制氫方法工作壓力為，原料適用范圍為天

然氣至干點小于。C的石腦油。近年來，由于轉(zhuǎn)化制氫爐型的不斷改進(jìn)。轉(zhuǎn)化氣提純工藝的

不斷更新，燒類水蒸氣轉(zhuǎn)化制氫工藝成為目前生產(chǎn)氫氣最經(jīng)濟(jì)可靠的途徑。

甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化制氫技術(shù)表現(xiàn)出很好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，受到許多國家的重視。它具有以

下的特點：

1、與大規(guī)模天然氣、輕油蒸氣轉(zhuǎn)化制氫或水煤氣制氫比較，投資省，能耗低。

2、與電解水制氫相比，單位氫氣成本較低。

3、所用原料甲醇易得，運(yùn)輸儲存方便。而且由于所用的原料甲醇純度高，不需要在

凈化處理，反應(yīng)條件溫和，流程簡單，故易于操作。

4、可以做成組裝式或可移動式的裝置，操作方便，搬運(yùn)靈活。

摘要

本次課程設(shè)計是設(shè)計生產(chǎn)能力為700m3/h甲醇制氫生產(chǎn)裝置。

在設(shè)計中要經(jīng)過工藝設(shè)計計算，典型設(shè)備的工藝計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計，管道設(shè)計，單參數(shù)

單回路的自動控制設(shè)計，機(jī)器選型和技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價等各個環(huán)節(jié)的基本訓(xùn)練。

在設(shè)計過程中綜合應(yīng)用所學(xué)的多種專業(yè)知識和專業(yè)基礎(chǔ)知識，同時獲得一次工程設(shè)計

時間的實際訓(xùn)練。課程設(shè)計的知識領(lǐng)域包括化工原理、過程裝備設(shè)計、過程機(jī)械、過程裝

備控制技術(shù)及應(yīng)用、過程裝備成套技術(shù)等課程。本課程設(shè)計是以甲醇制氫裝置為模擬設(shè)計

對象，進(jìn)行過程裝備成套技術(shù)的全面訓(xùn)練。

設(shè)計包括以下內(nèi)容和步驟：

1、工藝計算。

2、生產(chǎn)裝置工藝設(shè)計。

3、設(shè)備設(shè)計。分組進(jìn)行。

4、機(jī)器選型。

5、設(shè)備不知設(shè)計。

6、管道布置設(shè)計。

7、繪制管道空視圖。

8、設(shè)計一個單參數(shù)、單回路的自動控制方案。

9、對該裝置進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價。

10、整理設(shè)計計算說明書。

設(shè)計任務(wù)書

一、題目：生產(chǎn)能力為700m3/h甲醇制氫生產(chǎn)裝置

二、設(shè)計參數(shù)：生產(chǎn)能為700m3/h

三、計算內(nèi)容：

1、工藝計算：物料衡算和能量衡算。

2、機(jī)器選型計算。

3、設(shè)備布置設(shè)計計算。

4、管道布置設(shè)計計算。

5、技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價計算。

四、圖紙清單：

1、甲醇制氫裝置物流圖

2、換熱器設(shè)備圖

3、管板零件圖

4、管道儀表流程圖

5、設(shè)備布置圖

6、管道布置圖

7、管道空視圖

8、管道空視圖

第一章工藝設(shè)計

甲醇制氫物料衡算、

依據(jù)

甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)方程式：

CH30H-CC)2T+H2

CH30HF分解為CO,轉(zhuǎn)化率99%,CO變換轉(zhuǎn)化率99*，反應(yīng)溫度280℃,反應(yīng)壓力為

1、5MPa,醇水投料比1:。

投料量計算

代如轉(zhuǎn)化率數(shù)據(jù)

CH3OH-CO2t+H2t+COT

合并得到

CH3OH+H20T奐熱設(shè)備

設(shè)計任務(wù)

根據(jù)給定的工藝設(shè)計條件，此設(shè)計為無相變熱、冷流體間換熱的管殼式換熱器設(shè)計任

務(wù)。

總體設(shè)計

①確定結(jié)構(gòu)形式。由于介質(zhì)換熱溫差不大，在工藝和結(jié)構(gòu)上均無特殊要求，因此選用

固定管板式換熱器。

②合理安排流程。安排水和甲醇的混合液體走管程，混合氣體走殼程。

熱工計算①原始數(shù)據(jù)計算內(nèi)容或項目管程流體名稱

殼程流體名稱

管程進(jìn)、出口的溫度殼程進(jìn)、出口的溫度管程、殼程的工作壓力管程的質(zhì)量流量

②物料與熱量恒算計算內(nèi)容或項目換熱器效率負(fù)荷

殼程的質(zhì)量流量③有效平均溫差計算內(nèi)容或項目

6

4

符號Ti;TOti;tOpt;psWt

單位℃℃MPakg/s計算公式或來源結(jié)果備注甲醇和水混合

液

混合氣體已計算25;175已計算280;已計算；已計算0、1730

符號

nQws單位Wkg/s計算公式或來源取用結(jié)果0、98*1050、1730備注

符號單位計算公式或來源

結(jié)果備注

逆流對數(shù)平均溫度流程型式參數(shù)參數(shù)

溫度校正系數(shù)有效平均溫差A(yù)tlog℃RP0AtM

℃

初步確定1-2型管殼式換熱器

查圖4-2

△tM=(PAtlogl殼程-2管程0、375

④初算傳熱面積計算內(nèi)容或項目初選總傳熱系數(shù)初算傳熱面積⑤換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計

符號單位計算公式或來源結(jié)果

KOW/參考表4-1240

A0m2

2、815備注

計算內(nèi)容或項目符號管換熱管材料程換熱管內(nèi)徑、外徑di;d換熱管管長L結(jié)換

熱管根數(shù)n管程數(shù)Ni構(gòu)管程進(jìn)出口接管djt*Sjt尺寸設(shè)計

管殼程數(shù)

程換熱管排列形式結(jié)

構(gòu)換熱管中心距設(shè)分程隔板槽兩側(cè)計中心距

管束中心排管數(shù)殼體內(nèi)徑

換熱器長徑比實排熱管根數(shù)折流板形式折流板外直徑折流板缺口弦離折流板間距

折流板數(shù)

殼程進(jìn)出口接管尺寸

⑥結(jié)構(gòu)設(shè)計與強(qiáng)度設(shè)計

NsSSnncDiL/DinDbhBNbdjs*Sjs

單位mmm計算公式或來源選用碳鋼無縫鋼管

選用9m標(biāo)準(zhǔn)管長折半

根據(jù)管內(nèi)流體流速范圍選定

按接管內(nèi)流體流速

mmmmm

1

分程隔板槽兩側(cè)正方形排列，其余正正三角形排三角形排列列5=或按標(biāo)準(zhǔn)按標(biāo)準(zhǔn)

0、004

L/Di作圖選定

按GB151-1999取取

合理選取

7

0、171

8、77136

彈弓形折流板

16

合理選取

1）換熱流程設(shè)計：采用殼程為單程、管程為雙程的結(jié)構(gòu)型式、

2）換熱管及其排列方式:采用的無縫鋼管，材料為20號鋼。熱管排列方式為三角形排

列。如圖所示，共排列36根。

3）折流板：采用通用的單弓形折流板，材料為Q235-B鋼，板厚6mm，板數(shù)16塊。

4）拉桿：采用Q235-B,mm,共6根。

5）筒體：材料采用16MnR鋼，采用鋼管，取Dn=219mm6）封頭：采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形

封頭，材料采用16MnR鋼。

取Dn=219mm采用標(biāo)準(zhǔn)封頭，長徑是短徑的2倍，即取55筒體厚度，=

考慮到內(nèi)部壓力較大,有腐蝕性等因素,取6=4mm封頭h2=25mmhl=55mm

7）法蘭：甲型。墊片種類。非金屬輕墊片,石棉橡膠板法蘭材料：板材16MnR螺

栓材料：35螺母材料：Q235-B筒體法蘭

選用甲型平焊法蘭JB4701-92,密封面選用平密封面JB4701-92法蘭PD219-16M

DN=300D=430,Dl=390,D2=355,D3=345,D4=345,8=342,螺柱：M20,16個管

程和殼程進(jìn)出口接管法蘭選用帶頸平焊鋼制管法蘭尺寸分別為：

管程：D=140,K=100,L=18,n=4,Th=M16,C=18,Bl=39,N=60,R=5,H=30,質(zhì)量=

殼程：D=185,K=145,L=18,n=4,Th=M16,C=2-,Bl=78,N=104,R=6,H=32,質(zhì)量=

8）管板：采用固定式管板，其厚度可以按照GB151《管殼式換熱器》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計,

取40mm。

9）支座:

型式：重型

安裝形式，固定式，代號F材料：Q235-

A、F

結(jié)構(gòu)特征，包角,彎制，單筋，不帶墊板標(biāo)記：JB/T4712-92鞍座BV219-F

第三章機(jī)器選型

計量泵的選擇

往復(fù)泵是容積式泵。在高壓力小流量，輸送粘度大的液體，要求精確計量即要求流量

隨壓力變化小的情況下宜選用各種類型式的往復(fù)泵。要求精確計量時，應(yīng)用計量泵。

往復(fù)泵的流量可采用各種調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)達(dá)到精確計量，即計量泵。計量泵用于生產(chǎn)中需要

精確計量，所輸送介質(zhì)的場合：如注緩蝕劑,輸送酸，堿等。流量可在0-100%范圍內(nèi)調(diào)

節(jié)，但一般應(yīng)在30%-100%范圍內(nèi)使用,計量泵有柱塞式和隔膜式，柱塞式計量流量的

精度高玉隔膜式。J型計量泵適用于輸送各種不含固體顆粒的腐蝕性和非腐蝕性介質(zhì)。

甲醇制氫工藝需要精確的投料比，故應(yīng)選用計量泵?，F(xiàn)工藝設(shè)計要求甲醇的投料量為

/h,水為kg/h,現(xiàn)按工藝要求分別選擇一臺甲醇計量泵，一臺純水計量泵，一臺原料計量

泵。

已知條件：

1、甲醇正常投料量為kg/h,溫度為25℃,密度為/h,操作情況為泵從甲醇儲槽中吸入

甲醇，送入與原料液儲槽，與水混合。

2、水的正常投料量為/h,溫度為25℃,密度為/h操作情況為泵從純水儲槽中吸入

水，送入原料液儲槽，與甲醇混合。

3、原料液儲槽出來的量為甲醇/h,水/h,溫度為25℃,操作情況為泵從原料液儲槽中

吸入原料液，送入換熱器。

甲醇計量泵選型

工藝所需正常的體積流量為：/=/h泵的流量Q=*=/h

工藝估算所需揚(yáng)程30M,泵的揚(yáng)程H=*30=33M。

折合成計量泵的壓力P=pHg=33*807*/106=

泵的選型，查文獻(xiàn)一，JZ-500/型計量泵的流量為500L/h,壓力為，轉(zhuǎn)速為102r/min,

進(jìn)出口管徑為15mm，電機(jī)功率為，滿足需要。

純水計量泵的選型

工藝所需正常的體積流量為：/=/h

泵的流量Q=*=/h、

工藝估算所需揚(yáng)程30M,泵的揚(yáng)程：H=*30=33M折合成泵的壓力：

P=Hpg=33*997*/106=

泵的選型：查文獻(xiàn)一，JZ-400/型計量泵的流量為400L/h,壓力為，轉(zhuǎn)速為126r/min,

進(jìn)出口管徑為15mm，電機(jī)功率為，滿足要求。

原料計量泵的選型

原料液密度：p=807*l/+997*/=921kg/m3

工藝所需正常的體積流量為：/=/=/h泵的流量Q=*=/h

工藝估算所需的揚(yáng)程80M,泵的揚(yáng)程H=*80=88M折合成泵的壓力

P=pHg=88*921*/106=

泵的選型查文獻(xiàn)一，JD-1000/型計量泵的流量為1000L/h,壓力為，轉(zhuǎn)速為115r/min,

電機(jī)功率為，滿足要求。

離心泵的選型吸收劑循環(huán)泵

已知條件：碳酸丙烯酯吸收劑的用量為/h,溫度為40。。密度為1100kg/m3,由吸收塔

出口出來經(jīng)泵送到吸收塔，選擇離心泵作為吸收劑的輸送泵。

工藝所需正常的體積流量為:/h。

泵的流量Q=*=/h工藝估算所需的揚(yáng)程30M泵的揚(yáng)程H=*30=33M

泵的選型：查文獻(xiàn)一，選用B型單級離心泵，BJ25-40型離心泵，流量為25m3/h,

揚(yáng)程為40m,轉(zhuǎn)速為2950r/min,電機(jī)功率，滿足要求。

冷卻水泵。

已知條件：冷凝水為循環(huán)水，采用中溫型冷水塔，溫差△T=1(TC,用水量*104kg/h,溫

度為常溫25℃,密度為997kg/m3,在冷凝器中進(jìn)行換熱，采用B型單級離心泵。

工藝上所需正常體積流量為*104/997=32m3/h

泵的流量：Q=*32=/h工藝估算所需的揚(yáng)程30M泵的揚(yáng)程H=*30=33M

泵的選型：查文獻(xiàn)一，選用B型單級離心泵BJ50-40型離心泵，流量50m/h，揚(yáng)程

42m,轉(zhuǎn)速2950r/min,電機(jī)功率10KW,滿足要求。

第四章設(shè)備布置圖設(shè)計設(shè)備布置方案

本次設(shè)備布置方案，采用設(shè)備在室外布置，具體設(shè)備布置方案和尺寸清參加設(shè)備布置

圖，比例為1:100。

主要設(shè)備的尺寸代號VOV0102V0103TOT0102T0103ROEOE0102E0103

計量泵甲醇計量泵純水計量泵原料液計量泵

往復(fù)泵

吸收劑循環(huán)泵冷卻水循環(huán)泵

第五章管道布置設(shè)計

3

名稱甲醇儲罐純水儲罐原料液儲罐氣化塔吸收塔解析塔轉(zhuǎn)化器預(yù)熱器過熱器冷

凝器高度mml20012001800660066006600

5505357435743574直徑mm200020002000

80020002000500219219219

代號流量L/h壓力MPa轉(zhuǎn)速r/minJZ-500/500102JZ-400/400126JD-

1000/1000115電機(jī)功率KW

代號流量L/h壓力MPa轉(zhuǎn)速r/min電機(jī)功率BJ25-4025402950BJ50-

405042295010

5、1管子選型脫鹽水管徑確定

脫鹽水流量為/h,密度為997kg/m3,流速取2m/s由V=/4*du得d===

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選用無縫鋼管，壁厚取為走甲醇管的管徑確定

甲醇流量為/h,密度為807kg/m3,流速取為2m/s則d===

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選用DN15無縫鋼管，壁厚取原料輸送管

原料液用量為/h,密度為921kg/m3,流速取為2m/s則d==

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選用DN15無縫鋼管，壁厚度為進(jìn)入吸收塔混合氣體所需管徑尺寸確定

混合氣體質(zhì)量為/h,密度/m3,流速35m/s則d==

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選用DN100無縫鋼管，壁厚度為4mm吸收液管子尺寸

吸收液量為/h,密度為110kg/m3,流速/s則d==

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選用DN20無縫鋼管，壁厚度為3mm冷卻水管子尺寸

冷卻水為*104kg/h,密度為997kg/m3,流速2m/s貝Ud==75mm

2

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選DN8-無縫鋼管，壁厚為3mm主要管道工藝參數(shù)匯總一覽表序號

12345管道編號管內(nèi)介質(zhì)設(shè)計壓力MPa設(shè)計溫度。C管子規(guī)格材料DN0-20L1B脫鹽水

5020DN0102-20L1B脫鹽水5020PL0-15L1B甲醇5020PL0102-15L1B甲醇5020

PL0103-15L1B原料液50206PL0104-15L1B原料液

1、6507PL0105-15L1B原米斗液1758PG0-100N1B